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实验室基本操作(5)

时间:2006-05-19 22:20来源:本站原创 作者:admin 阅读:

    精确测定溶液pH值要使用pH计,其精确度可达0.005pH单位,关键是要正确选用和校对pH电极。过去是使用两个电极,即玻璃电极和参比电极(甘汞或银—氯化银电极),现在它们已淘汰,被两种电极合一的复合电极所代替。

    玻璃电极对溶液中的氢离子浓度敏感,其头部为一薄玻璃泡,内装有0.1N HCl,上部由银~氯化银电极与铂金丝联结。当玻璃电极浸入样品溶液时,薄玻璃泡内外两侧的电位差取决于溶液的pH,即玻璃电极的电极电位随样品溶液中氢离子浓度(活度)的变化而变化。

    参比电极的功能是提供一个恒定的电位,作为测量玻璃电极薄玻璃泡内外两侧电位差的参照。常用的参比电极是甘汞电极(Hg/HgCl)或银—氯化银电极(Ag/AgCl)。参比电极电位是氯离子浓度的函数,因而电极内充以4M KCl或饱和KCl,以保持恒定的氯离子浓度和恒定的电极电位。使用饱和KCl是为使电极内沉积有部分KCl结晶,以使KCl的饱和浓度不受温度和湿度的影响。

    现在pH测定已都改用玻璃电极与参比电极合一的复合电极,即将它们共同组装在一根玻璃管或塑料管内,下端玻璃泡处有保护罩,使用十分方便,尤其是便于测定少量液体的pH值。    

  

(A) 玻璃电极             (B) 复合电极     (C) 参比电极(银-氯化银电极)

                图1-3   pH电极示意图

     测定pH值时,玻璃电极和参比电极同时浸入溶液中,构成一个“全电池”,如下图所示:

            

 使用时应注意:

      ⑴经常检查电极内的4mol/L KCl溶液的液面,如液面过低则应补充4mol/L KCl溶液。

      ⑵玻璃泡极易破碎,使用时必须极为小心。

      ⑶复合电极长期不用,可浸泡在2mol/L KCl溶液中,平时可浸泡在无离子水或缓冲溶液中,使用时取出,用洗并冲洗玻璃泡部分,然后用吸水纸吸干余水,将电极浸入待测溶液中,稍加搅拌,读数时电极应静止不动,以免数字跳动不稳定。          

      ⑷使用时复合电极的玻璃泡和半透膜小孔要浸入到溶液中。

      ⑸使用前要用标准缓冲液校正电极,其数据见书后附录,常用的三种标准缓冲液是pH=4.00、6.88和9.23(20℃),精度为±0.002pH单位。校正时先将电极放入6.88的标准缓冲液中,用pH计上的“标准”旋钮校正pH读数,然后取出电极洗净,再放入4.00或9.23的标准缓冲液中,用“斜率”旋钮校正pH读数,如此反复多次,直至二点校正正确,再用第三种标准缓冲液检查。标准缓冲液不用时应冷藏。

      ⑹电极的玻璃泡容易被污染。若测定浓蛋白质溶液的pH值时,玻璃泡表面会覆盖一层蛋白质膜,不易洗净而干扰测定,此时可用0.1mol/L HCl 的1mg/mL胃蛋白酶溶液浸泡过夜。若被油脂污染,可用丙酮浸泡。若电极保存时间过长,校正数值不准时,可将电极放入2mol/L KCl 溶液中,40℃加热一小时以上,进行电极活化。

    pH测定时会有几方面的误差:

    ⑴钠离子的干扰:多数复合电极对 Na+ 和H+ 都非常敏感,尤其是高pH值的碱性溶液,Na+ 的干扰更加明显。例如,当Na+ 浓度为0.1mol/L时,可使pH值偏低0.4~0.5单位。为减少Na+ 对pH测定的干扰,每个复合电极都应附有一条校正Na+干扰的标准曲线,有的新式的复合电极具有Na+ 不透过性能,如无以上两个条件,则可以将电极内的KCl换成NaCl。

    ⑵浓度效应: 溶液的pH值与溶液中缓冲离子浓度和其他盐离子浓度有关,因为溶液pH值取决于溶液中的离子活度而不是浓度,只有在很稀的溶液中,离子的活度才与其浓度相等。生化实验中经常配制比使用浓度高十倍的“贮液”,使用时再稀释到所需浓度,由于浓度变化很大,溶液pH会有变化,因而稀释后仍需对其pH进行调整。

    ⑶温度效应:有的缓冲液的pH值受温度影响很大,如“Tris”缓冲液,因而配制和使用都要在同一温度下进行。

(责任编辑:泉水)
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