A. 纯水的电极电位
答案为E,不过应该为298K.纯水中[H+]=10'-7,代入能斯特方程有E=E'+0.0592/2*lg([H+]/(pH2/p"))=0+0.0592/2*(-7)=-0.21
B. 化水的PH值比较难控制,在PH计测量时,PH值的变化还是比较大,有时候甚至从8点多降到5点多,这是什么情况
不能用普通的PH探头。必须使用测量纯水的专用PH探头(电极:超纯水电极(E331-DZ电极))否则只是浪费时间。测量不要搅拌,避免CO2的融入。
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纯水pH值的测量要想获得一个比较满意的结果,是一件比较困难的事情,特别是用常规的复合电极在实验室敞放式的测量更是如此。表现情况往往是:响应缓慢,示值漂移,重复性差,准确度低等。
一、产生的原因:
1、由于纯水中离子浓度非常低,而参比电极盐桥溶液选中高浓度3mol/L的Kcl,相互之间的浓度差较大,与它在普通溶液中的情况差别很大。在纯水会加大盐桥溶液的渗透速度,促使盐桥的损耗,从而加速了K+和CL-的浓度的降低。引起液接界电位的变化和不稳定,而Ag/AgCl参比电极本身的电位取决于CL-的浓度。CL-浓度发生了变化,其参比电极自身电位也会随之变化。于是就使得示值漂移。特别是不能补充内参比液的复合电极更会如此。
2、 由于玻璃电阻的内阻很高,内阻越高玻璃膜就越厚,其不对称电位就会加大,电极的惰性也随之加大,电动势的产生就越于缓慢。同时,由于纯水是一种无缓冲作用的液体,与标准缓冲溶液的性质完全不同,在标准缓冲溶液中表现良好的电极一下子移至无缓冲性的纯水中,电极电位的建立时间无疑就会变得迟缓。
3、纯水很容易受到污染,在烧杯中敞开测量,很容易受到CO2吸收的影响,PH值会不停地往下降,有关国际标准规定测量必须在一个特殊的装置中密闭中进行。但在一般实验室中难于实行。
4、 PH值反映的是H+的活度,(H+)而不是H+的浓度[H+],其关系为(H+)=f×[H+]。F为H+的活度系数。它是由溶液中所有离子的总浓度决定而不只决定于被测离子的浓度。在理论纯水中活度系数f等于1,但只要有其它离子存在,活度系数就要改变,PH值也就会改变。即PH值受溶液中总的离子浓度的影响,总离子浓度变化,PH值就要改变。 由于复合电极液接界很靠近PH敏感玻璃球泡,从液接界渗漏出的盐桥溶液首先聚集在敏感球泡周围,改变了其附近的总离子浓度,由上述原因可知,使用测量值只是敏感球泡附近的被改变了PH值,不能反映其真实的PH值。虽然采用搅拌或摇动烧杯的方法可以改变这种情况,但实践证明,搅拌速度不同,测试的值也会不一样,同时搅拌或摇动又会加速CO2的溶解,所以也不可取。
5、为了保证复合电极的pH零电位,盐桥必须采用高浓度的Kcl,同时为了防止Ag/AgCl镀层被高浓度的Kcl溶解,在盐桥中又必须添加粉末状的AgCl,使盐桥溶液被AgCl饱和。但是根据上述第1条所述,由于盐桥溶液中Kcl浓度的降低,又使原本溶解在其中的AgCl过饱和而沉淀,从而堵塞液接界。
二、克服和改善方法:
综上所述,纯水PH值测试比较困难,主要是由于电极的结构性能和此次引起电极液接界电位的不稳定以及纯水的无缓冲性能和空气中CO2等因素的原因。
为此,可采用以下方法来克服和改善。
1、 用一支适合作纯水的PH电极应是首先考虑的。
2、 使用分离电板,即单独的PH玻璃电极和参比电极测量时,使参比电极尽可能远离玻璃电极,以改善上面第4条中所分析的现象。
3、 加大被测纯水的取样量,并可能减小和空气的接触面,同时不要搅拌和摇动,以减少CO2的吸收。
4、 在被测水样中加入中性盐(如Kcl)作为离子强度调节剂,改变溶液中的离子总强度,增加导电性,使测量快速稳定。此方法国家标准GB/T6P04.3—93中规定:“测量水样时为了减少液接电位的影响和快速达到稳定,每50ml水样中加入一滴中性0.1moL/LKCL溶液。”
