有機溶劑的pH測試技巧
首先,如果嚴格地說,有機溶劑,或者說非水溶劑中的pH本來就是一個不嚴謹的說法。pH是水溶液中氫離子濃度的負對數,但水溶液中是不存在自由氫離子(質子)的,只存在水合氫離子H3O+(甚至更復雜的水合氫離子),質子酸在水中的電離本質是質子轉移,設酸用HA表示:HA + H2O ? A- + H3O+也就是說,酸HA將質子轉移給水,酸變成了共軛堿A-,而水變成H3O+,H3O+也可以看作一種酸,那么水在這個電離中實際相當于堿。pH值測量的實際是水溶液中H3O+的濃度,更準確地說,是水溶液中溶劑化氫離子(H3O+)的活度。
pH做為基本的污水指標,勢必成為供求的熱點,這對廣大的E-1312 pH電極,S400-RT33 pH電極制造商,比如美國BroadleyJames來說是個重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極,S400-RT33 pH電極制造商,必將為中國的環保事業帶來可觀的經濟效益。我們美國BroadleyJames生產的E-1312 pH電極,S400-RT33 pH電極經久耐用,質量可靠,測試準確,廣泛應用于各級環保污水監測以及污水處理過程。
而非水溶劑中,酸轉移質子的目標就不是水了,生成的也不是H3O+,因此要比較酸性應該看酸給出質子的能力,最好不要用測量pH值這個概念,如果一定要用近似的概念,可以用測量非水溶劑溶液中(溶劑化)氫離子活度這個概念。當然,如果想把非水溶劑溶液中溶劑化氫離子活度的負對數也稱為“非水溶液中的pH值”,那也未嘗不可。例如,在冰醋酸溶劑中,酸HA的電離可表示為:HA + CH3COOH ? A- + CH3C(OH)2+CH3C(OH)2+即冰醋酸溶劑中的溶劑化氫離子,其活度(稀溶液中可近似為濃度)的負對數,也可稱為冰醋酸溶劑中的“pH值”。這種非水溶劑中的“pH值”就不一定通常位于0—14之間了,“中性”也不一定對應pH=7,因為水的離子積(298.15K)才是1*10^(-14)。
測量方法大概有兩種,基本思路和水溶液中也是相似的:
1、指示劑法,選用非水溶劑中接受質子能發生顏色變化的指示劑。其實很多酸堿指示劑都可用于非水溶劑,pH試紙在非水溶劑中往往也能測出一定的“pH值”,少量酒精溶液滴入濃硫酸或者濃磷酸中能看到明顯的紅色到橙黃色,系強酸將質子化后失水,形成有三苯甲基正離子結構的化合物所致。測量強酸的酸性,即質子化能力,即使用適當的指示劑,加上比色法或者分光光度法測定。如果能選擇到合適的指示劑,加上分光光度法,即可相對比較非水溶劑溶液中氫離子活度,缺點是測量絕對值往往需要復雜的標定,精度也不高。
2、電位法,選擇非水溶劑中的氫離子選擇性電極(氫離子指示電極),配合參比電極測定。最常見的氫離子選擇性電極——玻璃電極,一般來說是可以用于非水溶劑的,但必須在非水溶劑中重新標定;但參比電極必須選用非水溶液參比電極,通常的甘汞電極是KCl水溶液電解液,一般不能直接用于非水溶液,如果勉強使用,因為液接電位的影響,很容易導致測量不穩定,增大誤差,最好選擇適用于非水溶液的Ag-AgCl電極等,有很多廠商供應,可以在網上查找適合所用溶劑的。將合適的氫離子選擇性電極和參比電極接入pH計,即可像測量水溶液中pH值一樣進行測量,但必須進行標定才能做到精確測量,如果不標定,測量得到的“pH值”只有參考意義。如果是進行非水溶劑中的酸堿滴定,那么只要將電位或者“pH值”突躍點作為等當點就行了。pH計的量程也要選擇好,非水溶劑中的“pH值”經常會超出0—14的范圍。
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