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根據(jù)鹽類(lèi)水解的相關(guān)知識(shí),氯化鈉是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,其水溶液的pH應(yīng)該是7。但依據(jù)中國(guó)藥典記載生理鹽水pH值為4.5-7.0,是個(gè)范圍而非確切的某個(gè)值。結(jié)合自己在工作中所配制的0.9%氯化鈉溶液PH檢測(cè)記錄,0.9%氯化鈉溶液pH值小于7,偏酸。那么究竟是什么原因?qū)е逻@樣的結(jié)果呢?
一、經(jīng)分析,我提出了以下假設(shè)
1.可能是水中溶解了二氧化碳2.可能是pH檢測(cè)儀存在檢驗(yàn)誤差3.水本身的因素針對(duì)以上假設(shè),查閱相關(guān)文獻(xiàn),尋找原因。
二、查閱資料
1.針對(duì)水中溶解CO2導(dǎo)致鹽水pH偏酸,我查閱了CO2在水中的溶解度,如表1所示。
CO2在水中存在以下電離平衡
由上述公式可見(jiàn)由于二氧化碳溶于水,生成一種弱酸碳酸,碳酸電離產(chǎn)生氫離子,導(dǎo)致水溶液的pH<7.而氯化鈉是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,在水中溶解不影響水的電離平衡。那么到底是不是由于溶解了二氧化碳而導(dǎo)致氯化鈉溶液偏酸性呢。為此我查閱了相關(guān)文獻(xiàn)。在《氯化鈉水溶液pH的研究》文章中,作者通過(guò)對(duì)比煮沸后氯化鈉溶液的pH和放置一段時(shí)間后溶液pH的變化,對(duì)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖1。
通過(guò)重復(fù)的三組數(shù)據(jù)可以看出。煮沸后的氯化鈉溶液與放置10h、48h的溶液pH均小于7,與是否溶解二氧化碳無(wú)關(guān)。
2.pH檢測(cè)儀存在檢驗(yàn)誤差,導(dǎo)致氯化鈉溶液偏酸性。
針對(duì)此假設(shè),我們首先應(yīng)該了解pH計(jì)的檢驗(yàn)原理。pH計(jì)主要用于測(cè)量液體中的氫離子濃度,即氫離子的活性,從而得出酸堿性的結(jié)果。
待測(cè)溶液的氫離子活性作為兩根電極之間產(chǎn)生的電位差,通過(guò)變送器得到傳輸信號(hào)。稱(chēng)為基準(zhǔn)的電極稱(chēng)為玻璃電極,其前端為特殊玻璃制成的數(shù)十μmm的薄膜玻璃,內(nèi)置有內(nèi)部緩沖液(一般為飽和氯化鉀溶液)和內(nèi)部電極。內(nèi)部電極與待測(cè)液體之間有玻璃薄膜,基本為絕緣狀態(tài)。另一端為參比電極,結(jié)構(gòu)與玻璃電極類(lèi)似。但前端有液結(jié)界。內(nèi)部液體與待測(cè)液體通過(guò)縫隙接觸。
測(cè)量液的氫離子活性會(huì)使玻璃電極的薄膜玻璃電極兩側(cè)產(chǎn)生電位差。內(nèi)側(cè)電位通過(guò)內(nèi)電極導(dǎo)出,外側(cè)電位通過(guò)參比電極的內(nèi)部電極導(dǎo)出。從而測(cè)量出薄膜電極玻璃兩側(cè)的電位。
根據(jù)能斯特方程表示測(cè)量電位差:
E=(2.303RT/F)(pHi-pHs)+Eas
E:測(cè)量電位差R:氣體常數(shù)(8.31441JK-1mol-1)T:絕對(duì)溫度F:法拉第常數(shù)
pHi:內(nèi)部緩沖液的pH值pHs:測(cè)量液pH值Eas:不對(duì)稱(chēng)電位
根據(jù)各項(xiàng)研究結(jié)果顯示酸度及自身系統(tǒng)誤差引起測(cè)量結(jié)果存在誤差。測(cè)量結(jié)果的不確定度為U=0.03pH,k=2。
3.水本身PH的大小影響氯化鈉溶液pH。
針對(duì)這一假設(shè),我使用不同時(shí)期的注射用水配制氯化鈉溶液,檢測(cè)其pH情況。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2.
三、結(jié)論
通過(guò)文獻(xiàn)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以看出氯化鈉雖是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,但其水溶液的pH值并不為7,實(shí)際氯化鈉溶液的pH值應(yīng)小于7,這可能與pH計(jì)的系統(tǒng)誤差和水的pH有關(guān),與是否溶解二氧化碳無(wú)關(guān)。