Межгосударственный стандарт ГОСТ 8.134-98
"Государственная система обеспечения единства измерений. Шкала рН водных растворов"
(введен в действие постановлением Государственного комитета РФ по стандартизации, метрологии и сертификации от 27 октября 1998 г. N 381)
State system for ensuring the uniformity of measurements. pH Scale for aqueous solutions
Дата введения 1 июля 1999 г.
Взамен ГОСТ 8.134-74
Приказом Росстандарта от 10 июля 2014 г. N 788-ст взамен настоящего ГОСТа с 1 июля 2015 г. введен в действие ГОСТ 8.134-2014 "Государственная система обеспечения единства измерений. Метод измерений рН на основе ячеек Харнеда" для добровольного применения в РФ
1 Назначение и область применения
Настоящий стандарт распространяется на шкалу рН водных растворов и устанавливает значения рН для воспроизведения этой шкалы в диапазоне от 0 до 14 в интервале температур от 0 до 95°С.
Величина рН (водородного показателя) соответствует отрицательному десятичному логарифму активности ионов водорода в растворе
рН = - lg a . (1)
н
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 (1) может быть переписано в следующем виде:
0
рН = - lg(с y /c ) (2)
н н
или
0
рН = - lg (m гамма /m ), (3)
н н
0
где c - молярная концентрация ионов водорода в стандартном
состоянии, равная 1 моль х дм3;
c - молярная концентрация ионов водорода, моль х дм3;
н
0
m - моляльность ионов водорода в стандартном состоянии,
равная 1 моль х кг(-1);
m - моляльность ионов водорода, моль х кг(-1);
н
y , гамма - коэффициенты активности ионов водорода в двух системах
н н выражения концентрации.
2 Инструментальное (практическое) определение значений рН
Измеряют электродвижущие силы (ЭДС) Е(Х) и E(S) каждой из двух ячеек (I и II) с жидкостным соединением, содержащих исследуемый раствор Х и эталонный буферный раствор S соответственно:
Электрод сравнения |
КСl |
(водный раствор концентрацией не менее 3,5 моль х кг(-1) |
Раствор X |
Н2 |
(101325 Па) |
Pt |
I |
| |||||||
Электрод сравнения |
КСl |
(водный раствор концентрацией не менее 3,5 моль х кг(-1) |
Раствор S |
Н2 |
(101325 Па) |
Pt |
II |
Температура обеих ячеек I и II должна быть одинаковой и давление водорода на водородных электродах идентичным. Солевые мостики заполняют концентрированным раствором КСl.
Значение рН раствора X, рН(Х), связано со значением рН эталонного раствора S, рН(S), следующим образом:
E(S) - E(X)
pH(X) = pH(S) + ------------, (4)
(RT/F) ln 10
где R - универсальная газовая постоянная, равная (8,314510 +- 0,000070)
Дж x моль(-1) x К(-1);
Т - термодинамическая температура, К;
F - константа Фарадея, равная (9,648530 +- 0,000002) x 10(4) Кл x
моль(-1).
Величину (RT/F)ln10 = k называют коэффициентом наклона; его значения в температурном интервале от 0 до 95°С приведены в таблице А.1 приложения А.
Любые различия диффузионного потенциала жидкостного соединения между ячейками I и II включены в величину pH(X).
3 Шкала рН
3.1 Реперный буферный раствор (РБР)
Шкала рН при некоторой заданной температуре определена уравнением (4) как прямая линия в координатах рН - Е(Х) с наклоном k, проходящая через точку, соответствующую значению рН, приписанному реперному буферному раствору (приведено в таблице 1). В указанной точке значение E(S) соответствует ЭДС ячейки II, содержащей реперный буферный раствор.
Таблица 1 - Значения рН реперного буферного раствора (РБР) - раствора гидрофталата калия с моляльностью 0,05 моль x кг(-1) при различных температурах
Температура, °С |
рН(РБР) |
Температура,°С |
рН(РБР) |
Температура,°С |
рН(РБР) |
0 |
4,000 |
35 |
4,018 |
65 |
4,10 |
5 |
3,998 |
37 |
4,022 |
70 |
4,12 |
10 |
3,997 |
40 |
4,027 |
75 |
4,14 |
15 |
3,998 |
45 |
4,038 |
80 |
4,16 |
20 |
4,001 |
50 |
4,050 |
85 |
4,18 |
25 |
4,005 |
55 |
4,064 |
90 |
4,21 |
30 |
4,011 |
60 |
4,080 |
95 |
4,24 |
Определение значений рН, приписанных реперному буферному раствору рН, проводят в ячейке III без переноса:
_
Pt | Н2 (газ, р = 1 атм = 101325 Па) | РБР, Cl | AgCl | Ag III
Процедура определения описана в приложении А.