虽然此方法改变了水样中的离子强度,在一定程度上引起了其PH值得变化,但经实验证明此变化在数值上只改变了0.01PH左右,是完全可以接受的。但采用这种方法时,一定要注意所加的Kcl溶液不应含任何碱性或酸性的杂质。因此,Kcl试剂要采用高纯度的,所配溶液的水质也要高纯度的中性水质。
纯化水(参考中国药典2005版)
汉语拼音: Chunhuashui
英文名: Purified Water
性状: 本品为无色的澄清液体;无臭,无味。
检查: 酸碱度 取本品10ml,加甲基红指示液2滴,不得显红色;另取10ml,加 溴麝香草酚蓝指示液5滴,不得显蓝色。
氯化物、硫酸盐与钙盐 取本品,分置三支试管中,每管各50ml。第一管中加硝酸5滴与硝酸银试液1ml,第二管中加氯化钡试液2ml,第三管中加草酸铵试液2ml,均不得发生浑浊。
硝酸盐 取本品5ml置试管中,于冰浴中冷却,加10%氯化钾溶液0.4ml与0.1%二苯胺硫酸溶液0.1ml,摇匀,缓缓滴加硫酸5ml,摇匀,将试管子50℃水浴中放置15分钟,溶液产生的蓝色与标准硝酸盐溶液〔取硝酸钾 0.163g,加水溶解并稀释至100ml,摇匀,精密量取1ml,加水稀释成100ml,再精密量取10ml,加水稀释成100ml,摇匀,即得(每1ml相当于1pg NO3)0.3ml,加无硝酸盐的水4.7ml,用同一方法处理后的颜色比较,不得更深(0.000 006%)。
亚硝酸盐 取本品10ml,置纳氏管中,加对氨基苯磺酰胺的稀盐酸溶液(1→100)lml与盐酸菜乙H肢溶液(0.l+100)1ml,产生的粉红色,与标准亚硝酸盐溶液〔取亚硝酸钠0.750g(按干燥品计算),加水溶解,稀释至100ml,摇匀,精密量取1ml,加水稀释成100ml,摇匀,再精密量取1ml,加水稀释成50ml,摇匀,即得(每1ml相当于1μg NO2)]0.2ml,加无亚硝酸盐的水9.8ml,用同一方法处理后的颜色比较,不得更深(0.000 002%)。
氨 取本品50ml,加碱性碘化汞钾试液2ml,放置15分钟;如显色,与氯化铵溶液(取氯化铵31.5mg,加无氨水适量使溶解并稀释成1000ml)1.5ml,加元氨水48ml与碱性碘化汞钾试液2ml制成的对照液比较,不得更深(0.000 03%)。
二氧化碳 取本品25ml,置50ml具塞量筒中,加氢氧化钙试液25ml,密塞振摇,放置,小时内不得发生浑浊。易氧化物 取本品100ml,加稀硫酸10ml,煮沸后,加高锰酸钾滴定液(0.02mol/L)0.10ml,再煮沸10分钟,粉红色不得完全消失。
不挥发物 取本品100ml,置105℃恒重的蒸发皿中,在水浴上蒸干,并在105℃干燥至恒重,遗留残渣不得过1mg。
重金属 取本品50ml,加水18.5ml,蒸发至20ml,放冷,加醋酸盐缓冲液(pH3.5)2ml与水适量使成25ml,加硫代乙酰胺试液2ml,摇匀,放置2分钟,与标准铅溶液1.5ml加水18.5ml用同一方法处理后的颜色比较,不得更深 (0.000 03%)。
微生物限度 取本品,采用薄膜过滤法处理后,依法检查(附录Ⅺ J),细菌、霉菌和酵母菌总数每1ml不得过100个。
贮藏: 密闭保存。
中西药分类: 西药(包括化学药品、生化药品、抗生素、放射性药品、药用辅料))
化学成分: 本品为蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的供药用的水,不含任何附加剂。
分子式与分子量: H2O 18.02
药理作用: 溶剂、稀释剂
C. 测纯水水质的仪器,使用的电极叫
测纯水水质的仪器,使用的电极叫PH玻璃电极。
实验室纯水磨口PH玻璃电极是测量电极和参比电极组合在一起的复合电极,可对纯水pH值进行连续测量或根据现场工况进行测量。
使用玻璃电极法进行检测,将玻璃电极作为指示电极,将饱和电极作为参比电极,将其插入溶液中以形成原电池。
D. 超纯水之要法兰安装,不能有塑料件污染水质应如何选pH电极
超纯水:要法兰安装,不能有塑料件污染水质
温度:常温
提问:如何选pH电极?
