离子选择电极法测定氟离子

1、离子选择电极法测定氟离子一. 头验目的1. 了解氟离子选择电极的构造及测定自来水中氟离子的实验条件；2. 掌握离子计的使用方法。二. 实验原理氟离子选择电极使目前最成熟的一种离子选择电极。 将氟化镧单晶封在塑料 管的一端，管内装O.1mol/L NaF和O.1mol/L NaCI溶液，以Ag-AgCI电极为参 比电极，构成氟离子选择电极。用氟离子选择电极测定水样时， 以氟离子选择电 极作指示电极，以饱和甘汞电极作为参比电极，组成的测量电池为：氟离子选择电极丨试液II SCE如果忽略液接电位，电池的电动势为：E = i? - 0.0592 log,氟离子选择电极一般在即电池的电动势与试液中氟离子

2、活度的对数成正比 110-6 moL.L-1范围符合能斯特方程式。氟离子选择膜电极Au-AyCI 内参比 电极内多比氟化麴 单晶膜1. 氟离子选择电极具有较好的选择性阴离子：OH - LaF3 + 3OH = La(OH) 3 + 3F - 阳离子：Fe 3+、Al3+、Sn(W)(易与F-形成稳定配位离子)2. 氟离子选择电极法测定的是溶液中离子的活度，因此，必须加入大量支持电解质，如NaCl控制试液的离子强度。3. 用总离子强度调节缓冲液控制试液 pH和离子强度以及消除干扰。通常用乙酸缓 冲溶液控制溶液的pHo用柠檬酸钠进行掩蔽。三、仪器与试剂离子计或pH计；氟离子选择电极；饱和甘汞电极；

3、电磁搅拌器；容量瓶(100 mL7 只)；烧杯(100 mL6 个)；10 mL移液管(2 个)；F-标准溶液(0.1000 mol/L)； 离子强度调节缓冲液(TISAB)四、实验步骤1氟离子选择电极的准备：氟离子选择电极在使用前，应在含10-4 moL.L-1 F- 或更低浓度的F溶液中浸泡（活化）约30 min。2. 线性范围及能斯特斜率的测量：在5只100mL容量瓶中，用10mL移液管移 取0.100mol/L F -标准溶液于第一只100mL容量瓶中，加入TISAB 10mL去离子 水稀释至标线，摇匀，配成1.00 x 10-2 mol/L F-溶液；在第二只100mL容量瓶中， 加

4、入1.00 x 10-2 mol/L F-溶液10.00mL和TISAB 10mL，去离子水稀释至标线，摇 匀，配成1.00 x 10-3 mol/L F标准溶液。按上述方法依次配制 1.00 x 10-61.00 x 10-4 mol/L F -标准溶液。将适量F标准溶液分别倒入5只塑料瓶烧杯中，放入磁性搅拌子，插入氟离 子选择电极和饱和甘汞电极，连接好酸度计，开启电磁搅拌器，由稀至浓分别进 行测量，在仪器指针不再移动或数字显示在土 1mv内，读取电位值。再分别测定 其他F-浓度溶液的电位值。3. 自来水中氟含量的测定： 试液的制备：试样用自来水可在 实验室直接取样。 标准曲线法：准确吸取自

5、来水样50.0mL于100mL容量瓶中，加入TISAB 10mL去离子水稀释至标线，邀约。全部倒入一烘干的烧杯中，按上述实验方法 测定电位值，记下数据。平行测定三次。 标准加入法：再实验测量后，加入1.00mL 1.00 x 10-3 mol/L F -溶液后， 再测定其电位值。五、数据处理1.绘制标准曲线 确定该氟离子选择电极的线性范围及实际能斯特响应斜率。并从标准曲线，查出被测试液 F-浓度（ex），计算出试样中氟含量。、亠 宀 | -6 -2氟离子浓度（mol/L）-61.00 x 1051.00 x 10-41.00 x 1031.00 x 10-21.00 x 10电势(mV-306

6、.1-275.4-223.1-165.0-106.22.由标准加入法测得的结果，计算出试样中氟含量。 实验测得自来水的电势为：实验编号123所测电势/mV-321.8-322.5-322.9求得电势平均值为：Ex= -322.4mVn 测量的标准偏差：S=7 ；(Xj X)2/(n 1) =0.557i 4相对标准偏差:RSD= S/X =0.173% 浓度对数与电势的关系曲线：由曲线可知,电势与浓度的关系为：E=51.81炯C - 31.22 自来水中F浓度的计算：将Ex=-322.4mV带入上式，得经过处理的溶液中浓度为:Cx = =4.60 x 10-6 mol/L所以，自来水中浓度为：

7、Cf-=2Cx=9.20X 10-6 mol/L.3.标准加入法：所测得的加入了 F-标准溶液的溶液的电势：实验编号123所测电势/mV-294.7-294.1-294.5求得平均值为：-294.4 mVn j测量的标准偏差：S八；区)2/(n-1) =0.308i生相对标准偏差：RSD二S/X =0.105% E=-294.4 mV -(-322.4mV)= 28.00mV所以，Cx=AC/ (10AE/S - 1 ) C=Vs*Cs/100式中，Vs、Cs分别为加入的F-标准液的体积(mL)和浓度(mol/L ), S为 实验所测得的电极的能斯特响应斜率。代入数据可得：Cx=4.047 x

8、 10-6 mol/L.所以，自来水中F的浓度为：Cf-=2 Cx=8.094X 10-6 mol/L4. 误差分析：实验中由于充分考虑到了各种可能造成误差的因素， 因此，结果所产生的误 差较小。但由于仪器的问题，使得所测的电位有较大误差，不过因最终要的是线 性关系曲线，故对实验结果造成的影响可不计。六、注意事项：1 测量标准溶液时，浓度应由稀至浓，每次测定后用被测试液清洗电极、烧 杯及搅拌子。2绘制标准曲线时，测定一系列标准溶液后，应将电极清洗至原空白电位值， 然后再测定未知液的电位。3. 测定过程中，更换溶液时，测量键应断开，以免损坏离子计。4 测定过程中，搅拌溶液的速度应恒定。5 氟离子

9、选择电极的纯水电位与电极组成有关，也与所用纯水的质量有关 一般为300 mV左右。6氟离子电极暂不用时，宜于干放。七、思考题回答：1. 用氟离子选择电极法测定自来水中氟离子含量时，加入TISAB的组成和作用是什么？答：TISAB 的组成成分是 0.1 mol/L 氯化钠溶液，0.25 mol/L HAc-0.75 mol/L NaAc溶液和0.001mol/L柠檬酸钠溶液，其作用分别是控制离子强度，控制溶液 的酸度，使pH=5-6,和掩蔽自来水中含有的 Al3+、Fe2+、SrT等干扰离子，防止 F-与金属离子形成配合物2. 标准曲线法和标准加入法各有何特点？比较本实验用这两种方法测得的结 果是否相同，如果不同，说明其原因。答：.标准曲线法：可以适用于多次测量，并且要求标准溶液和样品具有恒 定的离子强度，并维持在适宜的pH范围内.调节离子强度所用电解质不应对测定 有干扰，调节离子强度的溶液， 也常加入适当的络合剂或其他试剂以消除干扰离 子的影响。. 标准加入法：是在其他组分共存情况下进行测量的，因此实际上减免了 共存组分的影响，古这种方法适合于成分不明或是组成复杂的试样的测定。经比较，通过两种方法在本实验中所得结果基本接近， 故可认为此次测量中 由于溶液的性质所带来的干扰