ГОСТ 8.134-98

ГОСТ 8.134-98

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ШКАЛА pH ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Издание официальное

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ Минск

ГОСТ 8.134-98

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Государственным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (ГП ВНИИФТРИ) Госстандарта России

ВНЕСЕН Госстандартом России

2    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 13 от 28 мая 1998 г.)

3    Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 27 октября 1998 г. М> 381 межгосударственный стандарт ГОСТ 8.134-98 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 1999 г.

4    ВЗАМЕН ГОСТ 8.134-74

5    ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2007 г.

€> И ПК Издательство стандартов, 1999 £> Стандарт нформ. 2007

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

II

ГОСТ 8.134-98

Содержание

1    Назначение и область применения............................................. 1

2    Инструментальное (практическое) определение значений pH......................... 1

3    Шкала pH................................................................ 2

3.1    Реперный буферный раствор (РБР)......................................... 2

3.2    Эталонные буферные растворы (ЭБР)....................................... 2

3.3    Рабочие эталоны pH (РЭ)................................................. 2

4    Информация,представляемая при записи результатов измерений pH (Л)................. 5

Приложение Л Значения pH реперного буферного раствора............................ 5

Приложение Б Приготовление реперного буферного раствора .......................... 6

III

ГОСТ 8.134-98

МЕЖГОСУДАРСТВЕН Н Ы Й СТАНДАРТ

Государственная система обеспечения единства измерений ШКАЛА pH ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

State system for ensuring the uniformity of measurements. pH Scale for aqueous solutions

Дата введения 1999—07—01

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на шкалу pH водных растворов и устанавливает значения pH для воспроизведения этой шкалы в диапазоне от 0 до 14 в интервале температур от 0 до 95 *С.

Величина pH (водородного показателя) соответствует отрицательному десятичному логарифму активности ионов водорода в растворе

pH = - lg а_и.    (I)

Это только понятийное определение, так как уравнение (1) включает в себя активность ионов водорода, которая не может быть непосредственно измерена и должна быть рассчитана с использованием определенных приближений, например метода, описанного в приложении А.

В терминах концентраций уравнение (I) может быть переписано в следующем виде:

pH = -lg(c_H>-_H/^)    (2)

или

pH = — lg (m_H y„ / «•'),    (3)

где £^Jl — молярная концентрация ионов водорода в стандартном    состоянии, равная 1    моль дм³;

с_н — молярная концентрация ионов водорода, моль дм³;

/м" — матяльность ионов водорода в стандартном состоянии, равная    1    моль    кг^-1;

т„ — моляльностъ ионов водорода, моль кг¹:

— коэффициенты активности ионов подорода в двух системах выражения концентрации.

2 ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ (ПРАКТИЧЕСКОЕ) ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ pH

Измеряют электродвижущие силы (ЭДС) £(Х) и E(S) каждой из двух ячеек (I и II) с жидкостным соединением, содержащих исследуемый раствор X и эталонный буферный раствор Л'соответствен но:

Электрод I КС1 ( водныи раствор концентрацией сравнения |    не    менее    3,5    моль    кг-')

Электрод I KCI (водный раствор концентрацией сравнения |    не менее 3,5 моль кг^-1)

Температура обеих ячеек I и II должна быть одинаковой и давление водорода на водородных электродах идентичным. Солевые мостики заполняют концентрированным раствором KCI.

Значение pH раствора X, рН(Л), связано со значением pH эталонного раствора S, рН(5), следующим образом:

Н, (101325 Па) Pt II

И манне официальное

1

ГОСТ 8.134-98

= ⁺ <4) где R — универсальная газовая постоянная, ранная (8,314510±0.0(КЮ70) Джмоль^-1 К'¹;

7'— термодинамическая температура, К;

F— константа Фарадея, равная (9,64X530+0.000002) 10* Кл моль^-1.

Величину (RT/F)\w\U = к называют коэффициентом наклона: его значения в температурном интервале от 0 до 95 ’С приведены в таблице A.I приложения А.

Любые различия диффузионного потенциала жидкостного соединения между ячейками 1 и 11 включены в величину рН(А).

