РН-метр, измерение РН буферных растворов и постройка калибровочного графика

В своей работе я использовал рН-метр «рН-150М» производства РУП «Гомельский завод измерительных приборов» с электродами:

• 1) Электрод сравнения — хлорсеребряный,
• 2) Индикаторный электрод — стеклянный.

Прибор имеет вывод данных на экран, прибор самостоятельно (!) делает поправку на температуру, показывая данные для стандартной температуры (25^оС). Как уже было сказано ранее, константа диссоциации не зависит от концентрации вещества, но зависит от температуры. В день измерений температура в помещении, где были проведены измерения 7 марта 2014 года на кафедре Электрохимии СПбГТИ (ТУ), составляла около 19^оС выше ноля, т. е. довольно существенно отличавшееся от стандартного значение, которое могло привести к большой погрешности в расчетах.

В моем распоряжении были 5 буферных растворов с точно известным рН. Я измерил их на приборе и получил следующие данные:

рН теоретический	1,68.	4,10.	6,86.	7,05.	9,18.
рН измеренный	1,73.	4,09.	6,73.	6, 74.	8,69.

Теперь можно строить калибровочный график — график прямой линии, с помощью которого все измеренные значения рН можно перевести в теоретические, с помощью которых и будут производится расчеты константы. График будем строить в программе Exel методом наименьших квадратов. На горизонтальной оси будем откладывать рН _{измеренный}, а на вертикальной — рН _{теоретический}

Калибровочный график.

Теперь можно с помощью графика перевести значения измеренного рН в теоретические значения. В моем распоряжении были 5 растворов уксусной кислоты различной концентрации. Я провел измерения уровня рН с помощью рН-метра и перевел значения в теоретические. Результаты отражены в таблице:

С уксусной кислоты, моль/литр	рН измеренный.	рН теоретический.
0,775.	3,44.	3,45.
0,031.	3,15.	3,16.
0,0625.	2,97.	2,98.
0,184.	2,75.	2,76.
0,5.	2,53.	2,54.

Теперь можно построить график зависимости рН от концентрации кислоты (на вертикальной оси — значение рН, на горизонтальной — концентрация кислоты):

График зависимости рН от концентрации кислоты.

Проанализировав полученный график, приходим к выводу, что это — убывающая логарифмическая функция, что соответствует истине, ведь:

Теперь можно приступать к непосредственным расчетам константы:

1).

• 2)
• 3)
• 4)
• 5)

6).

Сравним вычисленную константу с константой, данную в справочнике:

K_a = 1,74 · 10^-5

Сравнивая эти значения, находим, что порядок этих величин одинаков и первые две значащие цифры совпали, т. е. с погрешностью эти величины равны. Это говорит о том, что расчеты верны.