PH试纸的应用

一） 多数矿泉水的 pH 值都不低于7.0，都呈弱碱性。测试活动是企业的一种宣传手段，它利用了百姓 对饮用水相关知识的不了解。其实，国家对生活饮用水标准制定了106 项指标，其中，有5 个强 制性指标，但饮用水pH值的范围并不在这5个强制性指标中。（二）可参考：PH试纸的应用是非常广泛的，PH的反应原理是基于PH指示剂法，目前，国产的一般的PH分析 试纸中含有甲基红PH4.2（红）6.2（黄），溴甲酚绿PH3.6 （黄）5.4 （绿）溴百里香酚蓝 PH6.7（黄）7.5（蓝）,这些混合的酸碱指示剂适量配合可以反映PH4.59.0的变异范围。以酚酞在不同酸碱条件下变色规律为例说明PH试纸的变色原理：把酚酞滴入浓H2SO4,呈现橙色，不论振荡多长时间，其颜色都不变。若把该橙色液配入大量水 中，得无色液。酚酞滴入稀NaOH溶液呈紫红色，将酚酞滴入浓NaOH溶液（浓度大于2mol/l）， 开始时浓NaOH溶液表面酚酞滴入处会出现一些紫红色、略加振荡紫红色立即消失。其实，这是 酚酞在不同的酸碱条件下，因其结构的改变而呈现4种相应的变色情况。PH试纸上有甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝这三种指示剂。甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝和酚酞一 样，在不同PH值的溶液中均会按一定规律变色。甲基红的变色范围是PH4.2（红）-6.2（黄），溴甲 酚绿的变色范围是PH3.6 （黄）-5.4 （绿），百里酚蓝的变色范围是PH6.7（黄）-7.5（蓝）。用定量甲 基红加定量溴甲酚绿加定量百里酚蓝的混合指示剂浸渍中性白色试纸，晾干后制得的PH试纸可 用于测定溶液的PH值便不难理解了。一、试纸的种类及性能1. 石蕊（红色、蓝色）试纸：用来定性检验气体或溶液的酸碱性。pH8的溶液或碱性气体能使红色石蕊试纸变蓝色。2. pH试纸：用来粗略测量溶液pH大小（或酸碱性强弱）。pH试纸遇到酸碱性强弱不同的溶液时， 显示出不同的颜色，可与标准比色卡对照确定溶液的pH值。巧记颜色：赤（pH=1 或 2）、橙（pH = 3 或 4）、黄（pH = 5 或 6）、绿（pH = 7 或 8）、青 （pH = 9 或 10）、蓝（pH=11 或 12）、紫（pH=13 或 14）。3. 淀粉碘化钾试纸：用来定性地检验氧化性物质的存在。遇较强的氧化剂时， 被氧化成 ， 与 淀粉作用而使试纸显示蓝色。能氧化 的常见氧化剂有： 蒸气（和它们的溶液）、 、浓 等。4. 醋酸铅（或硝酸）试纸：用来定性地检验 和含硫离子的溶液。遇 气体或 时因生成黑色的 PbS 而使试纸变黑色。5. 品红试纸：用来定性地检验某些具有漂白性的物质存在。遇到 等有漂白性的物质时会褪色（变 白）。二、试纸的使用方法1. 检验溶液的性质：取一小块试纸在表面皿或玻璃片上，用沾有待测液的玻璃棒或胶头滴管点于 试纸的中部，观察颜色的变化，判断溶液的性质。2. 检验气体的性质：先用蒸馏水把试纸润湿，粘在玻璃棒的一端，用玻璃棒把试纸靠近气体，观 察颜色的变化，判断气体的性质。3. 注意：(1) 试纸不可直接伸入溶液。(2) 试纸不可接触试管口、瓶口、导管口等。(3) 测定溶液的pH时，试纸不可事先用蒸馏水润湿，因为润湿试纸相当于稀释被检验的溶液， 这会导致测量不准确。正确的方法是用蘸有待测溶液的玻璃棒点滴在试纸的中部，待试纸变色后， 再与标准比色卡比较来确定溶液的 pH。(4) 取出试纸后，应将盛放试纸的容器盖严，以免被实验室的一些气体沾污三、试纸的使用方法1. 检验溶液的性质：取一小块试纸在表面皿或玻璃片上，用沾有待测液的玻璃棒或胶头滴管点于 试纸的中部，观察颜色的变化，判断溶液的性质。2. 检验气体的性质：先用蒸馏水把试纸润湿，粘在玻璃棒的一端，用玻璃棒把试纸靠近气体，观 察颜色的变化，判断气体的性质。3. 注意：( 1)试纸不可直接伸入溶液。( 2)试纸不可接触试管口、瓶口、导管口等。(3) 测定溶液的pH时，试纸不可事先用蒸馏水润湿，因为润湿试纸相当于稀释被检验的溶液， 这会导致测量不准确。