3 ШКАЛА pH

3.1 Реперный буферный раствор (РБР)

Шкала pH при некоторой заданной температуре определена уравнением (4) как прямая линия в координатах pH — Е(Х) с наклоном к, проходящая через точку, соответствующую значению pH, приписанному реперному буферному раствору (приведено в таблице 1). В указанной точке значение t'(S) соответствует ЭДС ячейки II, содержащей реперный буферный раствор.

Определение значений pH, приписанных реперному буферному раствору pH. проводят в ячейке 111 без переноса:

Pt | Н, (газ, р = I атм * 101325 Па) | РБР. Cl- | AgCl | Ag 111

Процедура определения описана в приложении А.

В качестве реперного буферного раствора следует использовать раствор гидрофгалата калия с моляльностыо 0,05 мать-КГ^-1, приготовление и некоторые свойства которого приведены в приложении Б. Для этого раствора платиновый водородный электрод покрывают слоем губчатого палладия во избежание каталитического восстановления гидрофгалата калия водородом. Расчет значения pH реперного буферного раствора включает условие Бейтса—Гуггенгейма для определения активности хлорид-ионов (уравнение А.4 приложения А).

3.2    Э т а л о и н ы е буферные растворы (ЭБР)

Значения pH также приписывают по результатам измерений в ячейке III шести другим буферным растворам, которые соответствуют определенным требованиям по воспроизводимости значений pH. стабильности, буферной емкости и простоте их изготовления. Эти растворы (в количестве семи, включая РБР) называют эталонными буферными растворами; экспериментально определенные значения pH. которые нм приписаны, приведены в таблице 2.

Вычисленное по уравнению (4) на основе измеренных ЭДС ячеек I и II значение pH исследуемого водного раствора X может колебаться в зависимости от выбора эталонного буферного раствора в пределах ±0,02.

Эталонные буферные растворы используют для научных исследований и для проведения международных сличений.

3.3    Р а б о ч и е эталоны pH (РЭ)

Рабочие эталоны pH (РЭ) определяют как производные от реперного буферного раствора.

2

ГОСТ 8.134-98

Приписанные им значения pH получают на основе измерений ЭДС п электрохимических ячейках I и И, где реализовано жидкостное соединение со свободной диффузней, и расчета по уравнению (4).

Число рабочих эталонов pH ограничено только определенными критериями к их приготовлению. Значения pH шестнадцати растворов РЭ приведены в таблице 3.

3

ГОСТ 8.134-98

4

ГОСТ 8.134-98

4 ИНФОРМАЦИЯ, ПРЕДСТАВЛЯЕМАЯ ПРИ ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ рН(Л)

Буферные растворы, использованные для градуировки pH-мегра. предста&тяют с результатами измерения в следующем воде:

Система градуирована по РБР

с рН(РБР) = ... при ... К.

Система градуирована по двум эталонным буферным растворам с рН(ЭБР,) = ... и рЖЭБР,) = ... при ... К.

Система градуирована по двум рабочим эталонам pH с рН(РЭ,) = ... и рН(РЭ₂) = ... при ... К.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное)

ЗНАЧЕНИЯ pH РЕПЕРНОГО БУФЕРНОГО РАСТВОРА

Процедура определения значений pH реперного буферного раствора, приведенных в таблице 1. основана на измерениях ЭДС ячейки III:

Pi | Н₂ (газ, р - 1 атм = 101325 Па)| РБР. Cl* (лге,) | AgCl | Ag III

при трех разных значениях концентрации хлорид-ионов т_и ■= 0.005 моль/кг; 0,010 моль/кг и 0.015 моль/кг.

ЭДС Еячейки III определяют по уравнению:

£> £® — А • Ig К, т_и у,, Y_t, / (m°fl    (A.I)

где к — коэффициент наклона: ш„_С1 у_МХ1 — мал ял ьн ости и коэффициенты активности соответствующих ионов;

пР — моляльностъ ионов в стандартном состоянии, численно равная 1 моль-кг~

Е' — стандартная ЭДС ячейки с водородным и хлорсеребряным полуэлсментами (так как по определению стандартный потенциал водородного электрода равен нулю при всех температурах, то £° соответствует стандартному потенциалу хлорссребряного электрода), зависимость которой от температуры представлена в таблице A.I.

