实验六 氟离子选择电极测定自来水中的氟含量
实训六 电位法测定水中氟离子含量
实训六电位法测定水中氟离子含量一、实训目的了解氟离子选择性电极的构造，掌握氟离子选择性电极测定氟的原理和方法。
二、原理离子电极是一种电极电位对溶液中某待测离子有选择性响应的电极。
将适当的离子选择性电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极，插入待测溶液，构成电位测定系统，在零电流的条件下，测定该电池的电动势，其大小在一定条件下与溶液中待测离子活度的对数成直线关系，符合关系式E=K+Slga x，25℃时，S=0.05916/n，由此实现定量分析。
三、仪器试剂25型酸度计，氟离子选择性电极，饱和甘汞电极，容量瓶，小烧杯，移液管，比色管，电磁搅拌器，接线分析纯氟化钠固体四、操作步骤（一）配制NaF标准溶液：于分析天平上准确称取0.1105g NaF固体，于小烧杯中溶解后，定量转移到500ml容量瓶中，并加水稀释到刻度。
此溶液浓度为100mg/L的氟离子。
再稀释10倍使成10.0mg/L的氟离子。
（二）将上述溶液分别稀释50，20，10，5，2倍，配成浓度分别为0.20，0.50，1.00，2.00，5.00mg/L的氟离子标准溶液的浓度系列。
（三）连接电极，开机预热。
（四）测定条件：补偿温度取室温，斜率打100％，pH-mV档选择mV档，分别测定上述溶液的电动势E。
五、数据结果处理1.数据记录列表标准溶液浓度C(mg/L) 0.20.51.02.05.0溶液Ａ溶液Ｂ浓度对数（lgC）电动势E（mV）2.作出Ｅ－lgC曲线3.由标准曲线上查出待测溶液的电动势Ex对应的lgCx大小。
计算出待测溶液的浓度Cx(F-，mg/L)。
氟离子选择电极法测定氟离子的实验报告
分析化学实验报告题目:氟离子选择电极法测定氟离子院系：化学化工学院专业年级：姓名：学号：2015年10月26日离子选择电极法测定氟离子一、实验目的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1.氟离子选择电极的构造将LaF单晶（掺入微量氟化铕Ⅱ以增加导电性）封在塑料管的一端，管内装0.1mol/L NaF和30.1 mol/L NaCl溶液，以Ag-AgCl电极为内参比电极，构成氟离子选择电极。
-即E与αF-的对数成正比。
氟离子选择电极一般在1-10-6mol/l范围内符合能斯特方程。
2.自来水中氟离子测定的实验条件①氟离子选择电极具有较好的选择性。
常见的阴离子NO3- 、SO4-、PO4-、Ac-、CL -、Br-、I -、HCO3-等不干扰，主要干扰物质是OH-。
产生干扰的原因，很可能是由于在膜表面发生如下反应：LaF3 + 3OH-═ La(OH)3+ 3F-产物F-因电极本身影响造成干扰，使得测量浓度偏小。
而在较高的酸度时由于形成HF-2而使得F-离子活度降低，因此测定时需控制试液PH在5~6之间。
②控制试液离子强度（加入大量电解质如氯化钠等作为掩蔽剂控制离子强度。
原因是：F-与Fe3+，Al3+易形成稳定配合物使氟离子浓度降低。
）综上所述：用氟离子选择电极测定氟离子时，应加入总离子强度调节缓冲溶液（TISAB），以控制试液pH和离子强度以消除干扰。
3.实验意义氟化物在自然界广泛存在，又是人体正常的组织之一，人每日从食物中以及饮食中获取一定量的氟离子。
摄入过量的氟离子，对人体有害，可导致急性，慢性中毒(慢性中毒表现为如氟牙斑釉和氟骨症)。
综合考虑饮用水中氟含量对牙齿的轻度影响，以及对我国广大的高氟区饮水进行除氟或更换水源所负的经济代价，1976年，我国颁布的《生活饮水卫生标准》规定饮用水中氟离子含量不超过1mg/L.4.总离子强度缓冲剂组成：乙酸钠-乙酸、柠檬酸钠、氯化钠作用：控制试液PH、消除干扰、控制离子浓度三、实验仪器与试剂实验仪器：离子计、氟离子选择电极、饱和甘汞电极、电磁搅拌器、100mL容量瓶 7只、100mL烧杯2个、10mL移液管。
自来水中含氟量的测定