正确的方法是用蘸有待测溶液的玻璃棒点滴在试纸的中部，待试纸变色后， 再与标准比色卡比较来确定溶液的 pH。(4) 取出试纸后，应将盛放试纸的容器盖严，以免被实验室的一些气体沾污。(三 )有一些进口的 pH 试纸，所建议的方法是将试纸条贴壁插入试管中，把被检溶液加入试管 中。直到试纸条颜色变化恒定(这可能需要一分钟到几分钟时间)，保持试纸条在试管中，透过试 管壁判读结果。PH 试纸具体是由哪些物质组成，有关化学式是什么？为何变色？ 如是一些指示剂混合而成的，请具体指哪些，变色的原理是什么？PH试纸的应用是非常广泛的，PH的反应原理是基于PH指示剂法，目 前，一般的PH分析试纸中含有甲基红PH4.2（红厂6.2（黄）,溴甲酚 绿PH3.6 （黄）5.4 （绿）溴百里香酚蓝PH6.7（黄厂7.5（蓝），这 些混合的酸碱指示剂适量配合可以反映PH4.59.0的变异范围。 以酚酞在不同酸碱条件下变色规律为例说明PH试纸的变色原理： 把酚酞滴入浓H2SO4,呈现橙色，不论振荡多长时间，其颜色都不变。 若把该橙色液配入大量水中，得无色液。酚酞滴入稀NaOH溶液呈紫 红色，将酚酞滴入浓NaOH溶液（浓度大于加ol/l），开始时浓NaOH 溶液表面酚酞滴入处会出现一些紫红色、略加振荡紫红色立即消失。 其实，这是酚酞在不同的酸碱条件下，因其结构的改变而呈现4种相 应的变色情况。PH试纸上有甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝这三种指示剂。甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝和酚酞一样，在不同PH值的溶液中均会按一定规律变色。甲基红的变色范围是PH4.2（红）一6.2（黄），溴甲酚绿的变色范围是PH3.6 （黄）一5.4 （绿），百里酚蓝的变色范围是PH6.7（黄）一7.5（蓝）。用定量甲基红加定量溴甲酚绿加定量百里酚蓝的混合指示剂浸渍中性白色试纸，晾干后制得的PH试纸可用于测定溶液的 PH 值便不难理解了。什么是 PH？ PH 是拉丁文“Pondus hydrogenii” 一词的缩写（Pondus二 压强、压力hydrogenium二氢），用来量度物质中氢离子的活性。这 一活性直接关系到水溶液的酸性、中性和碱性。水在化学上是中性的， 但不是没有离子，即使化学纯水也有微量被离解：严格地讲，只有在与水分子水合作以前，氢核不是以自由态存在。H20+ H20二 + OH 由于水全氢离子(H3O)的浓度事与氢离子(H)浓度等同看待，上式可以简化成下述常用的形式：H2O= + OH此处正的氢离子人们在化学中表示为“ 离子”或“氢核”。水合氢核表示为“水合氢离子”。负的氢氧根离子称为“氢氧化物离子”。利用质量作用定律，对于纯水的离解可以找到一平衡常数加以表示：由于水只有极少量被离解，因此水的克分子浓度实际为一常数，并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。KW二KXH2O KW = H3O+ OH=10 7 10 7=10mol/l(25C)也就是说，对于一升纯水在25C时存在10 7摩尔 离子和10 7摩 尔OH 离子。在中性溶液中，氢离子 和氢氧根离子0H的浓度都是10 7mol/l。如：假如有过量的氢离子，则溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氢离子游离的物质。同样，如果氢离子并使0H 离子游离，那末溶液就是碱性的。所以，给出值就足以表示溶液的特性，呈酸性碱性，为了免于用此克分子浓度负冥指数进行运算，生物学家泽伦森(Soernsen)在1909年建议将此不便使用的数值用对数代替，并定义为“pH值”。数学上定义 pH 值为氢离子浓度的常用对数负值。即时因此，PH值是离子浓度以10为底的对数的负数:酸 中性碱VAPH 值改变50的水的pH值，从pH2到pH3需要5001漂白剂。然而，从pH6到pH7只需要501的漂白剂。测量PH值的方法很多，主要有化学分析法、试纸法、电位法。现主要介绍电位法测得PH值。电位分析法所用的电极被称为原电池。