离子选择性电极测定水样中氟离子.ppt

1、离子选择性电极测定水样中氟离子,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,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，氟试剂法可以测定0.051.8mg/L F-。茜素磺酸锆目视比

2、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,电位与待测物含量符合能斯特关系,（阳离子+，阴离子-）,电位与待测物含量无关，一定条件下是常数,固定离子强度，T=250C （阳离子-，阴离子+）,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

3、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。,氟离子电极,化学电极,饱和甘汞电极,敏感膜：氟化镧单晶，掺有EuF2 的LaF3单晶切片； 内参比电极：Ag-AgCl电极。 内参比溶液：0.1mol/L的NaCl和0.10.01mol/L的NaF混合溶液（F-用来控制膜内表面的电位，Cl-用以固定内参比电极

4、的电位）。,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582 mV。,仪器,氟离子选择电极。 饱和甘汞电极或氯化银电极。 离子

5、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。 氟化物标准贮备液：称取0.2210g基准氟化钠(NaF)(预先于105110干燥2h，或者于500600干燥约40min，冷却)，用水溶解后转入1000mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。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100g。 氟化物标准溶液：用吸管吸取氟化钠标准贮备液10.00mL，注入100mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。此溶液每毫升含氟离子10g。 乙酸钠溶液：称取15g乙酸钠(CH3COONa)溶于水，并稀释至100mL

6、。 总离子强度调节缓冲溶液(TISAB)：0.2mol/L柠檬酸钠1mol/L硝酸钠(TISABl)：称取58.8g二水合柠檬酸钠和85g硝酸钠，加水溶解，用盐酸调节pH至56，转入1000mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。 盐酸溶液：2mol/L盐酸溶液。,实验步骤,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，并使试液和标准溶液的温度相同(温差不得超过1)； 测定 用无分度吸管吸取适量试液，置于50mL容量瓶中，用乙酸钠或盐酸溶液调节至近中性，加入10mL总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至标线，摇匀。将其移入100mL聚乙烯杯中，放入一只塑料搅拌子，插入电极，连续搅

7、拌溶液待电位稳定后，在继续搅拌下读取电位值(Ex)。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。根据测得的毫伏数，由校准曲线上查得氟化物的含量。 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。,实验步骤,标准曲线 标准曲线法：用无分度吸管分别取1.00、3.00、5.00、10.00、20.00mL氟化物标准溶液，置于50mL容量瓶中，加入10mL总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至标线，摇匀。分别移入100mL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，连续搅拌溶液，待电位稳定后，在继续搅拌下读取电位值(互)。在每一次测量之前，都要用水将电极

8、冲洗净，并用滤纸吸去水分。在半对数坐标纸上绘制E(mV)logCF-(mg/L)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。 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。 先按步骤(2)所述测定出试液的电位值(E1)，然后向试液中加入一定量(与试液中氟的含量相近)的氟化物标准溶液，在不断搅拌下读取平衡电位值(E2)。,结果计算,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计算水样氟化物含量（mg/L） 标准加入法： Cs加入标准溶液的浓度(mg/L) Cx待测试液的浓度(mg/L)； VS加入标准溶液的体积(mL)； Vx测定时所取待测试液的体积(mL)； El测得试液的电位值(mV)； E2试液加入标准后测得的电位值(mV)； S电极的实测斜率。,五、计算,计算方法：,注意事项,含1.0mg/L F-，10倍量的A13+；200倍的Fe3+及SiO32-的合成水样，9次平行测定的相对标准偏差为0.3；加标回收率为99.4。化工厂、玻璃厂、磷肥厂等十几种工业废水，经23个实验室的分析，加标回收率在90108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，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