В качестве реперного буферного раствора следует использовать раствор гидрофталата калия с моляльностью 0,05 моль x 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 гидрофталата калия водородом. Расчет значения рН реперного буферного раствора включает условие Бейтса-Гуггенгейма для определения активности хлорид-ионов (уравнение А.4 приложения А).
3.2 Эталонные буферные растворы (ЭБР)
Значения рН также приписывают по результатам измерений в ячейке III шести другим буферным растворам, которые соответствуют определенным требованиям по воспроизводимости значений рН, стабильности, буферной емкости и простоте их изготовления. Эти растворы (в количестве семи, включая РБР) называют эталонными буферными растворами; экспериментально определенные значения рН, которые им приписаны, приведены в таблице 2.
Вычисленное по уравнению (4) на основе измеренных ЭДС ячеек I и II значение рН 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 Рабочие эталоны рН (РЭ)
Рабочие эталоны рН (РЭ) определяют как производные от реперного буферного раствора. Приписанные им значения рН получают на основе измерений ЭДС в электрохимических ячейках I и II, где реализовано жидкостное соединение со свободной диффузией, и расчета по уравнению (4).
Число рабочих эталонов рН ограничено только определенными критериями к их приготовлению. Значения рН шестнадцати растворов РЭ приведены в таблице 3.
Таблица 2 - Значения рН(ЭБР) для эталонных буферных растворов
Температура, °С |
Калий гидротартрат (насыщенный раствор при 25°С) КНС4Н4О6 |
Калий дигидроцитрат (0,1 моль/кг) КН2С6Н5О7 |
Калий гидрофталат (0,05 моль/ /кг) КНС8Н4О4 |
Натрий моногидрофосфат (0,025 моль/кг) + калий дигидрофосфат (0,025 моль/кг) Na2HPO4 + KH2PO4 |
Натрий моногидрофосфат (0,03043 моль/кг) + калий дигидрофосфат (0,008695 моль/кг) Na2HPO4 + KH2PO4 |
Натрий тетраборат (0,01 моль/кг) Na2B4О7 x 10Н2О |
Натрий гидрокарбонат (0,025 моль/кг) + натрий карбонат (0,025 моль/кг) NaHCO3 + Na2CO3 |
|
0 |
- |
3,863 |
4,000 |
6,984 |
7,534 |
9,464 |
10,317 |
|
5 |
- |
3,840 |
3,998 |
6,951 |
7,500 |
9,395 |
10,245 |
|
10 |
- |
3,820 |
3,997 |
6,923 |
7,472 |
9,332 |
10,179 |
|
15 |
- |
3,802 |
3,998 |
6,900 |
7,448 |
9,276 |
10,118 |
|
20 |
- |
3,788 |
4,001 |
6,881 |
7,429 |
9,225 |
10,062 |
|
25 |
3,557 |
3,776 |
4,005 |
6,865 |
7,413 |
9,180 |
10,012 |
|
30 |
3,552 |
3,766 |
4,011 |
6,853 |
7,400 |
9,139 |
9,966 |
|
35 |
3,549 |
3,759 |
4,018 |
6,844 |
7,389 |
9,102 |
9,926 |
|
37 |
3,548 |
3,756 |
4,022 |
6,841 |
7,386 |
9,088 |
9,910 |
|
40 |
3,547 |
3,754 |
4,027 |
6,838 |
7,380 |
9,068 |
9,889 |
|
50 |
3,549 |
3,749 |
4,050 |
6,833 |
7,367 |
9,011 |
9,828 |
|
60 |
3,560 |
- |
4,080 |
6,836 |
- |
8,962 |
- |
|
70 |
3,58 |
- |
4,12 |
6,85 |
- |
8,92 |
- |
|
80 |
3,61 |
- |
4,16 |
6,86 |
- |
8,88 |
- |
|
90 |
3,65 |
- |
4,21 |
6,88 |
- |
