实验四' 离子选择性电极测定牙膏中氟的含量
氟离子选择电极测定牙膏中氟的含量
当代化工研究Modem Chemical Research40基础研究2021・03氣离子选择电极测定牙膏中氣的含量*王滔詹嬪娴*（湖北大学知行学院生物与化学工程学院湖北430000）摘耍：氟是自然界广泛存在的一种元素，广泛的应用于化工、轻工业、污■水处理中；在我们日常生活中，就经常接触到氟离子.氟预防轎齿是国际上公认的，但过多的氟会对人体产生副作用.本文采用电位分析方法检测牙膏中的氟离子，以氟离子选择性电极为指示电极，以饱和甘汞电极为参比电极，组成电池，同时加入总离子■强度调节缓冲液（TISAB）,测定电池电动势.采用标准曲线法，求得牙膏中的氟离子含量.该标准曲线线性关系良好，各牙膏中的氟含量均在线性范围内.关键词：氟；选择性电极；生活水中图分类号：T文献标识码：ADetermination of Fluoride in Toothpaste by Fluoride Ion Selective ElectrodeWang Tao,Zhan Jingxian*（School of Biological and Chemical Engineering,Zhixing College,Hubei University,Hubei,430000）Abstractz Fluorine is a widely existing element in nature,which is widely used in chemical industry,light industry and sewage treatment;in our daily life,we often contact with fluorine ion.Fluoride prevention of d ental caries is internationally recognized,but excessive f luoride will have side effects on human body.In this p aper,the f luoride ion in toothpaste was detected by p otentiometric analysis.The selective electrode offluoride ion was used as the indicator electrode,and the saturated calomel electrode was used as the reference electrode.The content offluoride in toothpaste was determined by standard curve method.The linear relationship of t he standard curve was good,and the f luorine content in each toothpaste was in the linear range.Key words x fluorine^selective electrode\domestic water1.前言牙膏是人们经常用来清洁和保护牙齿的一种日常化妆品，牙膏中含有一定量的含氟化合物。
离子选择性电极法测定牙膏中微量的氟
第２ ６期
２ １ ９月 ０ １年
科
学
技
术
ห้องสมุดไป่ตู้
与
工
程
Ｖｏ．１１ Ｎｏ ２６ Ｓ ｐ． ２ １ １ ． ｅ ０１
１７ — １ １ ｆ０ １ ２ －４ ７０ ６ １ ８５ ２ １ ）６ ６ ２ —３
Ｓｉ ｃ ｅｈ ｏ ｇ ｎ ｎ ｎｅ ｎ ｃ ｎ ｅ ｃ ｎｌ ｙａｄＥ ￣ ｅｆ ｇ ｅ Ｔ ｏ ｉ
Ｒ １； ９ ３
文献标志码
Ｂ
氟是 人 体 必 须 的 微 量 元 素 之 一 ， 以 通 过 水 、 可 食 物 等多 种途 径进 人 人 体 ， 乎 人 体 的各 个 器 官 中 几
１ 实验部分
１ １ 实验仪 器及试 剂 ．
都有 氟 离 子 的 存 在 ［ 。 氟 在 人 体 内 主 要 集 中在 骨 １ ］
如
加
１０ｍＬ５ Ｌ容 量 瓶 内 ， 加入 ５ｍ ＩＡ ０ ，０ｍ 各 ＬＴＳ Ｂ缓 冲 溶 液 ， 去离 子 水稀 释至 刻 度 ， 匀 。此 时 ， 们 的 用 摇 它 浓 度 分 别 为 １０ ×１ ～、 ． ０ １ ０×１ ． ０ １ ０ｘ１ ～、 ． ０～、 １０×１ 一、． ． ０ １０×１ ｍ ／ ， ０～ Ｌ Ｌ 分别 取 ５ ０ｍＬ各 溶 液 至烧杯 中 ， 磁力 搅 拌器 下用 酸 度 计 分别 测 量 其 电 在
２ 样 品的制备
２ １ 标 准 曲线 的绘 制 ．
１０×１ ～ ｍｏ Ｌ 回收 率高 ， ． ０ ｌ ， ／ 结果 可靠 ， 和标 示 值
致。
一
准确称 取市 售 “ 中华 皓 清 ” 品牌牙 膏 样 品