实验名称：自来水中含氟量的测定—标准曲线法和标准加入法一、实验目的（1）掌握直接电位法的测定原理及实验方法；（2）了解氟离子选择性电极的基本性能及测定方法；（3）正确使用氟离子选择性电极和酸度计。
二、实验原理氟离子选择电极是一种由LaF3单晶制成的电化学传感器。
将氟离子选择电极和参比电极（饱和甘汞电极）插入试液中，由于氟电极对氟离子活度有响应，它的电极电位与氟离子活度的大小有关，而参比电极电势则保持衡定，所以通过测定这两个电极间的电位差可确定溶液氟离子活度的大小。
用氟电极测定氟离子时，最适宜的pH范围为5.5~6.5。
Fe3+，Al3+等离子能与试液中的氟离子生成配合物对测定有干扰，加入大量的柠檬酸，可以消除干扰。
用离子选择电极测量的是溶液中离子的活度而不是浓度，因此必须使试液和标准溶液的离子强度相同，本实验中加入总离子强度调节剂来达到基本固定离子强度。
控制溶液pH及配合物溶液中的Fe3+，Al3+等干扰离子的目的。
即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。
通过以E对lg[F]绘制标准曲线图及一次标准加入法，从而求得未知液中的氟离子含量。
测定的基本装置如图表示。
图1 测定氟离子选择性电极电位实验装置图三、仪器与试剂1、pHS－3C型酸度计。
2、氟离子选择性电极。
3、饱和甘汞电极。
4、电磁搅拌器。
5、10 ug.mL-1 F-的标准溶液。
6、总离子强度缓冲溶液（TISAB溶液）。
四实验步骤1．氟离子选择性电极的准备接通仪器电源，预热20 min，校正仪器，调仪器零点。
氟电极接通仪器负极接线柱，甘汞电极接仪器正极接线柱。
将两电极插入蒸馏水，开动搅拌器，使电位值小于-360 mV。
2. 标准曲线的制作分别吸取10 ug.mL-1 F-的标准溶液0.50、1.00、3.00、5.00、10.00 mL于50 mL 容量瓶中，加入10 mL TISAB溶液，用去离子水稀释至刻度。
实验六氟离子选择性电极测定水中微量F-
实验六、氟离子选择性电极测定水中微量F-离子一、实验目的1.熟悉酸度计的使用方法；2.了解电位测定法的基本原理与应用；3.学习并掌握氟离子选择性电极测定微量F-离子的原理和测定方法；4.了解总离子强度调节缓冲溶液的意义和作用。
二、实验原理离子选择电极是一种电化学传感器，又叫膜电极，它是将溶液中特定离子的活度转换成相应的电位。
氟离子选择电极，简称氟电极，它是LaF3单晶敏感膜电极（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-离子溶液中时，在其敏感膜内外两侧产生膜电位△φM，在一定条件下膜电位△φM与氟离子活度的对数值呈线性关系。
△φM= K-0.059 lg a F-(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，Hg2Cl2 | KCl(饱和)‖F- 试液| LaF3 | NaF，NaCl(均为0.1mol/L) | AgCl，Ag工作电池的电动势：E = K ′- 0.059 lg a F-(25 ℃)（式中K ′值包括内外参比电极的电位、液接电位等的常数。
通过测量电池电动势可以测定氟离子的活度。
）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）。
由于加入了高离子强度的溶液（本实验所用的TISAB其离子强度I ＞1.2），可以在测定过程中维持离子强度恒定，因此工作电池电动势与F-离子浓度的对数呈线性关系：E = k - 0.059 lg C F-本实验采用标准曲线法测定F-离子浓度，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-离子浓度。
当试液组成较为复杂时，则应采取标准加入法或Gran作图法测定之。
氟电极只对游离的F-离子有响应。
在酸性溶液中，H+离子与部分F-离子形成HF或HF2-，会降低F-离子的浓度；在碱性溶液中，LaF3薄膜与OH-离子发生反应而使溶液中F-离子浓度增加。
氟离子选择电极法测自来水中氟离子含量
