氟离子选择电极的电极膜由LaF3单晶制成

1、氟离子选择电极的电极膜由LaF3单晶制成，结构如图12-5所示。电极电位（25 C）为：炉=0.1）592106测量电池为:氟离子选择电极 测定时试液中应加入离子强度调节剂 标准曲线法，配制一系列标准溶液，以电位值 试液的电位值 ，在标准曲线上查得其浓度。标准加入法，首先测量体积为 V5、浓度为Cx 一价阳离子：| 试液（c=x ）| SCE5、TISAB。对logc作图，然后由测得的未知的被测离子试液的电位值Ox，若为假定 I1，合并以上两式重排后取反对数:若VxV5 （通常为100倍）， 可忽略，则：卩头Ac10-1式中,;为两次测得的电位值之差；为电极的实际斜率，可从标准曲线上求岀。10

2、0倍，浓度大用标准加入法时，通常需要加入的标准溶液的体积比试液体积小100倍，使加入标准溶液后测得的电位变化达2030mV。Gran作图法，它相当于多点增量法。Gran作图法用于电位法时，经一次标准加入后，再分别加入 4次标准溶液，并测定相应的电位值，由式：若改写为:对V5做图，得一条直线。将直线外推，与横坐标相交于原点的 左边，则由上式得：Gran作图法用于电位滴定法时，与横坐标相交于原点的右边，则ArIQ-1V 5,作图非常麻烦，需计算(KE的值。若用Gran坐标纸，只要将测得的电位值 对V 5作图，则很方便。Gran坐标纸如图12-6 所示。该坐标纸是已校准 10%体积变化的半反对数坐标

3、纸。实际作图时应注意：纵坐标是实测的电位值，由于纵坐标是按 10* 标度的(s是给定的离子选择 电极的斜率，一价离子为 58mV ;二价为29mV。是电位值，按5mV比例设定)，它 近105/58、1010/58算出，所以标定纵坐标时一价离子一大格应为 5mV ;二价离子一大 格为2.5mV。横坐标为加入标准溶液的体积，若试液Vx取100mL，则横坐标每一大格为1mL ；若取50mL，则每一大格为 0.5mL。需要作空白试验，Gran坐标纸采用给定的离子选择电极斜率58mV制成的，若离子选择电极的实际斜率比该值大或小，则所得直线与横坐标的交点交稍偏于原点的右侧或左侧。为了校准这种误差，应作空白

4、试验。由试液和空白试验所得二条直线与横坐 标交点之间的距离为Ve值。对于氟离子选择电极，较佳的试剂酸度条件为pH 5 6。pH 8时，OH-对电极的响应，将严重影响测定结果，使分析结果偏高。有 研究表明，OH-对氟电极的干扰还由于OH-与膜表面发生化学反应，而引入试液 额外的 F-。其反应式为：LaF3+3OH-=La(OH)3+3F-二、离子选择电极法测定尿氟1.原理氟离子选择电极与含氟离子的待测液和甘汞电极组成电池，电池的电动势可用下式表示：E = EAgCl/Ag + E 膜-EHgCI2 + E 液接 + E 不对称由于膜电位E 膜=(E0 - 0.0591gaFx) - (E0 -

5、0.0591gaF)E = EAgCl/Ag + 0.0591gaF - EHgCl2 + E 液接 + E 不对称-0.0591gaFx在一定条件下，前五项恒定不变，可合并成新的常数K。即E=K - 0.0591gaF即电池的电动势与溶液中氟离子活度的对数呈直线关系。在实际工作中，需要知道的是氟离子的浓度，根据a = gC可知，当离子强度一定时，活度系数g恒定，则有E = K -0.059lggCF=K - 0.0591gg - 0.0591gCF=K - 0.0591gCF即离子强度恒定时，电动势与溶液中氟离子浓度的对数成线性关系，据此， 可以用标准曲线法或标准加入法定量。(2)控制溶液的

6、pH在55.5之间：由于氢氟酸是弱酸，在溶液中存在着电离平衡， 当溶液的酸性较强时，氟离子与氢离子结合生成氟化氢， 在氟电极上不响应，故 需要将溶液的pH控制在5以上，使99%的氟以氟离子的形式存在；另一方面， OH-离子半径与F-接近，又都是负一价，氟电校对 0H-有同样的响应，即0H-离 子对F-离子的测定有明显的干扰，特别当溶液的pH高时，干扰尤其严重。因此， 应控制溶液的pH不能太高。排除AI3+、Fe3+等离子的干扰，防止与F-离子形成配离子而干扰测定：A13+、 Fe3+等离子能与F-离子形成配离子而干扰测定，所以在总离子强度调节缓冲液 中加有柠檬酸盐。柠檬酸根离子能与 A13+、