２ １ 年 ６月 １ 收到 ０１ ０日 陕西省教 育厅 专项基金 （ ９Ｋ ２ ） ０ Ｊ ４ ５ 资助
实验47 用氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟
用氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟含量化学与化学工程学院分析科学研究所中山大学，广东510275摘要本文通过氟离子选择电极直接电位法测定高露洁品牌牙膏中的氟含量，以此来判断该牙膏中的氟含量是否超标。
结果测得：牙膏中的氟含量为：0.520mg/g（折合质量分数为0.0520%），与该牙膏产品标注0.14%的氟含量低了近63%，但符合国家规定的成人牙膏中总氟的质量分数在0.05% ~ 0.15%（游离氟不少于0.05%）的要求。
本实验方法成本低，用时短，灵敏度高。
关键词直接电位法牙膏氟含量游离氟选择性电极0 引言氟是地壳中含量居第13位的非金属元素，广泛存在于我们周围的环境中。
氟也是人体内重要的微量元素之一，是骨骼和牙齿不可缺少的成分，其中氟磷灰石构成骨骼和牙齿的重要组成部分，可以预防龋齿和骨质疏松[1]。
但高浓度的氟对人体的危害亦很大，轻则影响牙齿和骨骼的发育，出现氟化骨症、氟斑牙等慢性氟中毒，重则会引起恶心、呕吐、心律不齐等急性氟中毒。
我国近年来特别对牙膏中氟含量提出要求，规定成人牙膏中总氟的质量分数在0.05% ~ 0.15%（游离氟不少于0.05%），儿童含氟牙膏中氟的质量分数则应控制在0.05% ~ 0.11%[2]。
牙膏中氟离子化合物含量常用的测定方法有分光光度法[3]、气相色谱法[4]、氟离子选择电极法[5]等等，其中氟离子选择电极法具有结果准确、操作简便、灵敏度高和成本低等众多优点[6]。
本实验即利用氟离子选择性电极，通过电位分析法，选择控制最佳测定条件，完成对高露洁牙膏中氟离子含量的测定，检测范围为1×10-2~ 1×10-5mol/L，用时短投资少，结果令人满意。
1 实验部分1.1仪器和试剂仪器：pH 510型pH计/离子计；电磁搅拌器；氟离子选择性电极；Ag/AgCl电极；超声波清洗器。
试剂：（1）F-标准溶液（0.1000mol/L）；（2）高露洁牙膏（所标注氟含量0.14%）；（3）TISAB（总离子强度调节缓冲溶液）：在500mL水中，加入57mL冰醋酸（A.R），58.5g的氯化钠和0.3g的柠檬酸钠（A.R），用水稀释至1L，pH值为5.0~5.5之间。
仪器分析实验报告：直接电位法测定牙膏中的氟离子
选择电极直接电位法测定牙膏中的氟离子含量111111(1111111院，，519072)摘要: 本文采用氟离子选择性电极直接电位分析法测定了牙膏样品中的氟元素含量。
使用TISAB（总离子强度调节缓冲溶液）稳定溶液的总离子强度及pH，测定了一系列含氟离子溶液的标准曲线，在0.01-0.00001 mol/L的围线性相关系数为1.0000。
结果表明本牙膏样品中的氟含量为0.595 mg/g，符合标准规定的含氟牙膏中氟含量围。
关键词: 氟离子牙膏选择电极直接电位法1 前言氟为人体必需元素，若饮用水中氟含量过高，会引起牙釉和骨软症，而适量氟对预防龋齿有利。
龋病是一种危害人类牙齿最常见的多发病，尤其以儿童更为普遍。
如何能及早预防儿童龋病的发生，是当今口腔医学上一重大课题。
目前最简便有效的方法是使用含氟化钠的牙膏刷牙，其目的是使氟离子与牙齿表面钙盐结合形成抗酸蚀能力较强的氟磷灰石保护层，以增强牙齿的抗酸蚀能力，达到预防龋齿的目的。
又由于氟化钠有毒，须严格控制其用量，因此测定牙膏中氟的含量具有重要的实际意义[1]。
目前氟化物的测定方法主要有[2-3]:分光光度法、离子色谱法、滴定法、扫描极谱法、原子发射光谱法、荧光法、气相色谱法等。
其中比色法方法简单，但灵敏度低；分光光度法测定时要将样品中F-转化为吸光物质，受条件影响因素较多；离子色谱法作为一种新技术, 发展很快, 但此法大多用于测定阴离子且仪器昂贵；滴定法涉及样品预处理操作，手续繁杂，特别对微量元素的测定准确度和精密度不高；气相色谱法需对分析物进行衍生。
本实验采用氟离子选择性电极法，直接溶样测定牙膏中游离氟，该法与其他方法相比，操作更简单，方便快速，灵敏度高准确，选择性好，仪器简单，成本低，是一种实用的测定氟离子方法。
自从氟离子选择电极问世以来，用该电极直接电位法测定各种水样中的氟便是一种普遍、方便和准确的方法。
氟离子选择电极简称为氟电极，其敏感膜是LaF 3单晶(结构简图见图1)。
用氟离子选择电极额直接电位法测定牙膏中的氟
2.3牙膏测定结果
E=220mv，根据标准曲线得，-lg c=3.1115，得c=7.7360e-4 mol/L。
得，m（F-）=7.3492e-4g，w=0.068%。
牙膏中氟含量为0.068%，符合国家标准（GB8372-2008）中要求。
2.4分析与讨论