离子选择电极法测定氟离子实验报告一．实验目的⑴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。
⑵掌握离子计的使用方法。
二．实验原理1.氟离子选择电极是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，管内装有0.1mol/L NaF和0.1mol/L NaCl溶液，以Ag-AgCl电极为参比电极，构成了氟离子选择电极。
2.测量电极：氟离子选择电极|试液||SCE电池电动势为E=b-0.0592()1F a log-3.TISAB溶液的构成乙酸缓冲溶液排除OH-的干扰柠檬酸钠溶液掩蔽Fe+3、Al+3、Sn(IV)配位离子氯化钠溶液增加导电性三．实验仪器与试剂离子计，氟离子选择电极，饱和甘汞电极，离子计100mL容量瓶，50mL烧杯，100mL烧杯，10mL移液管，50mL移液管。
0.1000mol/L F1-标准溶液，TISAB。
四．实验步骤㈠氟离子选择电极的准备氟离子选择电极在使用前在含104-mol/L F1-中浸泡约30min，直至测定去离子水时电位为277mV左右，氟离子活化完成。
㈡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 F1-标准溶液于第一只100mL容量瓶中，加入TISAB10mL，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00*102-mol/L F1-溶液；在第二只100mL容量瓶中，加入1.00*102-mol/L F1-溶液10.00mL和TISAB10mL，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00*103-mol/L F1-溶液。
按上述方法依次配制1.00*106-~1.00*104-mol/L F1-标准溶液。
将适量F1-标准溶液分别倒入5只塑料烧杯中，放入磁性搅拌子，插入氟离子选择电极和饱和甘汞电极，连接好离子计，开启电磁搅拌器，由稀到浓测量，等读数稳定后读电压值，稳定后每隔5秒读取一个数，读取3个数，再分别测其他F1-浓度溶液的电位值。
使用氟离子选择性电极测定水中氟离子含量
使用氟离子选择性电极测定水中氟离子含量1.相关标准《GB/T 5750-2006 生活饮用水标准检验方法离子选择性电极法测氟化物》《GB/T 7484-1987 水质氟化物的测定离子选择电极法》《HJ 480-2009 环境空气氟化物的测定滤膜采样氟离子选择电极法》《NY/T 838-2004 茶叶中氟含量测定方法氟离子选择电极法》2.测量原理氟化镧单晶对氟离子有选择性，在氟化镧电极膜两侧的不同浓度氟溶液之间存在电位差，这种电位差通常称作膜电位。
膜电位的大小与氟化物溶液的离子活度有关。
氟离子与饱和甘汞电极组成一对原电池。
利用电动势与离子活度负对数值的线性关系直接求出水样中氟离子浓度。
3.仪器设备实验仪器：PXSJ-216F或其他型号离子计，JB-1磁力搅拌器实验电极：PF-1-01氟离子选择性电极、232-01参比电极（甘汞电极）其他一般实验室仪器。
4.试剂和溶液4.1氢氧化钠溶液(400g/L): 40g溶于100mL水中4.2盐酸溶液（1+1）：将盐酸（ρ=1.19g/mL）与纯水等体积混合4.3离子强度缓冲液I （TISAB I）：称取348.2g柠檬酸三钠（Na3C6H5O7·5H2O）,溶于纯水中，用盐酸溶液（1+1）调节至pH=6后，用纯水稀释至1000mL。
4.4离子强度缓冲液II（TISAB II）：称取59g氯化钠，3.48g柠檬酸三钠（Na3C6H5O7.5H2O）和57mL冰乙酸，溶于纯水中，用氢氧化钠溶液调节至pH=5.0-5.5后，用纯水稀释至1000mL。
4.5氟化钠系列标准溶液:精确称取称取经105℃干燥2h的氟化钠4.20g分析纯氟化钠，溶于蒸馏水中，稀释至1000 mL，贮存于塑料瓶中。
此溶液为1×10-1 mol/L F-。