7、Fe3+离子形成稳定的配合物，释放 出氟离子，排除干扰。(4)可加快反应速度，缩短达到平衡所需时间。如10-6mol/L的F在纯水中平衡时间约为1h，而加入离子强度缓冲液后，10min内即可达平衡。实验六 离子选择性电极法测定水中氟离子、实验目的1、掌握直接电位法的测定原理及实验方法。2、学会正确使用氟离子选择性电极和酸度计。、实验原理氟离子选择电极是以氟化镧单晶片为敏感膜的电位法指示电极，对溶液中的氟离子具有良好的选择性。氟电极与饱和甘汞电极AfrAgdlQ 03mol/LNaF OmoVL NaClKCl（饱和）,Hg 2Cl2|HgE （电池）=E （ SCE - E （ F） = E

8、（ SCE - k + RT/F ln a （F,外）=K + RT/F ln a （F,外）用离子选择性电极测量的是溶液中离子活度，而通常定量分析需要测量的是离子的浓度，不是活度。所以必须控制试液的离子E （电池）=K + RT/F Igc简称TISAB）强度。如果测量试掖的离子强度维持一定，则上述方程可表示为:、仪器和试剂pH计，电磁搅拌器氟离子选择性电极，饱和甘汞电极。3 .氟离子标准溶液：0.100moI/L ； 1.0 x 10- moI/L4.总离子强度缓冲溶液（Total Ion ic Stre ngth Adjustme nt Buffer四、实验步骤1、预热及电极安装接通电源

9、，预热仪器20min，校正仪器，调节零点。氟电极接仪器负极接线柱，甘汞电极接仪器正极接线柱。将两极插入蒸馏水中，开动搅拌器，使电位小于-320mV，若大于-320mV，则更换蒸馏水，如此反复几次即可达到电极的空白值。2、工作曲线法（1）标准溶液的配制及测定分别准确移取氟离子（10- mol/L ）标准溶液 0.50，0.70，1.00，3.00，5.00，10.00mL于100mL容量瓶中，加入 20mLTISAB, 用去离子水稀释至刻度，摇匀。将标准溶液分别倒岀部分于塑料烧杯中，放入搅拌磁子，插入经洗净的电极，开动搅拌器58min后，停止搅拌，读取平衡电位值（注意：测定时，需由低浓度到高浓度

10、依次测定，每测量 1份试液，无需清洗电极，只需用滤纸沾去电极上的水珠）。测量结果列表记录。在坐标纸上作E lgcF图，即得标准曲线，或用excel线性回归得标准曲线。（2）水样的测定用去离子水洗电极至空白电位-320mVo取水样50.00mL，置于100mL容量瓶中，加20mL TISAB溶液，用去离子水稀释至刻度并E，由日值从标准曲线上查得氟离子浓摇匀。将溶液倒于塑料烧杯中，放入搅拌磁子，插入干净的电极进行测定，读取稳定电位值3、一次标准溶液加入法在上述所测水样中，准确加入1.00mL 10-3mol/L氟离子标准溶液，同样测量岀稳定的电位值E2,计算岀其差值（ E=E1-E。由E计算氟离子

11、的浓度。五、结果处理1、 用系列标准溶液的数据，在坐标纸上绘制E lgC f-曲线。2、 根据水样测得的电位值E1,从标准曲线上查到其氟离子浓度，计算水样中氟离子的含量（以mol/L计）o3、 步骤3 一次标准溶液加入法所得的 E和从标准曲线上计算得到的电极响应斜率代人下述方程：计算水样中氟离子的浓度。式中Cs和Vs分别为标准溶液的浓度和体积。CF-和V分别为试液的氟离子浓度和体积。六、问题讨论1氟离子选择电极在使用时应注意哪些问题？2总离子强度缓冲溶液在测量溶液中起哪些作用？仪器操作1、 预热 将温度置于（ ）C，按下-mV键，将量程选择开关旋至“ 0”，用零点调节旋钮使电表指针指在表头pH “ 1 ”处。2、 校正