在使用氟离子选择电极测定氟含量时，可以采用工作曲线法或者标准加入法。标准加入法在加入标准点时，加入量是否合适以及曲线是否超出仪器的检测上上限等等，这些都是影响结果的重要因素，而是用工作曲线法，可以通过测定空白是仰赖扣除集体影响，标准加入法则可以用于检测后的数据验证。
溶液中离子活度a是离子浓度c与活度系数f的乘积（a=fc），Dehye与Hückel从理论上推导出离子活度f与溶液的离子强度μ的关系式：
其中，Zi是离子的电荷，A是与温度和浓度有关的常数，但此式仅适用于极稀溶液，Davies提出修正公式：
离子强度μ是溶液中的各种离子的浓度C与它的价数Z的平方成绩的一半。
3)其柠檬酸盐能络合Al3+、Fe3+等使原来被它们缔合的氟离子释放出来。
1实验部分
1.1试剂与仪器
仪器：
pH510型离子计；电磁搅拌器；氟离子选择电极；Ag/AgCl电极；超声波清洗器；50mL容量瓶
试剂：
F-标注溶液（0.1000mol/L）、TISAB（总离子强度调节缓冲溶液）
1.2实验过程
1)配制1.000*10-2~1.000*10-5的氟的标准溶液系列：取一个50ml的容量瓶，准确加入5ml0.1000mol/L的氟标准溶液，加入25mlTISAB，用水稀释至刻度，此溶液为1.000*10-2mol/L的氟标准溶液；然后从中吸取5ml溶液，转入另一个50ml容量瓶，加入22.5mlTISAB，用水稀释至刻度，即得1.000*10-3mol/L的氟标准溶液。同理可一次稀释得其他标准溶液。单独配制一瓶空白溶液，不加入氟标准溶液，直接加入25mlTISAB并定容。
实验47 用氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟
电位分析法有两类： （1）第一类方法选用适当的指示电极浸入被测试液，测量其相对于一个 参比电极的电位。根据测出的电位，直接求出被测物质的浓度，这类方 法 称为直接电位法 。 （2）第二类方法是向试液中滴加能与被测物质发生化学反应的已知浓度 的试剂。观察滴定过程中指示电极电位的变化，以确定滴定的终点。根 据所需滴定试剂的量计算出被测物的含量，这类方法称为电位滴定法。
膜电位与离子选择性电极
膜电位与离子选择性电极
一、膜电位及其产生 膜电位=扩散电位(膜内) + Donnan电位(膜与溶液之间)
1. 扩散电位： 液液界面或固体膜内，因不同离子之间或离子相同而浓度不同而发生
扩散即扩散电位。其中，液液界面之间产生的扩散电位也叫液接电位。 这类扩散是自由扩散，正负离子可自由通过界面，没有强制性和选择
电位分析简介
电位分析法的两个电极，一个用来指示被测试液中某种离子的活 度（浓度），称为指示电极（indicator electrode）。另一个则在测量 电极电位时提供电位标准，称为参比电极（reference electrode）。
在电化学测量中，人们还把电极区分为极化电极（polarized electrode）与去极化电极（depolarized electrode）。当电极的电位完 全保持恒定的数值，在电化学测量过程中，电极的电位随着外加电压 的改变而改变，这样的电极称为去极化电极。在电化学测量过程中， 电极的电位随外加电压的改变而改变，这样的电极称为极化电极；具 有这种性质的指示电极，通常又称为工作电极（working electrode）。 在电位分析法中使用的两个电极都是去极化电极。
仪器分析实验报告：直接电位法测定牙膏中的氟离子
仪器分析实验报告：直接电位法测定牙膏中的氟离子————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：选择电极直接电位法测定牙膏中的氟离子含量111111(1111111院，广州，519072)摘要: 本文采用氟离子选择性电极直接电位分析法测定了牙膏样品中的氟元素含量。
使用TISAB（总离子强度调节缓冲溶液）稳定溶液的总离子强度及pH，测定了一系列含氟离子溶液的标准曲线，在0.01-0.00001 mol/L的范围内线性相关系数为1.0000。
结果表明本牙膏样品中的氟含量为0.595 mg/g，符合国家标准规定的含氟牙膏中氟含量范围。
关键词: 氟离子牙膏选择电极直接电位法1 前言氟为人体必需元素，若饮用水中氟含量过高，会引起牙釉和骨软症，而适量氟对预防龋齿有利。
龋病是一种危害人类牙齿最常见的多发病，尤其以儿童更为普遍。
如何能及早预防儿童龋病的发生，是当今口腔医学上一重大课题。
目前最简便有效的方法是使用含氟化钠的牙膏刷牙，其目的是使氟离子与牙齿表面钙盐结合形成抗酸蚀能力较强的氟磷灰石保护层，以增强牙齿的抗酸蚀能力，达到预防龋齿的目的。
又由于氟化钠有毒，须严格控制其用量，因此测定牙膏中氟的含量具有重要的实际意义[1]。
目前氟化物的测定方法主要有[2-3]:分光光度法、离子色谱法、滴定法、扫描极谱法、原子发射光谱法、荧光法、气相色谱法等。