建议:PC-3030A+HA405-DPA+ PP-100A(含法兰)
建议分析:
1、
超纯水的电导率很低,其含有的离子数量极少,对于pH测量过程中的指示与参比回路的阻抗太大,会造成测量信号(mV)响应时间长、液接电位波动、信号稳定性差等问题;
2、
HA405-DPA电极是具有参比内部预加压的功能,可以使参考凝胶中的K+、Cl-离子快速渗出,在电极感测头周围形成足够的离子强度,创造区域性的pH测量环境;
3、 超纯水的水质保持有三个因素:A、离子交换树脂的交换效率;B、输送管路或储存容器的材质;C、循环回路的速度;
通常要求材质:CPVC、SS316L,中高级要求:PP,最高要求:PTFE。
4、 若是管道安装,则采用METTLER的InFit761 系列中的法兰式护套。8-242是PVDF本体、Ti金属电极,有两大应用特点;
配置说明:
1、 超纯水现场的洁净度较好,使用PC-3030A浅色调也比较适合这种纯净的环境;
2、 低阻抗品牌电极效果也不错。
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E. ph探头纯水电极和污水电极的区别
在不考虑环境的情况下影响因素的时候,比如吸收二氧化碳、对溶液的搅动、温度、电压、……应该是以下原因: 1、由于纯水中离子浓度非常低,与参比电极盐桥溶液中高浓度的Kcl相互之间浓度差较大,与它在普通溶液中的情况差别很大.纯水会加大盐桥溶液的渗透速度,促使盐桥的损耗,从而加速了K+和CL-的浓度的降低.引起液接界电位的变化和不稳定,而Ag/AgCl参比电极本身的电位取决于CL-的浓度.CL-浓度发生了变化,其参比电极自身电位也会随之变化.会发生测量值的漂移. 2、为了保证复合电极的pH零电位,盐桥必须采用高浓度的Kcl,同时为了防止Ag/AgCl镀层被高浓度的Kcl溶解,盐桥中又必须添加粉末状AgCl,使盐桥溶液被AgCl饱和.但是由于盐桥溶液中Kcl浓度的降低,使AgCl过饱和产生沉淀,堵塞了液接界. 3、由于玻璃电阻的内阻很高,内阻越高玻璃膜就越厚,不对称电位就会加大,电极的惰性也加大,电动势的产生就越缓慢.纯水无缓冲作用,与标准缓冲溶液的性质完全不同,电极电位的建立时间会很迟缓. 除了测量值不稳定之外,还不准确.因为纯水的电导率非常低,水样流动与电极表面摩擦类似于绝缘体之间摩擦,可产生静电荷,由于静电荷的作用,在测量电池中产生与测量水样pH值无关的△Er,△Er被叠加到测量信号上,会造成pH值测量误差. 如果非要测不可,建议使用固体接触式玻璃电极、增大取样量、参照GB/T6P04.3—93调剂总离子强度以及增加导电性.
F. 纯水的PH值与其在探头上流过的水流量有关系吗
这是一个很明显的现象。但用户往往不计较,潜意识就是:反正测量(或电极),不管是国外产品或是国内的,都受流量影响。我们之所以将这个问题放在第一位,主要是想让用户明确认识到这个问题的严重性,因为流量的变化对pH测值带来的影响可能要超过1pH,.我们千万不要只将注意力集中在稳定性和电极的使用寿命上。 预备知识: pH测的是氢离子的活度,不是氢离子的浓度。 pH=-log(H+) (H+)=f ×[H+ ] f为H+的活度系数 H+的活度系数由溶液中所有离子的总强度决定,而不只是依赖于被测离子的强度,从左图可以看出:只有在理论纯水中,活度系数才为1,但只要有其它离子出现,活度系数就要改变,随之pH值就改变了。即pH受溶液中总的离子强度的影响,改变了总的离子强度就改变了pH值。