8,85 |
- |
|
95 |
3,67 |
- |
4,24 |
6,89 |
- |
8,83 |
- |
|
Примечание |
- |
Неопределенность значений рН составляет: |
||||||
|
|
+- |
0,003 - при температуре 25°С; |
|||||
|
|
+- |
0,005 - в интервале температур от 0 до 60°С, кроме температуры 25°С; |
|||||
|
|
+- |
0,009 - в интервале температур от 60 до 95°С. |
Таблица 3 - Значения рН (РЭ) для рабочих эталонов
Температура, °С |
Калий тетраоксалат (0,1 моль/кг) КН3(С2О4)2 х 2Н2О |
Калий тетраоксалат (0,05 моль/кг) КН3(С2О4)2 х 2Н2О |
Натрий гидродигликолят (0,05 моль/кг) C4H5O5Na |
Калий гидротартрат (насыщенный раствор при 25°С) КНС4Н4О6 |
Калий гидрофталат (0,05 моль/кг) КНС8Н4О4 |
Уксусная кислота (0,1 моль/дм3) + натрий ацетат (0,1 моль/дм3) СН3СООН + CH3COONa |
Уксусная кислота (0,01 моль/дм3) + натрий ацетат (0,01 моль/дм3) СН3СООН + CH3COONa |
Пиперазин фосфат (0,02 моль/кг) C4H10N2 х Н3РО4 |
0 |
- |
- |
- |
- |
4,000 |
4,664 |
4,729 |
- |
5 |
- |
- |
3,466 |
- |
3,998 |
4,657 |
4,722 |
6,477 |
10 |
- |
1,638 |
3,470 |
- |
3,997 |
4,652 |
4,717 |
6,419 |
15 |
- |
1,642 |
3,476 |
- |
3,998 |
4,647 |
4,714 |
6,364 |
20 |
1,475 |
1,644 |
3,484 |
- |
4,001 |
4,645 |
4,712 |
6,310 |
25 |
1,479 |
1,646 |
3,492 |
3,556 |
4,005 |
4,644 |
4,713 |
6,259 |
30 |
1,483 |
1,648 |
3,502 |
3,549 |
4,011 |
4,643 |
4,715 |
6,209 |
37 |
1,490 |
1,649 |
3,519 |
3,544 |
4,022 |
4,647 |
4,722 |
6,143 |
40 |
1,493 |
1,650 |
3,527 |
3,542 |
4,027 |
4,650 |
4,726 |
6,116 |
50 |
1,503 |
1,653 |
3,558 |
3,544 |
4,050 |
4,663 |
4,743 |
6,030 |
60 |
1,513 |
1,660 |
3,595 |
3,553 |
4,080 |
4,684 |
4,768 |
5,952 |
70 |
1,52 |
1,67 |
- |
3,57 |
4,12 |
4,71 |
4,80 |
- |
80 |
1,53 |
1,69 |
- |
3,60 |
4,16 |
4,75 |
4,84 |
- |
90 |
1,53 |
1,72 |
- |
3,63 |
4,21 |
4,80 |
4,88 |
- |
95 |
1,53 |
1,73 |
- |
3,65 |
4,24 |
4,83 |
4,91 |
- |
Температура, °С |
Натрий моногидрофосфат (0,025 моль/кг) + калий дигидрофосфат (0,025 моль/кг) Na2HPO4 + КН2РО4 |
Натрий моногидрофосфат (0,03043 моль/кг) + калий дигидрофосфат (0,008695 моль/кг) Na2HPO4 + КН2РО4 |
Натрий моногидрофосфат (0,04 моль/кг) + калий дигидрофосфат (0,01 моль/кг) Na2HPO4 + КН2РО4 |
Трис гидрохлорид (0,05 моль/кг) + трис* (0,01667 моль/кг) |
Натрий тетраборат (0,05 моль/кг) Na2B4О7 x 10Н2О |
Натрий тетраборат (0,01 моль/кг) Na2B4О7 x 10Н2О |
Натрий гидрокарбонат (0,025 моль/кг) + натрий карбонат (0,025 моль/кг) NaHCO3 + Na2СО3 |
Кальций гидроксид (насыщенный раствор при 20°С) Ca(ОН)2 |
||
0 |
6,961 |
7,506 |
- |
8,399 |
9,475 |
9,451 |
10,273 |
13,360 |
||
5 |
6,935 |
7,482 |
7,512 |
8,238 |
9,409 |
9,388 |
10,212 |
13,159 |
||
10 |
6,912 |
7,460 |
7,488 |
8,083 |
9,347 |
9,329 |
10,154 |
12,965 |
||
15 |
6,891 |
7,441 |
7,466 |
7,933 |
9,288 |
9,275 |
10,098 |
12,780 |
||
20 |
6,873 |
7,423 |
7,445 |
7,788 |
9,233 |
9,225 |
10,045 |
12,602 |
||
25 |
6,857 |
7,406 |
7,428 |
7,648 |
9,182 |