其中比色法方法简单，但灵敏度低；分光光度法测定时要将样品中F-转化为吸光物质，受条件影响因素较多；离子色谱法作为一种新技术, 发展很快, 但此法大多用于测定阴离子且仪器昂贵；滴定法涉及样品预处理操作，手续繁杂，特别对微量元素的测定准确度和精密度不高；气相色谱法需对分析物进行衍生。
本实验采用氟离子选择性电极法，直接溶样测定牙膏中游离氟，该法与其他方法相比，操作更简单，方便快速，灵敏度高准确，选择性好，仪器简单，成本低，是一种实用的测定氟离子方法。
用氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟
用氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟摘要：本实验采用直接电位分析法测定牙膏样品中的氟，氟电极电位与溶液中的F-活度符合Nernst 方程，由氟电极与参比电极组成原电池其电动势方程E 池=常数+0.059lg[aF-]，在实际测量中要求测定F －的浓度而不是活度，因此，实验中要固定溶液的离子强度，使活度系数成为常数，从而使电极电位与F-浓度的对数lgc F-的关系成线性，可用工作曲线法定量。
目前，氟离子选择电极已广泛应用于天然饮用水，工业氟污染水的分析中。
关键词：直接电位分析法氟离子离子强度 1、引言氟是人体必需的微量元素之一，微量氟有促进儿童生长发育和防龋齿的作用。
国际牙科联盟和国际牙科协会一直都在向人们推荐使用含氟牙膏。
如果人体缺氟，会出现龋牙（也叫蛀牙）与骨质疏松的症状。
但是氟含量过高对人体是有害的。
氟中毒后的主要症状为牙齿变黄、变黑、腿呈X 型或O 型、躬腰驼背或者手臂只能弯不能伸等，中毒轻者造成氟斑牙，重者出现氟骨症，甚至完全丧失劳动和生活自理能力。
有专家建议，高氟地区居民和6岁以下儿童应该远离含氟牙膏，政府监管部门应该出台相关法规，防止含氟产品滥用。
在含氟牙膏等产品包装上应该像烟草一样，注明可能对人体的危害的标示。
中规定，成人牙膏总氟量在0.05%～0.15%，含氟儿童牙膏中氟的含量在0.05%～0.11%之间。
氟化物的测定方法有很多，主要有氟离子选择性电极法、氟试剂分光光度法、离子色谱法、扫描极谱法、核磁共振法和高效液相色谱法等。
其中应用最广泛的当属氟离子选择性电极法，这种方法准确度高、选择性好、操作简便快速、设备简单。
刘兴利等[1] 利用氟离子选择性电极直接电位法测定了牙膏中的游离氟。
讨论了总离子强度调节缓冲剂(TISAB的组成及用量，氟电极在测定后快速恢复到空白值，以及不同空白值对测定结果的影响。
实验结果表明游离氟的浓度在0.1000-9.000mg ／ml 范围内线性关系良好。
离子电极测定牙膏中的微量氟
广州大学学生实验报告开课学院及实验室：化学化工学院 生化楼四楼 年月日学院化学化工学院年级、专业、班姓名学号实验课程名称 分析化学实验成绩 实验项目名称离子电极测定牙膏中的微量氟指导老师一、实验目的1．了解用F －离子选择电极测定牙膏中微量氟的原理和方法。
2．掌握用标准加入法测定牙膏中微量F －的方法。
二、实验原理氟离子选择性电极是一种由LaF 3单晶制成的电化学传感器。
离子选择电极的分析方法除了工作曲线法外，还有标准加入法。
都是以氟离子选择电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，插入溶液中组成电池，当控制测定体系的离子强度为一定值时，电池的电动势与氟离子浓度的对数值呈线性关系。
标准加入法又称已知增量法。
这种方法通常是将已知体积的标准溶液加入到已知体积的试液中，根据电池电动势的变化计算试液中被测离子的浓度。
由于加入前后试样的基体组成基本不变，所以该方法的准确度高，它适用于组成复杂的试样分析。
标准加入法可分为一次标准加入法和连续标准加入法。
所谓一次标准加入法就是对于复杂的未知如含F －试样，测一次试样的电位值，然后在未知试样中一次加入定量F －标准溶液再测其电位值，由两次测得的电位值差求未知试样中F －浓度。
1/)110(-∆-=S E xss x V V C C 式中：x C 未知试样浓度；x V 未知试样溶液体积；s C 标准溶液浓度；s V 加入标准溶液体积。
E ∆两次测量电位差；S 能斯特方程斜率。
而连续标准加入法是在测量过程中连续多次加入标准溶液，根据一系列的E 值对相应加入标准溶液的Vs 值作图求得被测离子的浓度。
方法的准确度较一次标准加入法高，方法原理如下：将一次标准加入法能斯特方程公式改写为：)(1010)(//s s x x S K S E s x V C V C V V +=+令K SK '=/10，得：)(10)(/s s x x S E s x V C V C K V V +'=+则，向同一份待测试液中多次加入标准溶液，测出一系列对应于Vs 的E 值，同时可计算出一系列S E s x V V /10)(+ 值，以它为纵坐标，Vs 为横坐标作图，可得一直线，延长直线使之于横坐标相交V 0，如下图：此时根据式有：010)(/=+S E s x V V ，则：三、仪器与试剂1．仪器HANNApH211酸度计，复合氟离子选择性电极，电磁搅拌器，搅拌子，分析天平。
氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟(精)
氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟含量摘要本实验采用氟离子选择性电极直接电位法测定牙膏中的氟，用总离子强度调节缓冲剂（TISAB）固定溶液的离子强度，使活度系数成为常数，在一定浓度范围内电极电位与F-浓度的对数(lgc线性相关，通过工作曲线法可测定氟含量。
实验得到工作曲线E=16.09-59.71×lgc，相关系数R=-1.0000，牙膏样品的氟离子含量为0.9704mg/g，符合国家标准。
该方法仪器简单、操作简便，具有测定快速、灵敏度高、选择性好等优点，是测定牙膏中微量氟的良好方法。
关键词氟离子选择性电极牙膏直接电位法氟是人体不可缺少的一种微量元素，也是牙齿的重要组成成分。
研究表明，氟化物具有防治龋齿的作用。
通常，在牙膏中的氟以氟化亚锡、单氟磷酸钠或氟化钠形式存在。
适量的氟化物可通过降低釉质溶解度和促进釉质再矿化、对微生物产生作用从而影响牙体形态来预防龋病。
但高浓度的氟对人体的危害亦很大，轻则影响牙齿和骨骼的发育，出现氟化骨症、氟斑牙等慢性氟中毒，重则会引起恶心、呕吐、心律不齐等急性氟中毒。
由于氟元素摄入过多或过少都会给人体健康带来不利影响，因此在牙膏生产和销售中必须严格控制氟的含量。
我国强制性国家标准《牙膏》GB 8372-2008中规定，成人牙膏总氟量在0.05%～0.15%，含氟儿童牙膏中氟的含量在0.05%～0.11%之间。
目前，牙膏中氟含量的检测方法主要有:气相色谱法[1]、分光光度法[2]、离子色谱法[3][4]、电位滴定法[5]、离子选择性电极法[6][7]。
其中气相色谱法操作比较烦琐，不易掌握，而且有测定过程中有剧毒的HF生成，对操作人员和坏境有较大危害；分光光度法容易受到检测液中共存离子或有色杂质的影响，准确度较低；离子色谱法中F-峰受到检测液中Cl-、OH-等负离子影响，测定误差较大；电位滴定法较难选择和控制采集密度，容易产生信号噪音和伪终点，稳定性较差；氟离子选择性电极法具有操作简便、干扰少、结果准确、灵敏度高、仪器价格低廉等优点而被广泛采用。
用氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟
食欲不振、头晕、头痛、记忆力减退等症状。它使人牙齿易于脱落，肢体变形， 全身关节疼痛，严重影响人体健康。 3.2.4 我国国家标准规定的含氟牙膏中氟含量的允许量是多少？ 根据牙膏的国家标准（GB8372-2008） ，规定成人牙膏总氟量在0.05%~0.15% 之间，儿童牙膏中氟含量在0.05%~0.11%之间。 3.2.5 何为Nernst响应？若出现非Nernst响应的情况，请分析其原因。 Nernst方程是E = ������ ������ + ������ F lnα是描述电动势与溶液离子活度关系的方程式。 如果某电极对待测物的响应符合Nernst方程，称之为Nernst响应。 Nernst响应区 对应着一定的浓度范围， 当待测物质的浓度低于检测下限时，就会出现非Nernst 响应。另外，如果在待测前，被测离子吸附在电极表面上，成为双电层结构的一 部分，造成电极表面净电荷的变化也会造成非Nernst响应。
牙膏中氟含量：0.5152mg/g
以浓度的常用对数为很坐标，电位值为横坐标，作出工作曲线图：
E Linear Fit of E
420
350
E
280
2
3
4
5
-lg(c)
图 1 标准工作曲线图 计算可得标准浓度曲线方程为 E=-59.31lgc(F-)+533.3， 相关系数 R2 为 0.9998。 将 E=345mV 代 入 方 程 ， 得 到 c （ F- ） =6.866 × 10-4mol/L 。 所 以 F- 含 量 为 mi = c(������ −) ∙ Mi ·50/1.0034 = 6.866 × 10−4 × 19.0 × 50/1.0034 = 0.515 mg/g ， 符合国家规定的牙膏中游离氟含量标准。 3.2 讨论 3.2.1 实验中加入离子强度调节缓冲溶液（TISAB）的作用是什么？ TISAB 可以使溶液中的总离子强度基本固定不变，消除溶液中 OH-的干扰， 防止生成氟化氢碲化物，干扰实验结果的测定，同时，TISAB 中的柠檬酸盐能配 合 Al3+、Fe3+等离子，使原来被缔合的氟离子释放出来。 3.2.2 采用氟离子选择电极测定F-含量时，工作曲线法和标准加入法各有何优缺 点？ 工作曲线法：优点：绘制好标准工作曲线后测定工作变得简单，可直接从标 准工作曲线上读出含量，因此特别适合于大量样品的分析。缺点：仅适用于样品 组成简单或共存元素无干扰的情况。 标准加入法：优点：仅需一种标准溶液，操作简单快捷，适用组成比较复杂 的试样，准确度高。缺点：仅适用于测定份数较少的试样。 3.2.3 F含量过高对人体健康有什么危害？ 如果环境中氟含量过高， 人体中摄入过多的氟时，过量的氟主要沉淀在牙齿 和骨骼上，会出现氟斑、氟骨症及慢性氟中毒症。氟中毒早期表现为疲乏无力、