原电池是一个系统，它的作用 是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势（EMF）。 此电动势（EMF）由二个半电池构成。其中一个半电池称作测量电极, 它的电位与特定的离子活度有关如 ；另一个半电池为参比半电池， 通常称作参比电极，它一般是测量溶液相通，并且与测量仪表相连。例如，一支电极由一根插在含有银离子的盐溶液中的一根银导线制成，在导线和溶液的界面处，由于金属和盐溶液二种物相中银离子的不同活度，便形成离子的充电过程，并形成一定的电位差。失去电子的银离子进溶液。当没有施加外电流进行反充电，也就是说没有电流的话，这一过程最终会达到一个平衡。在这种平衡状态下存在的电压被称为半电池电位或电极电位。这种（如上所述）由金属和含有此金属离子的溶液组成的电极被称为第一类电极。此电位的测量是相对一个电位与盐溶液的成分无关的参比电极进行的。这种具有独立电位的参比电极也被称为第二电极。对于此类电极，金属导线都是覆盖一层此种金属的微溶性盐（如：Ag/AgCL），并且插入含有此种金属盐限离子的电解质溶液中。此时半电池电位或电极电位的大小取决于此种阴离子的活度。此二种电极之间的电压遵循能斯特（NERNST）公式：E=E0+ RTln a MenF式中：E电位E0电极的标准电压R气体常数（8.31439焦耳/摩尔和C）T开氏绝对温度（例：20C=273+293开尔文）F法拉弟常数（96493库化/当量）n被测离子的化合价（银=1,氢=1）aMe离子的活度标准氢电极是所有电位测量的参比点。标准氢电极是一根铂丝，用电解的方法镀（涂覆）上氯化铂，并且在四周充入氢气（固定压力为1013hpa）构成的。将此电极浸入在25C时 离子含量为lmol/l溶液中，便形成电化学中所有电位测量所参照的半电池电位或电极电位。其中氢电极做为参比电极在实践中很难实现，于是使用第二类电极做为参比电极。其中最常用的便是银/氯化银电极。该电极通过溶解的 AgCl 对于氯离子浓度的变化起反应。此参比电极的电极电位通过饱和的kcl贮池（如：3mol/lkcl）来实 现恒定。液体或凝胶形式的电解质溶液通过隔膜与被测溶液相连通。利用上述的电极组合一银电极和Ag/AgCl参比电极可以测量胶片冲洗液中的银离子含量。也可以将银电极换成铂或金电极进行氧化还原电位的测量。例如：某种金属离子的氧化阶段。最常用的 PH 指示电极是玻璃电极。它是一支端部吹成泡状的对于pH敏感的玻璃膜的玻璃管。管内充填有含饱和AgCl的3mol/l kcl缓冲溶液，pH值为7。存在于玻璃膜二面的反映PH值的电位差用Ag/AgCl传导系统，如第二电极，导出。PH复合电极如图（一）此电位差遵循能斯特公式：E=E0+ RTln a H30+nFE=59.16mv/25C per pH式中R和F为常数，n为化合价，每种离子都有其固定的值。对于氢离子来讲，n=l。温度“T”做为变量，在能斯特公式中起很大作用。随着温度的上升，电位值将随之增大。对于每1C的温度变大，将引起电位0. 2mv/per pH变化。用pH值来表示，则每1C第1pH变化0.0033pH值。这也就是说：对于2030C之间和7pH左右的测量来讲，不需要对温度变化进行补偿；而对于温度30C或V20C和pH值8pH或6pH的应用场合则必须对温度变化进行补偿。图1： pH值一电位一离子浓度之间的关系0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 OH 离子14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 H 离子0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH +414.4+.59.2 0 59.2414.4mv/25C从以上我们对PH测量的原理进行了分析而得知我们只要用一台毫伏计即可把PH值显示出来PH酸度计的分类人们根据生产与生活的需要，科学地研究生产了许多型号的酸度计：按测量精度上可分0.2 级、0.1级、0.01 级或更高精度按仪器体积上分有笔式（迷你型）、便携式、台式还有在线连续监控测量的在线式。根据使用的要求：笔式（迷你型）与便携式PH酸度计一般是检测人员带到现场检测使用。