只要我们明白了这个道理,复合电极测不准且受流量影响的原因就找到了。1.1 复合电极在纯水中受流量的影响很大 纯水中的离子很少,pH电极附近的离子基本上是由参比电极渗透出的盐桥溶液中的离子,在离子渗透速度不变的情况下,流量的变化会改变单位体积里的离子数量,从而改变pH值。可以这样形象地讲:参比电极不断地往外渗透离子,流量的变化使水样带走的离子的数量发生了变化,影响了pH值。电极受流量影响的另外一个原因是流动电位,参见下面的内容。1.2 复合电极测的只是电极附近的pH值 一般的,复合电极的液接界在测量电极敏感球泡的上部1cm左右处,或平行地紧靠着测量电极,这样从参比电极渗漏出的电解液会迅速污染测量电极,改变其附近的总离子浓度,从而使得测量值只是敏感球泡附近的被改变了的pH,而不是溶液真实的pH值。这只是复合电极测不准纯水pH值的原因之一。1.3 进口的流动液接或自由液接的复合电极也测不准,也受流量影响 这里有一个现象值得特别的提出:有些用户采用了一些国外进口的复合电极,这些电极采用流动液接或自由液接,盐桥溶液以较快的速度向外渗透,减小了液接电位,整个电极响应快,稳定,寿命又长,解决了纯水pH测量的几个问题,但我们不能误认为就测得准,而且它仍然受流量的影响。1.4 流量计也解决不了复合电极的流量敏感性 有的产品在pH电极前面加装了一个流量计,试图通过稳定流量来解决这个问题。这样是好一些-----测值不会再随流量变化了。但到底多少流量时的pH值才算准确,这是一个谁也说不清的问题。1.5 动态标定也解决不了复合电极的流量敏感性 还有的用户想通过模仿测量时的情形,将标液流动通过电极这种“动态标定”来消除以往“静态标定、流动使用”所带来的测量误差。这也是没有用的。因为在强离子浓度的标液中,电极对流量的变化不敏感,原因很好理解:测量电极附近几乎全是很强离子浓度的标液,流量根本不能改变离子强度。这就造成了:标定时因为流量变化引起的误差消失了,但测量纯水时误差又会重新出现。流量影响pH测量还有另外一个原因,就是流动电位的存在,见本文后面的内容。 总之,复合电极在测量离子强度缓冲性很小的纯水水样时,其参比渗透出的电解质(常为KCl)改变了测量电极附近的总离子强度,从而影响待测离子的活度系数,使得测量既 不准确又受流量影响。1.6 解决办法:采用分离电极,将测量电极与参比电极分开 测量纯水时,如果使用的不是差分式复合电极(本文后部将有详细叙述),就必须将测量电极和参比电极分开,将参比电极放得离测量电极足够远,以至于渗漏出的电解液不污染测量电极和水样,不改变测量电极附近的离子强度。这已经成为国外许多较先进 的纯水pH测量系统的共同点。 将测量电极和参比电极分开是必须的,这将大大减少流量的敏感性,提高测试的准确性。但不是充分的,还必须有合理的流通测量池配合。如水样的流动方向还有讲究等。
G. 为什么要将复合电极浸泡在纯化水中24小时
电极在使用前必须在溶液中浸泡,其原因如下:
a.电极的敏感膜只有在其表面形成很薄的水合凝胶层时,才能正常对氢离子作出响应电位与pH值的关系才能遵循能斯特方程.
b.电极在水中浸泡后,其不对称电位会下降并趋于稳定,同时内阻降低.
c.对于复合电极而言,在溶液中浸泡可使液接界保持润湿和畅通,液接界电位保持稳定.不同电极的浸泡方法不同.
a.对于非复合电极,一般可采用蒸馏水(或去离子水)、pH值为4.00的缓冲液或0.01mol/L的盐酸溶液浸泡.浸泡的时间根据敏感膜的厚薄,敏感膜的形状及电极老化程度而定.厚的敏感膜,电极使用时间较长,其浸泡时间也较长,一般为8~24h.