离子选择性电极法测定牙膏中氟含量研究
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氟离子选择性电极测定牙膏中微量F
氟离子选择性电极测定牙膏中微量F-——标准曲线法[实验目的及要求]学习氟离子选择性电极测定微量F-的原理和测定方法。
正确使用氟离子选择性电极。
[实验原理]氟离子选择性电极的敏感膜为LaF3单晶膜（掺有微量EuF2，利于导电），电极管内放入NaF+NaCl混合溶液作为内参比溶液，以Ag-AgCl作内参比电极。
当将氟电极浸入含F-溶液中时，在其敏感膜内外两侧产生膜电位△M：（25℃）以氟电极作指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，浸入试液组成工作电池：Hg, Hg2|KCl(饱和)||F-试渡|LaF3|NaF, NaCl（均0.1mol·L-1）AgCl, Ag工作电池的电动势（25℃）在测量时加入以HAc-NaAc，柠檬酸钠和大量NaCl配制成的总离子强度调节缓冲液（TISAB），由于加入高离子强调的溶液（本实验所用TISAB离子强度I>1.2），可以在测量过程中维持离子强调恒定，因此工作电池电动势与F-浓度的对数成线性关系：本实验采用标准曲线法测定F-浓度，即配制成不同浓度的F-标准溶液，测定工作电池的电动势，并在同样条件下测得试液的E x，由E-lg c F-曲线查得未知试液中的F-浓度。
当试液组成较为复杂时，则应采用标准加入法或Gran作图法测定。
氟电极的适用酸度范围为pH=5~6，测定浓度在100~10-6mol·L-1范围内，△M与lg c F-呈现性响应，电极的检测下限在10-7mol·L-1左右。
氟离子选择性电极是比较成熟的离子选择性电极之一。
其应用范围较为广泛。
本实验所介绍的测定方法，完全适用于各种不同试样中氟离子的测定，如人指甲中F-的测定（指甲需先经适当的预处理），为诊断氟中毒程度提供科学依据；采取适当措施，用标准曲线法可直接测定雪和雨水中的痕量F-；磷肥厂的废渣，经HCl分解，即可用来快速、简便地测定其F-含量；用标准加入法不需预处理即可直接测定尿中的无机氟河水中的F-，通过预处理，则可测定尿和血中的总氟含量；大米、玉米、小麦粒经磨碎、干燥、并经HClO4浸取后，不加TISAB，即可用标准加入法测定其中的微量氟；本法还可测定儿童食品中的微量氟。
离子选择性电极法测定牙膏中微量的氟
离子选择性电极法测定牙膏中微量的氟邱小香【摘要】A new method for determination of fluoride ion was devel oped. Using fluoride ion-selective electrode , adding TISAB buffer control conditions, determined the content of F. It is resultsed that method detection range was 1.0 ×10-1 ~1.0 ×10-6 mol/L, recovery, 98.91 %. It is conclused it is simple, reliable, and worthy of promotion.%测定牙膏中氟离子的含量,使用氟离子选择性电极.通过加入TISAB缓冲溶液控制测定条件,利用电位分析法,完成对牙膏中氟离子的测定.结果:回收率为98.91％,检出限为1.0×10-1-1.0×10-6mol/L.说明操作简便,方法可靠,准确度高,检出限低.值得推广.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(000)026【总页数】3页(P6427-6429)【关键词】牙膏;氟;离子选择性电极【作者】邱小香【作者单位】渭南师范学院化学化工系,渭南714000【正文语种】中文【中图分类】R913氟是人体必须的微量元素之一，可以通过水、食物等多种途径进入人体，几乎人体的各个器官中都有氟离子的存在［1］。
氟在人体内主要集中在骨骼、牙齿、指甲和毛发中，尤以牙釉质中的含量最多［2］。
人体缺氟或氟过量都会对健康造成不良影响［3］。
缺氟可引起实验动物的造血功能障碍［4］;也易发生龋齿，在一定程度上影响骨骼［5］。
摄入过量氟可引起中毒，氟中毒是一种严重危害人体健康的疾病。
牙膏中氟含量的测定
牙膏中氟含量的测定一、实验目的1．掌握离子选择电极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。
