题目
玻璃膜电极能测定溶液 pH是因为( )A. 在一定温度下玻璃膜电极的膜电位与试液 pH 成直线关系。B. 玻璃膜电极的膜电位与试液 pH成直线关系。C. 在一定温度下玻璃膜电极的膜电位与试液中氢离子浓度成直线关系。D. 在25 C时,玻璃膜电极的膜电位与试液 pH成直线关系
玻璃膜电极能测定溶液 pH是因为( )
A. 在一定温度下玻璃膜电极的膜电位与试液 pH 成直线关系。
B. 玻璃膜电极的膜电位与试液 pH成直线关系。
C. 在一定温度下玻璃膜电极的膜电位与试液中氢离子浓度成直线关系。
D. 在25 C时,玻璃膜电极的膜电位与试液 pH成直线关系
题目解答
答案
A. 在一定温度下玻璃膜电极的膜电位与试液 pH 成直线关系。
解析
本题考查玻璃膜电极测定溶液pH的原理。解题的关键在于理解玻璃膜电极膜电位与试液pH之间的关系以及温度对这种关系的影响。
玻璃膜电极是一种常用的测定溶液pH的电极,其膜电位与溶液中氢离子活度有关。根据能斯特方程,在一定温度下,玻璃膜电极的膜电位$\varphi_{膜}$与溶液中氢离子活度$a_{H^+}$的关系为:
$\varphi_{膜}=K + \frac{2.303RT}{F}\lg a_{H^+}$
其中$K$为常数,$R$为气体常数,$T$为绝对温度,$F$为法拉第常数。
由于$pH = -\lg a_{H^+}$,将其代入上式可得:
$\varphi_{膜}=K - \frac{2.303RT}{F}pH$
从这个公式可以看出,在一定温度$T$下,玻璃膜电极的膜电位$\varphi_{膜}$与试液的$pH$成直线关系。
选项B没有强调“在一定温度下”,因为温度会影响能斯特方程中的$\frac{2.303RT}{F}$这一项,从而影响膜电位与$pH$的线性关系,所以B错误。
选项C说的是膜电位与试液中氢离子浓度成直线关系,而玻璃膜电极的膜电位实际上是与氢离子活度相关,并非浓度,所以C错误。
选项D只限定了温度为$25^{\circ}C$,而玻璃膜电极在其他温度下只要温度恒定,膜电位与试液$pH$也成直线关系,所以D错误。