锥型电极由于其结构特点,浸泡时间更长.一般来说,溶液温度高比温度低浸泡效果好,
H. 合格的纯化水,电导率是多少,PH是多少
合格的纯化水,电导率一般在0.054至10.2范围内;对于PH,药典纯化水有明确的要求为4.5-7.0。
理论上讲,绝对纯净的水中只有两种离子,他们是水分解产生的H+和OH-。电导率是的0.055μS/cm 对应不含任何杂质的水样在25℃下的电导率。
超纯水的电导率由于很小,所以比较难以显示。水的导电性能,与水的电阻值大小有关,电阻值大,导电性能差,电阻值小,导电性能就良好。
因此往往用电阻率(MΩ.cm)来表示其纯净度。电阻率为电导率的倒数,这样就得到纯水的电导率。
水的电导率的温度系数在不同电导率范围有不同的温度系数。对于常用的1μS*cm-1的蒸馏水而言大约为+2.5%-1。
常温下PH在7左右,PH主要反映的是水中氢离子浮游的情况,在水中不含有酸碱盐等可溶物质的时候氢离子和氢氧根离子比例为1:1,在这种情况下pH理论值是7,在其他温度下会有不同。
纯化水H2O 18.02本品为饮用水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的供药用的水,不含任何添加剂。
纯化水宜采用循环管路输送。管路设计应简洁,应避免盲管和死角。管路应采用不锈钢管或经验证无毒、耐腐蚀、不渗出污染离子的其他管材。阀门宜采用无死角的卫生级阀门,输送纯化水应标明流向。
GMP认证制药用纯化水设备要求
1、结构设计应简单、可靠、拆装简便。
2、为便于拆装、更换、清洗零件,执行机构的设计尽量采用的标准化、通用化、系统化零部件。
3、设备内外壁表面,要求光滑平整、无死角,容易清洗、灭菌。零件表面应做镀铬等表面处理,以耐腐蚀,防止生锈。设备外面避免用油漆,以防剥落。
4、制备纯化水设备应采用低碳不锈钢或其他经验证不污染水质的材料。制备纯化水的设备应定期清洗,并对清洗效果验证。
5、注射用水接触的材料必须是优质低碳不锈钢或其他经验证不对水质产生污染的 材料。制备注射用水的设备应定期清洗,并对清洗效果验证。
6、纯化水储存周期不宜大于24小时,其储罐宜采用不锈钢材料或经验证无毒,耐腐蚀,不渗出污染离子的其他材料制作。保护其通气口应安装不脱落纤维的疏水性除菌滤器。
储罐内壁应光滑,接管和焊缝不应有死角和沙眼。应采用不会形成滞水污染的显示液面、温度压力等参数的传感器。对储罐要定期清洗、消毒灭菌,并对清洗、灭菌效果验证。
I. 我买了个pH复合电极,使用注意事项说初次使用或久置不用重新使用时,
1、配制标准缓冲液与供试液用水,应是新沸放冷除去二
氧化碳的蒸馏水或纯化水(ph值应在5.5~7.0),并应尽
快使用,以免二氧化碳重新溶入,造成测定误差。
2、
标准缓冲液最好新鲜配制,在抗化学腐蚀、密闭的
容器中一般可保存2~3个月,如发现有混浊、发霉或沉
淀等现象,不能继续使用。
3、供试液的ph值大于9时,应选用适宜的无钠误差的玻
璃电极进行测定。有些电极反应速度较慢,尤其测定某些
弱电解质(如水)时,必须将供试液轻摇均匀,平衡稳定后
再进行读数。
4、
玻璃电极的球膜极易破损,切勿触及硬物。有时破损
后从外观辨别不出来,可用放大镜仔细观察,或用不同的
缓冲液核对其电极响应。有时虽未破损,但玻璃球膜内的
溶液发生浑浊,电极响应值不符合要求,即不可再用。
5、新玻璃电极应在水中浸泡24小时后再用,以稳定其不
对称电位,降低电阻。平时浸泡在水中,下次使用时可以
很快平衡使用。玻璃电极球泡中的缓冲液不应有气泡,应
与内参比电极接触。在电极架上应高于甘汞电极,以免触
及容器。甘汞电极中应充满饱和氯化钾溶液,不得有气泡
隔断溶液,盐桥中应保持有少量氯化钾晶体,但不可结块
堵塞陶瓷渗出孔。
6、每次更换标准缓冲液或供试液之前,均应用水或该溶
液充分淋洗电极,然后用滤纸吸干,再将电极浸入该溶液
进行测定。
J. 如何测量超纯水机生产的超纯水的pH值
纯水
是一种优良的
绝缘体
,因此在测量pH值的时候很难让
pH计
的
测量电极
和
参比电极
之间
导通
。这样在测量用的
电极
电路
中产生极高的
电阻
,会使得测量的
电信号
噪声
变大,电极的反应变慢,并产生静电双电层(static
builp)。这种静电双电层在纯水流经
塑料管
路时很常见。它产生的
电场
会使得测量得到的
电阻比
实际
值要大。这样测量得到的pH
数值
是错误的。
测量
超纯水
的pH计需要用特殊的电极,它接一个金属的、接地的附件。通过接地,增大了整个电路的
电容
,从而降低了电信号噪声。同时由于接地分流了
电荷
,使得
测量信号
的稳定时间增大,也在某种
程度
上降低了静电双电层的
强度
。电极的附件还包括
凝胶
装填的参比电极或者流动的联结点,这可以在测量pH值得时候快速的在
连接点
两侧建立电位平衡。流过联结点的
电解液
偶尔会阻塞联结点。将整个
测量电路
放置在
配件
旁边,可以让代测
样品
的电荷释放掉,从而保持测量电极承受的压力稳定。这同样能够解决样品被KCl电解液污染的问题。