离子选择性电极测定水样中氟离子课件.ppt

1、离子选择性电极离子选择性电极测定水样中氟离子测定水样中氟离子 实验目的 了解离子选择性电极的使用原理 掌握离子选择性电极法测定水样中氟化物的方法 离子选择电极法原理离子选择电极法原理 水中氟化物的测定方法主要有离子色谱法、氟离子选择电极法（与GB7484-87等效）、氟试剂分光光度法（与GB7483-87等效）、茜素磺酸锆比色法（与GB7482-87等效）和硝酸钍滴定法。离子色谱法已被国内外普遍使用，其方法简便、快速、相对干扰较少，测定范围是0.0610mg/L。电极法选择性好，适用范围宽，水样浑浊、有颜色均可测定，测量范围为0.051900mg/L。比色法适用于含氟较低的样品，氟试剂法可以测

2、定0.051.8mg/L F-。茜素磺酸锆目视比色法可以测定0.12.5mg/L F-，由于是目视比色，误差比较大。氟化物含量大于5mg/L时可以用硝酸钍滴定法。对于污染严重的生活污水和工业废水，以及含氟硼酸盐的水样均要进行预蒸馏。必须用聚乙烯瓶采集和贮存水样。离子选择电极法原理离子选择电极法原理 原理原理两支电极与待测溶液组成工作电池两支电极与待测溶液组成工作电池两支电极两支电极指示电极与参比电极指示电极与参比电极电位与待测物含量符合能斯特关系电位与待测物含量符合能斯特关系iISEanFRTklg303.2 （阳离子（阳离子+，阴离子，阴离子-）电位与待测物含量无关电位与待测物含量无关，一定

3、条件下是常数一定条件下是常数)lg303.2(iISEanFRTkE 参比参比参比参比 ianFRTKElg303.2 固定离子强度，固定离子强度，T=250C（阳离子（阳离子-，阴离子，阴离子+）icnKElg0592.0 离子选择电极法原理离子选择电极法原理 当氟电极与含氟的试剂接触时，电池的电动势（E）随溶液中氟离子活度的变化而改变（遵守能斯特方程）。当溶液的总离子强度为定值且足够时，服从下述关系式：E与 成直线关系，为该直线的斜率。本法测定的是游离的氟离子的浓度，某些高价阳离子（例如三价铁、铝和四价硅）及氢离子能与氟离子络合而有干扰，所产生的干扰程度取决于络合离子的种类和浓度、氟化物的

4、浓度及溶液的pH值等。在碱性溶液中氢氧根离子的浓度大于氟离子浓度的1/10时影响测定。其他一般常见的阴阳离子均不干扰测定。测定溶液的pH为58。如果含有氟硼酸盐或者严重污染，应预先进行蒸馏。FCFRTEElog303.20FClogFRT303.2氟离子电极氟离子电极化学电极化学电极饱和甘汞电极饱和甘汞电极敏感膜敏感膜：氟化镧单晶，掺：氟化镧单晶，掺有有EuF2 的的LaF3单晶切片；单晶切片；内参比电极：内参比电极：Ag-AgCl电电极。极。内参比溶液内参比溶液：0.1mol/L的的NaCl和和0.10.01mol/L的的NaF混合溶液（混合溶液（F-用来控制膜用来控制膜内表面的电位，内表面

5、的电位，Cl-用以固用以固定内参比电极的电位）。定内参比电极的电位）。离子选择电极法原理离子选择电极法原理 通常加入总离子强度调节剂以保持溶液的总离子强度，并络合干扰离子，保持溶液适当的pH，就可以直接测定。本方法适用于测定地表水、地下水和工业废水中的氟化物。水样有颜色、浑浊不影响测定。温度影响电极电位和电离平衡，须使试液和标准溶液的温度相同，并注意调节仪器的温度补偿装置使之与溶液的温度一致。每次要检查电极的实际斜率。本法的最低检出浓度为0.05mg/L氟化物(以F-计)；测定上限可达1900mg/L氟化物(以F-计)。电极的实际斜率：温度在2025之间，氟离子浓度每改变10倍，电极电位变化5