氟化钠标准溶液的准确浓度可按式（1）计算：（1）式中：c(NaF)，氟化钠标准溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）;m，称取氟化钠的质量，单位为克（g）V, 配制溶液的体积，单位为升（L）取1×10-1mol/L F-溶液100ml，稀释至1000ml配制成浓度1×10－2 mol/L F-。
氟离子选择性电极法测定自来水中的氟含量
氟离子选择性电极法测定自来水中的氟含量一 实验目的1 熟悉仪器的基本操作2 掌握氟离子选择性电极法测定水样中氟含量的原理3 学会以氟离子选择性电极为指示电极测定水样中氟含量的测定方法二 实验原理以氟离子选择性电极（为指示电极）。
饱和甘汞电极（为参比电极),与被测溶液组成一个电化学电池。
测定前将总离子强度调节剂TISAB 加入到被测溶液中以保证该溶液的离子强度基本不发生变化。
一定条件下其电池的电动势E 与氟离子活度αF-的对数值成直线关系。
测量时，若指示电极接正极，则--K =E F g α05921.0'(25ºC)。
当被测溶液的总离子强度不变化时，氟离子选择性电极的电极电位与溶液中氟离子浓度的对数呈线性关系，即F C lg 0592.0'-K =E (25ºC)。
可用标准曲线法和标准加入法进行测定。
三 仪器1 ZDJ-4A 型自动电位滴定仪 一台2 氟离子选择性电极（PF-1型） 一只 指示电极3 饱和甘汞电极（212型） 一只 参比电极4 T-818-B-6 温度传感器 一只5 容量瓶 50mL 7只; 100mL6 分度移液管 1mL 、10mL 各一只； 移液管 25mL 一只7 量筒 10mL 一只四 试剂1 氟离子标准储备液（100ug/mL):将分析纯的氟化钠与120ºC 烘干2h ，冷却后准确称取0.2210g 与小烧杯中，用去离子水溶解后转移至1000mL 容量瓶中，定容摇匀。
转移至聚乙烯塑料瓶中备用。
2 氟离子标准使用液：（10ug/mL):准确移取10mL 氟离子标准储备液定量转移至100mL 瓶中，用去离子水稀释至刻度，定容摇匀。
3 NaOH 6mol/L4 总离子强度调节剂TISAB 溶液：于1000烧杯中，加入500mL 去离子水，随之量取60mL 冰醋酸倒入其中。
再将取的NaCl 58g ，及二水柠檬酸钠 12g 倒入后，搅拌至完全溶解。
实验6 氟离子选择电极测定水中的微量氟
实验6 氟离子选择电极测定水中的微量氟一、实验目的1、了解用F －离子选择电极测定水中微量氟的原理和方法。
2、了解总离子强度调节缓冲溶液的组成和作用。
3、掌握用标准曲线法测定水中微量F －的方法。
二、实验原理离子选择电极的分析方法较多，基本的方法是工作曲线法和标准加入法。
用氟电极测定F －浓度的方法与测pH 值的方法相似。
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，电池的电动势E 在一定条件下与F －离子的活度的对数值成直线关系： F FRT K E αlg 303.2-= 式中K 值为包括内外参比电极的电位，液接电位等的常数。
通过测量电池电动势可以测定F －离子的活度。
当溶液的总离子强度不变时，离子的活度系数为一定值，则F c F RT K E lg 303.2-'= E 与F －离子的浓度C F －的对数值成直线关系。
因此，为了测定F －离子的浓度，常在标准溶液与试样溶液中同时加入相等的足够量的惰性电解质作总离子强度调节缓冲溶液，使它们的总离子强度相同。
氟离子选择电极适用的范围很宽，当F －离子的浓度在1~10－6 mol/L 范围内时，氟电极电位与pF （F －离子浓度的负对数）成直线关系。
因此可用标准曲线法或标准加入法进行测定。
应该注意的是，因为直接电位法测得的是该体系平衡时的F －，因而氟电极只对游离F－离子有响应。
在酸性溶液中，H ＋离子与部分F －离子形成HF 或HF 2－，会降低F －离子的浓度。
在碱性溶液中LaF 3薄膜与OH －离子发生交换作用而使溶液中F －离子浓度增加。
因此溶液的酸度对测定有影响，氟电极适宜测定的pH 范围为5-7。
三、仪器与试剂仪器：酸度计；E-1型氟离子选择电极；232型甘汞电极；电磁搅拌器。