3．学会使用离子选择电极的测量方法和数据处理方法。
二、方法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组成的电池可表示为：其中0.059为25℃时电极的理论响应斜率，其它符号具有通常意义。
用离子选择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强度。
如果测量试液的离子强度维持一定，则上述方程可表示为：用氟离子选择电极测量F-最适宜pH范围为5.5～6.5。
pH值过低，易形成HF2-影响F-的活度；pH值过高，易引起单晶膜中La3+水解，形成La(OH)3，影响电极的响应。
故通常用pH=6的柠檬酸盐缓冲溶液来控制溶液的pH值。
柠檬酸盐还可消除Al3+、Fe3+（生成稳定的络合物）的干扰。
使用总离子强度缓冲调节剂（TISAB），既能控制溶液的离子强度，又能控制溶液的pH值，还可消除Al3+、Fe3+对测定的干扰。
TISAB的组成要视被测溶液的成份及被测离子的浓度而定。
三、仪器试剂1、仪器与试剂PXD-2型离子计一台, PHS-2型酸度计一台, 电磁搅拌一套, 氟离子选择性电极、饱和甘汞电极各一个。
2、实验药品NaF、HAC、NaAC、NaCH 、NaOH、CDTA、柠檬酸钠四、实验步骤1、仪器装置按图2装好仪器。
附近环境应无浓盐酸等酸雾，也无强烈电磁场干扰。
2、配制氟离子标准溶液和TISAB缓冲溶液（1）F-标准溶液（0.1000mol/L)：准确称量2.0000g在120℃干燥后的干燥过后的氟化钠（A.R），以水溶解转入500mL 容量瓶中用水稀释至刻度。
（2）TISAB缓冲溶液的配制：在500mL水中，加入57mL冰醋酸（A.R），58.5g 的氯化钠和0.3g 的柠檬酸钠（A.R），用水稀释至1L，pH 值为5.0～5.5之间。
氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟
氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟摘要本实验以TISAB溶液作为总离子强度调节缓冲剂、金属离子掩蔽剂，采用选择电极直接电位法测定1.0218g高露洁牙膏样品中的氟。
实验通过作出氟标准溶液系列的电动势标准曲线，再测出牙膏样品溶液的电动势，从而计算出牙膏中氟的含量。
实验测得高露洁中的氟含量为0.4175mg·g-1，该方法便捷、快速，准确，测定条件简便，可并推广到化妆品的氟含量的测定。
关键字氟离子选择电极直接电位法牙膏1.前言氟是人体不可缺少的一种微量元素，人体的任何组织和器官中都含有氟。
尤其是在我们的骨骼和牙齿中，集中了人体氟总量的90%以上。
20世纪50年代初，一些流行病学研究指出，氟化物具有防治龋齿的作用。
由于氟化物具有防龋的功能，因此牙膏制造商们在牙膏中加入氟化物以起到预防蛀牙的作用。
使用含氟牙膏可以增加牙齿的硬度。
目前，国内含氟牙膏的使用已经非常普遍,很多牙膏中都加入了一定量的氟。
[1]氟化钠、单氟磷酸钠等氟化物作为防龋剂添加在牙膏中，在刷牙的过程中以游离状态存在的氟离子与牙齿表面的羟基磷灰石有较大的亲和力。
当牙釉质和牙本质的羟基磷灰石吸收了氟之后，增强了牙齿耐酸腐蚀的能力，加快磷和钙的沉积速度，促进龋损表面的再矿化[2]，从而能够保护牙齿。
目前氟的测定方法主要有分光光度法、荧光测定法、离子色谱法、气相色谱法等，[3]这几种方法都能用在牙膏中的氟含量的测定。
离子选择电极法是国家标准对牙膏中的氟的测定的方法之一。
[4]相比起来，分光光度法是相对成熟的微量氟分析方法，测定速度快，选择性高，线性范围宽[5]，但受条件影响多；离子色谱法精密度好，检出限低，节省试剂，对环境无污染，但仪器昂贵。
[6] 本实验采用氟离子选择电极直接点位分析法测定牙膏样品中的氟。
电极电位相对稳定，故测定结果精密度良好。
使用本方法测定牙膏样品中的氟含量，方便快捷，结果准确。
2.实验部分2.1.仪器与试剂2.1.1.仪器EUTECH pH 510型pH计/离子计；电磁搅拌器；氟离子选择电极；Ag/AgCl 电极；超声波清洗器2.1.2.试剂F-标准溶液(0.1000mol·L-1)；TISAB(总离子强度调节缓冲溶液)；高露洁全面防蛀牙膏。
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Φ= Φ0 — 2.303RT/Flga(E= Φ –Φ参 ={ Φ0 — 2.303RT/Flga(F-)} –Φ参 = K – 0.0592 lg aF(25℃) =Ｋ + 0.0592 pF 活度系数一定时，E与pF呈线性关系
E/mV
2
3
4
5
6
pF
3. 本次实验原理
实验四 离子选择性电极法测定
牙膏中氟的含量
聊城大学化学化工学院分析化学教研室 2012-2013学年第二学期
目的要求 实验原理 实验步骤 数据处理 思考题
氟元素简介