6、82 mV。仪器仪器 氟离子选择电极。饱和甘汞电极或氯化银电极。离子活度计0.1mV。磁力搅拌器，具聚乙烯或聚四氟乙烯包裹的搅拌子。聚乙烯烧杯：100mL，150mL。试剂 所用水为去离子水或无氟蒸馏水。所用水为去离子水或无氟蒸馏水。氟化物标准贮备液：称取氟化物标准贮备液：称取0.2210g0.2210g基准氟化钠基准氟化钠(NaFNaF)()(预先于预先于105105110110干燥干燥2h2h，或者于，或者于500500600600干燥约干燥约40min40min，冷，冷却却)，用水溶解后转入，用水溶解后转入1000mL1000mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。容量瓶中，稀释至标线，摇匀。马

7、上转移入干燥洁净的聚乙烯瓶中贮存。此溶液每毫升含马上转移入干燥洁净的聚乙烯瓶中贮存。此溶液每毫升含氟离子氟离子100100 g g。氟化物标准溶液：用吸管吸取氟化钠标准贮备液氟化物标准溶液：用吸管吸取氟化钠标准贮备液10.00mL10.00mL，注入注入100mL100mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。此溶液每毫升含容量瓶中，稀释至标线，摇匀。此溶液每毫升含氟离子氟离子1010 g g。乙酸钠溶液：称取乙酸钠溶液：称取15g15g乙酸钠乙酸钠(CH(CH3 3COONa)COONa)溶于水，并稀释至溶于水，并稀释至100mL100mL。总离子强度调节缓冲溶液总离子强度调节缓冲溶液(TISAB)(

8、TISAB)：0.2mol/L0.2mol/L柠檬酸钠柠檬酸钠1mol/L1mol/L硝酸钠硝酸钠(TISABlTISABl)：称取：称取58.8g58.8g二水合柠檬酸钠和二水合柠檬酸钠和85g85g硝酸钠，加水溶解，用盐酸调节硝酸钠，加水溶解，用盐酸调节pHpH至至5 56 6，转入，转入1000mL1000mL容容量瓶中，稀释至标线，摇匀。量瓶中，稀释至标线，摇匀。盐酸溶液：盐酸溶液：2mol/L2mol/L盐酸溶液。盐酸溶液。实验步骤仪器的准备仪器的准备 按测量仪器及电极的使用说明书进行。在测定前应使试液达到室温，并按测量仪器及电极的使用说明书进行。在测定前应使试液达到室温，并使试液和

9、标准溶液的温度相同使试液和标准溶液的温度相同(温差不得超过温差不得超过1)1)；测定测定 用无分度吸管吸取适量试液，置于用无分度吸管吸取适量试液，置于50mL50mL容量瓶中，用乙酸钠或盐酸溶液容量瓶中，用乙酸钠或盐酸溶液调节至近中性，加入调节至近中性，加入10mL10mL总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至标线，总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至标线，摇匀。将其移入摇匀。将其移入100mL100mL聚乙烯杯中，放入一只塑料搅拌子，插入电极，连聚乙烯杯中，放入一只塑料搅拌子，插入电极，连续搅拌溶液待电位稳定后，在继续搅拌下读取电位值续搅拌溶液待电位稳定后，在继续搅拌下读取电位值(Ex)(Ex)。

10、在每一次测。在每一次测量之前，都要用水充分洗涤电极，并用滤纸吸去水分。根据测得的毫伏量之前，都要用水充分洗涤电极，并用滤纸吸去水分。根据测得的毫伏数，由校准曲线上查得氟化物的含量。数，由校准曲线上查得氟化物的含量。空白试验空白试验 用水代替试液，按测定样品的条件和步骤进行测定。用水代替试液，按测定样品的条件和步骤进行测定。实验步骤标准曲线标准曲线 标准曲线法：用无分度吸管分别取标准曲线法：用无分度吸管分别取1.001.00、3.003.00、5.005.00、10.0010.00、20.00mL20.00mL氟化物标准溶液，置于氟化物标准溶液，置于50mL50mL容量瓶中，加入容量瓶中，加入1

