溶液的pH值测定

目的原理 

1 掌握配制各种溶液的方法；

2 了解在各种pH值的溶液中各指示剂所显示的特征颜色；

3 熟练掌握pH试纸的使用方法；

4 初步学习酸度计测定溶液pH值方法。

过程步骤

一、配制各种pH值的溶液

1.在一只清洁的烧瓶中装入400ml蒸馏水并加热到沸腾。把一只小烧杯倒扣在烧瓶口上，让它冷却。蒸馏水中往往由于溶有CO2而微显酸性，加热可驱出CO2，煮沸过的蒸馏水，将作为一种pH = 7的溶液，并将用于下列稀释溶液。

2.从试剂台上取5ml10-3mol·dm-3HCl溶液，用45ml煮沸过的蒸馏水加以稀释，搅拌。*终溶液中的H3O+浓度是10-4mol·dm-3，pH = 4。

3.由5ml pH为4的溶液配制50ml pH为5的溶液。由5ml pH为5溶液配制50ml pH为6的溶液。

4.类似地，用10-8mol·dm-3NaOH溶液，依次地配制pH为10、9和8的溶液。

现在有了pH范围从3到11的9种溶液。取5ml的各溶液分别放在9只清洁和干燥的试管中。向每只试管中加入(不多于2滴)甲基橙指示剂溶液，摇动试管并观察每一只试管中产生的颜色。把这些结果记录在数据表内。

相似地，取新鲜的样品用下列各种指示剂(不多于2滴)进行试验：甲基红、溴百里酚蓝、酚酞和茜黄素等。

二、测定未知酸和碱溶液pH值：

1.用各种指示剂测定溶液pH值：

在清洁干燥的试管中各加入5ml酸液，向各试管中加入不同的指示剂2滴，记录所观察到的颜色。

用相同的方法，向0.05mol·dm-3的未知碱溶液中加入各种指示剂记录产生的颜色，碱溶液由试剂台提供。

2.用pH计测定溶液pH值，它可从pH计表头上直接读出0.1pH值单位，测量精度较高，是工业生产中常用仪器。

用二只洁净，干燥的烧杯，分别加入50ml未知酸和碱溶液，并测定和记录pH值，其测定的方法见酸度计使用说明。

三、计算酸和碱的电离常数 

假定你的酸是一元酸HX，计算HX + H2O ＝ H3O+ + X- 的离解常数K = x2 /(c-x) 请注意X-的浓度等于H3O+的 浓度，HX的浓度是初始浓度减去离解的那部分浓度。

四、缓冲溶液

欲配制pH = 4.74的缓冲溶液50ml，实验室现有0.1mol·dm-3HAC和0.1moldm-3NaAc溶液，应该怎样配制?根据计算配制好后，用pH计测定是否符合要求，然后在缓冲溶液中，加入0.5ml mol·dm-3 HCl (约10滴)，用pH计测定其pH值，再加入1ml 0.1 mol·dm-3NaOH (约2滴)，再用pH计定其pH值，填入表格，并与计算值比较。

五、用pH试纸测定盐类水溶液的pH值

取少量下列各盐溶液于点滴板上，用广泛pH试纸测定其pH值。

CaCl2(0.1mol·dm-3) NaAc(0.1mol·dm-3)

NH4Ac(0.1mol·dm-3) NH4Cl(0.1mol·dm-3)

分析思考

1 如果把等体积的pH为3和pH为5的溶液混合在一起，你得到的pH将是多少?

2 如果每种指示剂能显示出三种颜色而不是两种颜色，并假定颜色变化不会互相重叠，那么需要多少种指示剂就能包括本实验中一部分数据表以pH为3～pH为11的颜色变化?

3 在上述每个实验中，为什么要取指示剂的*小用量?

4 计算下列溶液的pH值：1mol·dm-3 NH4Cl溶液和0.1mol·dm-3 NaAc溶液；等体积HAc(0.1mol·dm-3)和NaAc(mol·dm-3)混合液。

5 设计配制50ml pH = 10的缓冲溶液的方案。用pH计测定溶液pH值时，有哪些主要步骤。