9,179 |
9,995 |
12,431 |
||
30 |
6,843 |
7,390 |
7,414 |
7,513 |
9,134 |
9,138 |
9,948 |
12,267 |
||
37 |
6,828 |
7,369 |
7,404 |
7,332 |
9,074 |
9,086 |
9,889 |
12,049 |
||
40 |
6,823 |
- |
- |
7,257 |
9,051 |
9,066 |
9,866 |
11,959 |
||
50 |
6,814 |
- |
- |
7,018 |
8,983 |
9,009 |
9,800 |
11,678 |
||
60 |
6,817 |
- |
- |
6,794 |
8,932 |
8,965 |
9,753 |
11,423 |
||
70 |
6,83 |
- |
- |
- |
8,90 |
8,93 |
9,73 |
11,19 |
||
80 |
6,85 |
- |
- |
- |
8,88 |
8,91 |
9,73 |
10,98 |
||
90 |
6,90 |
|
- |
- |
8,84 |
8,90 |
9,75 |
10,80 |
||
95 |
6,92 |
- |
- |
- |
8,89 |
8,89 |
9,77 |
10,71 |
||
* 2-амино-2-(гидроксиметил) - 1,3-пропандиол или трис(гидроксиметил)аминометан. | ||||||||||
Примечание |
- |
Неопределенность значений рН составляет: |
||||||||
|
|
+- 0,003 |
- |
при температуре 25°С; |
||||||
|
|
+- 0,005 |
- |
в интервале температур от 0 до 60°С, кроме температуры 25°С; |
||||||
|
|
+- 0,009 |
- |
в интервале температур от 60 до 95°С. |
4 Информация, представляемая при записи результатов измерений pH(X)
Буферные растворы, использованные для градуировки рН-метра, представляют с результатами измерения в следующем виде:
Система градуирована по РБР
с рН(РБР) = ... при ... К.
Система градуирована по двум эталонным буферным растворам
с рН(ЭБР ) = ... и рН(ЭБР ) = ... при ... К.
1 2
Система градуирована по двум рабочим эталонам рН
с pH(PЭ ) = ... и рН(РЭ ) = ... при ... К.
1 2
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Межгосударственный стандарт ГОСТ 8.134-98 "Государственная система обеспечения единства измерений. Шкала рН водных растворов" (введен в действие постановлением Государственного комитета РФ по стандартизации, метрологии и сертификации от 27 октября 1998 г. N 381)
Текст ГОСТа приводится по официальному изданию Госстандарта России, ИПК Издательство стандартов, 2001 г.
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 N 13-98 от 28 мая 1998 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства |
Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика |
Азгосстандарт |
Республика Армения |
Армгосстандарт |
Республика Беларусь |
Госстандарт Беларуси |
Грузия |
Грузстандарт |
Республика Казахстан |
Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизская Республика |
Киргизстандарт |
Республика Молдова |
Молдовастандарт |
Российская Федерация |
Госстандарт России |
Республика Таджикистан |
Таджикгосстандарт |
Туркменистан |
Главная государственная инспекция Туркменистана |
Республика Узбекистан |
Узгосстандарт |
Украина |
Госстандарт Украины |
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 27 октября 1998 г. N 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. Июнь 2001 г.
Приказом Росстандарта от 10 июля 2014 г. N 788-ст взамен настоящего ГОСТа с 1 июля 2015 г. введен в действие ГОСТ 8.134-2014 для добровольного применения в РФ