1、操作練習二 離子選擇性電極法測水中氟含量一、目的要求1、了解離子選擇性電極法測定離子含量的原理。2、了解使用總離子強度調節緩沖劑的意義和作用。3、掌握標準曲線法和標準加入法測定水中微量氟的原理。4、學會離子計的使用方法。二、基本原理氟離子選擇性電極是以氟化鑭單晶片為敏感膜的指示電極，它對溶液中的氟離子有良好的選擇性響應。當氟離子選擇電極（指示電極）和飽和甘汞電極（參 比電極）插入試液中時，組成測量原電池。電池電動勢E在一定條件下與F-活度 a f-的對數值成直線關系，測量時，若指示電極接正，貝U：(2-1 )2.303RTF當溶液的總離子強度不變時，離子活度系數也是常數，于是（2-1 ）式可寫

2、2.303RT,成：e = kf g ： f -（ 2-2）式中，K為截距電位，包括內外參比電極電位、液接電位、不對稱電位和離 子活度系數的不對數項等，一定測量條件下是常數。（2-2 ）式表明，在一定溫度 下，一定溫度下，當溶液中離子強度保持不變，E和F-的濃度CF-的對數成直線關 系。為了保持溶液中總離子強度不變，通常在標準溶液與試樣溶液中同時加入等 量的惰性電角解質作總離子強度調節緩沖溶液（TISAB）。溶液的酸度對測定有影響，酸性溶液中，H與F-部分形成HF或HF2，降低F-濃度，在堿性溶液中，LaF3膜與0H發生交換作用而使F-溶液增加。氟電極最 適宜于PH=57范圍內測定。故通常用

3、PH=6得檸檬酸鹽緩沖溶液來控制溶液得 PH值，檸檬酸鹽還可以消除Al3 , Fe4 等對F3 的干擾。氟電極的選擇性好，除能與F 一生成穩定絡合物或難溶沉定的元素 （如Al、Fe、Zr、Th、Ca、Mg Li及稀土元素等）會干擾測定外，103倍以下的CI-、Br-、I、SO4> HCO、NO、Ac、C2O 4等陰離子均不干擾，加入總離子強度調節緩沖 劑，可以使溶液中離子平均活度系數保持定值，并控制溶液的PH值和消除共存離子的干擾。當F-濃度在110-6mol/L范圍內時，F-電極電位與pF（即-lg a f-）成直線關系， 可用標準曲線法和標準加入法測定。用離子活度計亦可對F-進行濃度

4、直讀測量（即測溶液的pF值），方法與測定 水中pH值的方法相似。在將電極的斜率補償到理論值后，用F-濃度標準溶液對儀器進行校正，再測水樣，水樣中的pF值（或F-的摩爾濃度值）即可直接讀出， 但要注意保持標準溶液和水樣的離子強度基本相同。三、儀器與試劑1. 儀器PXD 2型離子計或精密酸度計1臺201氟離子選擇性電極1支232型甘汞電極1支電磁攪拌器1臺容量瓶100mL11個吸量管10mL2支移液管25mL各1支塑料燒杯50mL8只2.試劑100 " g/mL氟標準溶液"準確稱取于120 °C烘干 2hr并冷卻的 NaF0.2210g，溶于去離子水，轉入1000mL

5、容量瓶中，稀釋至刻度，貯于聚乙烯瓶中。10.0卩g/mL氟標準溶液 吸取100" g/mL氟標準溶液10.00mL于100mL容量 瓶中，用去離子水稀釋至刻度。總離子強度調節緩沖劑（TISAB）于1000mL燒杯中加入500mL去離子水和57mL 冰醋酸，58gNaCI,12gNaGH5Q?2HO （檸檬酸鈉），攪拌至溶解。將燒杯放在冷水 浴中，緩緩加入6mol/L NaOH溶液（約125mL，直到pH值到5.05.5之間，放 至室溫，轉入1000mL容量瓶中，用去離子不稀釋至刻度。四、操作步驟（一）氟電極的準備電極使用前在10-3mol/L NaF溶液中浸泡12h，進行活化，再用去

6、離子水 清洗電極到空白電位，即氟電極在去離子水中的電位，約一 300mV左右（此值各 支電極不一樣），電極內裝電解質溶液（0.1mol /L NaF - 0.1mol/L NaCl），為 防止晶片內側附著氣泡而使電路不通， 在電極使用前，可讓晶片朝下，輕擊電極 桿，以排除晶片上可能附著的氣泡。（二）標準曲線法1、溶液的配制。準確吸取 10.0 " g/mL的氟標準溶液2.00、4.00、6.00、 8.00、10.00mL及待測水樣25.00mL,分別放入6個100mL容量瓶中，各加入TISAB 溶液10ml，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。2、電位得測量。將上述標準系列溶液由低濃度到高

7、濃度依次轉入塑料燒杯中（空白溶液除外），插入氟電極和參比電極，電磁攪拌 2min，靜置1min待電 位穩定后讀取，平衡電位值（達平衡電位所需時間還與電極狀況，溶液濃度濃度和溫度等有關。視實際情況掌握），最后，如需測定待測水樣的電位值此值也即 為標準加入法計算結果所需的 E。（三）標準加入法1、準確吸取25.00mL待測水樣于100mL容量瓶中，再準確加入1.00mL濃度 為100" g/mL的氟標準溶液，然后加入 TISAB溶液10mL，用去離子水稀釋至刻 度，搖勻。2、將上述配置好的溶液轉入塑料燒杯中，插入氟離子選擇性電極和飽和甘 汞電極，電磁攪拌2min，靜置1min，讀取穩定電

8、位值，即為 巳五、實驗記錄1、標準曲線法氟標準溶液/mL2.004.006.008.0010.00待測水樣100 mL容量瓶中所含氟離子質量m-lgm mF-E2.標準加入法溶液待測水樣加入氟標準溶液的待測水樣E六、數據處理及計算結果1、標準曲線法以電位值E縱坐標，氟離子濃度的對數為橫坐標，繪制標準曲線（或采用半 對數坐標紙繪制）。根據待測水樣的電位值 Ex （即Ei）從標準曲線上查出F濃 度,再求出待測水樣的原始濃度（卩g/mL）。2、標準加入法根據待測水樣加入氟標準溶液前后的電位值Ei和按下式計算待測水樣的氟含量。 CCp-Cg/mL） = 10EE1/1七、思考題1、用氟電極測F濃度的原理是什么？2、用氟電極測得的電位是 F的濃度還是活度的響應值？在什么條件下才 能測得F濃度？3、總離子強度調節緩沖溶液是由哪些組分的？各組分的作用是怎樣的？4、