11、0mL10mL总离子强度总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至标线，摇匀。分别移入调节缓冲溶液，用水稀释至标线，摇匀。分别移入100mL100mL聚乙烯杯中，聚乙烯杯中，各放入一只塑料搅拌子，以浓度由低到高的顺序分别依次插入电极，各放入一只塑料搅拌子，以浓度由低到高的顺序分别依次插入电极，连续搅拌溶液，待电位稳定后，在继续搅拌下读取电位值连续搅拌溶液，待电位稳定后，在继续搅拌下读取电位值(互互)。在。在每一次测量之前，都要用水将电极冲洗净，并用滤纸吸去水分。在每一次测量之前，都要用水将电极冲洗净，并用滤纸吸去水分。在半对数坐标纸上绘制半对数坐标纸上绘制E(mVE(mV)logCFlogCF-(mg

12、/L)(mg/L)标准曲线。浓度标于对数标准曲线。浓度标于对数分格上，最低浓度标于横坐标的起点线上。分格上，最低浓度标于横坐标的起点线上。一次标准加入法：当样品组成复杂或成分不明时，宜采用一次标准一次标准加入法：当样品组成复杂或成分不明时，宜采用一次标准加入法，以便减小基体的影响。加入法，以便减小基体的影响。先按步骤先按步骤(2)(2)所述测定出试液的电位值所述测定出试液的电位值(E1)(E1)，然后向试液中加入，然后向试液中加入一定量一定量(与试液中氟的含量相近与试液中氟的含量相近)的氟化物标准溶液，在不断搅拌的氟化物标准溶液，在不断搅拌下读取平衡电位值下读取平衡电位值(E2)(E2)。结果

13、计算标准曲线法：根据从曲线上查得稀释水样的浓度和稀释倍数即可标准曲线法：根据从曲线上查得稀释水样的浓度和稀释倍数即可计算水样氟化物含量（计算水样氟化物含量（mg/Lmg/L）标准加入法：标准加入法：Cs Cs加入标准溶液的浓度加入标准溶液的浓度(mg/L)(mg/L)CxCx待测试液的浓度待测试液的浓度(mg/L)(mg/L)；V VS S加入标准溶液的体积加入标准溶液的体积(mLmL)；VxVx测定时所取待测试液的体积测定时所取待测试液的体积(mLmL)；E El l测得试液的电位值测得试液的电位值(mV)(mV)；E E2 2试液加入标准后测得的电位值试液加入标准后测得的电位值(mV)(m

14、V)；S S电极的实测斜率。电极的实测斜率。10)(12XSXSEEXSSSxVVVVVVcc五、计算五、计算计算方法：计算方法：Vc50 茶叶氟含量茶叶氟含量注意事项含含1.0mg/L F1.0mg/L F-，1010倍量的倍量的A1A13+3+；200200倍的倍的FeFe3+3+及及SiOSiO3 32-2-的合成水样，的合成水样，9 9次平行测定的相对标准偏差为次平行测定的相对标准偏差为0.30.3；加标回收率为；加标回收率为99.499.4。化。化工厂、玻璃厂、磷肥厂等十几种工业废水，经工厂、玻璃厂、磷肥厂等十几种工业废水，经2323个实验室的分析，个实验室的分析，加标回收率在加标回

15、收率在9090108108之间。之间。电极用后应用水充分冲洗干净，并用滤纸吸去水分，放在空气中，电极用后应用水充分冲洗干净，并用滤纸吸去水分，放在空气中，或者放在稀的氟化物标准溶液中。如果短时间不再使用，应洗净，或者放在稀的氟化物标准溶液中。如果短时间不再使用，应洗净，吸去水分，套上保护电极敏感部位的保护帽。电极使用前仍应洗吸去水分，套上保护电极敏感部位的保护帽。电极使用前仍应洗净，并吸去水分，净，并吸去水分，不得用手指触摸电极的膜表面。如果电极的膜表面被有机物等沾不得用手指触摸电极的膜表面。如果电极的膜表面被有机物等沾污，必须先清洗干净后才能使用。污，必须先清洗干净后才能使用。一次标准加入法所加入标准溶液的浓度一次标准加入法所加入标准溶液的浓度(Cs)(Cs)，应比试液浓度，应比试液浓度(CxCx)高高1010100100倍，加入的体积为试液的倍，加入的体积为试液的l/10l/101/1001/100，以使体系的，以使体系的TISABTISAB浓度变化不大。浓度变化不大。