Значение величины Е' определяют на основе измеренной ЭДС ячейки IV:

Pt | Н, (таз. р ™ I атм = 101325 Па)|НС1 (0.01 моль/л) j AgCl | Ag    IV

и вычисляют по уравнению (А.1), учитывая, что у„у_и = ^ , где у. — средний ионный коэффициент активности соляной кислоты данной концентрации.

Уравнение (A.I) можно привести к следующему виду:

—Ig У,, Ус. / «") " (£— Е>)/к + Ig (т_а / т“).    (А.2)

Значение    величины    минус Ig (/и_н у_н у_С1/ т“) - — Ig (а_н у_С|) находят для трех    концентраций    хлорид-ионов

т_(л. По этим    точкам    в    координатах минус lg (от,, у_н у_с, / я/*) - / (m_tl) проводят экстраполяцию    к    т_С1    -» 0.

Значения pH реперного буферного раствора вычисляют по формуле

pH - - lg (о_н у_С)>„, _Ig (Т(,)_я _ „ ,    (А.З)

5

ГОСТ 8.134-98

где ионный коэффициент активности хлорид-ионов y_tl можно вычислить по условию Бейтса— Гу itch гейма по формуле

|_gYtl« —А( //«¹)■'’ /II * 1,5 (//я*) ю|    (А.4)

(7 s 0.1 моль/кг),

где / — ионная сила раствора:

А — константа Дебая—Хюкксля (таблица А.1).

Таблиц а А. I — Зависимость стандартной ЭДС Е\ коэффициента наклона к и константы Дебая—Хюккеля А от температуры

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное)

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РЕПЕРНОГО БУФЕРНОГО РАСТВОРА

Для приготовления реперного буферного раствора рекомендуется использовать гидрофгалат калия*. Значение pH его раствора с моляльностью 0.05 моль • кг^-1, определенное по приложению А, не должно отличаться при 25 “С более чем на ±0.003 or значения 4.005. Значения при других температурах должны соответствовать данным таблицы I настоящего стандарта с максимальным отклонением ±0.005 в интервале температур от 0 до 60 ’С (кроме температуры 25 ‘С) и ±0.009 — в интервале температур от 60 до 95 ‘С.

Перед взвешиванием навески для приготовления реперного буферного раствора необходимо высушить гидрофгалат калия в течение двух часов при 110 ‘С. Используемая для разведения вода должна иметь удельную электропроводность / <. 2 10^-4 Ом^-1 м^-1 при 20 ‘С. РБР готовят растворением 10.138 г гидрофгллата калия в воде и доведением затем объема раствора до 1 л при температуре 20 "С. Молярная концентрация лого раствора равна 0.04964 моль • л^-1 и плотность его — 1.00300 г см~³ при 20 *С.

6

1

Рекомендуется использовать гидрофгалат калия, поверенный в ГМНЦ ВНИИФТРИ.

ГОСТ 8.134-98

УДК 543.257.1.085:006.354    МКС    71.040.40    Т88.5    ОКСТУ    0008

Ключевые слова: буферные растворы, реперный буферный раствор, эталонные буферные растворы, рабочие эталоны pH, шкала pH. электрохимическая ячейка

7

Реяакюр Т.Л. Лсонона Технический редактор Н.С. Гришанова Корректор В.И. Варепцома Компьютерная нерстка Л.Л. Круговой

Пол писано и печать 26.03.2007.    Формат 60x84'/*- Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать офсетная.

Уел. псч. л. 1.40. Уч.-ии. я. 0.99. Тираж Пбак». Зак. 278. С 3S59.

ФГУП .СТЛНДАРТИНФОРМ». 123995 Москва. Гранатный пер.. 4. wwwgoilinfo.ru    infu'il¹ goMinfo.ru

Набрано ио ФГУП .СТЛНДАРТИНФОРМ. на ПЭВМ.

Отпечатано и филиале ФГУП «СТЛНДАРТИНФОРМ. — тип. «Московский печатник*. I0SA62 Москва. Лялин пер.. 6