人体必需的微量元素之一，可以坚固骨骼
和牙齿，预防龋齿。
轻度氟中毒症状：氟斑牙，牙齿变黄，变
黑。
重度氟中毒症状：氟骨症，骨头变形，丧
内参液：待测离子+Cl敏感膜 内参比电极：Ag/AgCl
2. 氟离子选择性电极
Ag/AgCl内参比电极 0.1mol/LKF-0.1mol/LNaCl LaF3单晶片 测定F-的浓度时 参比电极 试液 F-选择性电极
Ag |AgCl(s) | KF, NaCl(0.1mol/L) | LaF3膜| 待测液| | 饱和KCl | Hg2Cl2 | Hg
失劳动和生活自理能力。
一旦中毒，终生成疾。
一、目的要求
学习离子选择性电极测定氟离子的原理和测定 方法
了解总离子强度调节缓冲溶液的意义与作用
掌握标准曲线法的实验技术和数据处理的方法
二、实验原理
1. 离子选择性电极 (ion selective electrode) 1）概念：电极电位与相 应离子的活度符合 Nernst公式的一类电 化学传感器 2）结构：
五、思考题
1. 什么是离子选择性电极？ 2. 为什么可以使用氟离子选择性电极测定氟离子的含量？ 3. 测定过程中用到几支电极，分别起什么作用？ 4. 简述总离子强度调节缓冲溶液的组成及作用。 5. 自来水样品能否直接测定？ 6. 实验用到的定量分析方法有哪几种？
绘制Ｅ～pF曲线，查出pFx, 求出F－的浓度。
一次标准溶液加入法：
Cx= CsVs Vx+Vs (10△E/S-1)-1 (mol/L)
总离子强度调节缓冲溶液（total ionic strength adjustment buffer, TISAB):
直接电位法中加入的一种不含被测离子、不污损电 极的浓电解质溶液，由固定离子强度、保持液接电位稳 定的离子强度调节剂、起pH缓冲作用的缓冲剂、掩蔽干 扰离子的掩蔽剂组成。 NaCl: 1mol/L, HAc:0.25mol/L, NaAc0.75 mol/L, 柠檬酸钠 0.001 mol/L pH=5.0, 总离子强度为1.75
将处理好的试样溶液倒入塑料烧杯中，放入搅拌磁 子，插入洗净的两支电极，待读数不变稳定2min后记录 电动势Ex。
4. 用一次标准溶液加入法进行测定
再向被测试样溶液的烧杯中准确 加入1.00mL pF=1.00的NaF标准溶液， 搅拌均匀，再次记录电动势的值。两次 差值用△Ｅ表示。
四、数据处理
标准曲线法：
作用：维持待测强度恒定，使活度系数固定，以减小 换算和保证测得值的准确
TISAB的配制
于500mL烧杯中加入300mL水和29mL冰醋酸、 29gNaCl、6g柠檬酸钠，搅拌至完全溶解，冷至 室温。 在pH计的监测下，缓慢滴加6mol/LNaOH溶液， 至溶液的pH=5.0-5.5。 冷却至室温，转入500mL容量瓶，水稀释至刻度， 摇匀，转移至干净干燥的试剂瓶中。
用标准曲线法测定F-浓度
（1）以TISAB溶液稀释，配制一系列浓度不同的 F- 标准溶液，并分别与氟离子选择性电极和饱 和甘汞电极组成化学电池，测定其电动势，绘 制E~ pF曲线； （2）在相同条件下，测定由试样溶液和电极组成 电池的电动势Ex，并从标准曲线上查出对应的 pFx, 求出待测离子浓度。
♣
适用pH范围： 5 ~ 6 碱性体系： LaF3 + 3OH- = La(OH)3 + 3F膜表面aF-↑，结果偏高, 损坏电极 酸性体系： 2F-+H+=HF-2 aF-降低，结果偏低
标准曲线法的特点
适用：可测范围广，适合批量样品分析
优点：即使电极响应不完全服从Nernst方程，也 可得到满意结果 要求：标准溶液的组成与试液组成相近，离子 强度一致，活度系数相同, 温度相同
依次配制pF=4.00、5.00、6.00的NaF标准溶液。
准确称取牙膏样品0.2g左右臵于小烧杯，少量水， 玻璃棒搅拌至完全溶解，转移至50 mＬ容量瓶中，加入 TISAB 5.00mＬ, 定容，摇匀。
B)电动势的测定 将标准溶液分别倒入塑料烧杯中，放入搅拌磁子， 插入洗净的两支电极，待读数不变稳定2min后记录电动 势的值。按照浓度由低到高的顺序逐次测定，每测量一 份溶液，无需清洗电极，只需用滤纸沾去电极上的水珠 即可， 分别用E6、E5、E4、E3、E2表示。
三、实验步骤
1. 仪器的连接 将氟离子选择性电极与饱和甘汞电极分 别与酸度计的接口相连接，开启仪器开关， 预热仪器20min。 2. 清洗电极 取二次水50mＬ臵于烧杯中，放入搅拌 磁子，插入氟离子选择性电极与饱和甘汞电 极，开动电磁搅拌器，清洗至读数恒定。
３、用标准曲线法对试样进行测定
A）标准溶液的配制及试样的处理 准确移取pF=1.00的NaF标准溶液5.00mＬ臵于50 mＬ容量瓶中，加入TISAB 5.00mＬ, 定容，摇匀，得 pF=2.00的NaF标准溶液。 准确移取pF=2.00的NaF标准溶液5.00mＬ臵于50 mＬ容量瓶中，加入TISAB 4.50mＬ, 定容，摇匀，得 pF=3.00的NaF标准溶液。