试剂：（1）100 μg/mL 氟标准溶液：准确称取在120℃干燥2小时并冷却的分析纯NaF 0.221 g ，溶于去离子水中，转入1000 mL 容量瓶中稀释至刻度，储于聚乙烯瓶中。
离子选择性电极法测定水中微量氟
离子选择性电极法测定自来水中氟的含量一、实验目的(1)掌握离子选择性电极法测定离子含量的原理和方法； (2)掌握标准曲线法和标准加入法的适用条件； (3)了解使用总离子强度调节缓冲溶液的意义和作用； (4)熟悉氟电极和饱和甘汞电极的结构和使用方法；二、实验原理饮用水中氟含量的高低对人体健康有一定影响，氟的含量太低易得龋齿，过高则会发生氟中毒现象，适宜含量为0.5mg ·L -1左右。
因此，监测饮用水中氟离子含量至关重要。
氟离子选择性电极法已被确定为测定饮用水中氟含量的标准方法。
离子选择性电极是一种电化学传感器，它可将溶液中特定离子的活度转换成相应的电位信号。
氟离子选择性电极的敏感膜为LaF 3单晶膜(掺有微量EuF 2，利于导电)，电极管内装有0.1mol ·L -1 NaCl-NaF 组成的内参比溶液，以Ag-AgCl 作内参比电极。
当氟离子选择电极(作指示电极)与饱和甘汞电极(参比电极)插入被测溶液中组成工作电池时，电池的电动势正在一定条件下与F -离子活度的对数值成线性关系：--=F S K E αlg式中，K 值在一定条件下为常数；S 为电极线性响应斜率(25℃时为0.059V)。
当溶液的总离子强度不变时，离子的活度系数为一定值，工作电池电动势与F -离子浓度的对数成线性关系：--=F c S K E lg '为了测定F -的浓度，常在标准溶液与试样溶液中同时加入相等的足够量的惰性电解质以固定各溶液的总离子强度。
试液的pH对氟电极的电位响应有影响。
在酸性溶液中H+离子与部分F-离子形成HF或HF2-等在氟电极上不响应的形式，从而降低了F-离子的浓度。
在碱性溶液中，OH-在氟电极上与F-产生竞争响应，此外OH-也能与CaF3晶体膜产生如下反应：CaF3+3OH-—→La(OH)3+3F-由此产生的干扰电位响应使测定结果偏高。
因此测定需要在pH=5~6的溶液中进行，常用缓冲溶液HOAc-NaOAc来调节。
用氟离子选择电极测定自来水中微量氟离子
教师评语：
加入TISAB有以下四个作用：
1．保持总离子强度，防止分析溶液由于离子活度之间的差异而引起误差；
2．掩蔽干扰离子,溶液中的柠檬钠盐，能与溶液中的铝和铁离子发生配合反应，使F-从铝，铁的氟配合物中释放出来；
3．保持溶液的pH在5~6的适宜范围；
4．加快平衡时间。
3溶液的酸度对测定的影响如何？
答:溶液酸度（pH 5-7）
刻度，摇匀，即配成pF=3.00溶液。
③然后用逐级稀释法配置成浓度为pF=4.00、pF=5.00的氟化钠系列标准溶液。逐级稀释时，只需加入9.00mLTISAB溶液。
2.配置水样溶液
用10mL的吸量管准确吸取水样（含F-）10.00mL于100mL容量瓶中，加入10.00mLTISAB，用水稀释至刻度，定容，摇匀，待测。
学院
化学化工与食品安全学院
专业
班级
姓名
学号
同组人
实验项目
用氟离子选择电极测定自来水中微量氟离子
组别
2
实验成绩
一、实验目的
1.配合仪器分析课程的教学，使学生加深理解电位分析的原理和有关概念。
2.了解酸度计和离子计的主要结构及其主要部件的特性，掌握其应用范围和主要分析对象。
3.掌握离子选择性电极、离子计的使用原理和基本操作方法。
4.掌握用离子选择性电极测定微量或痕量离子含量实验数据的处理和正确表达实
实验离子选择电极法测定水样中氟的含量
当内外参比电极电位及αF-（内）为常数时，上列电池电动势可简化为：
E
常数
2.303RT F
lg
F_
(外)
二、实验原理
由上式可知，被测溶液氟离子活度的对数值与电池电动势呈直线关系。 当溶液的离子强度不变时，则E与lgCF-呈线性关系。故为测定溶液中的 氟离子浓度，通常通过标准曲线测定未知的氟离子浓度。 另外，如果溶液中含有能与氟离子产生配位反应的阳离子如 Al 3+、Fe 3+ 等也会严重干扰测定，故需添加掩蔽剂来排除干扰。又如溶液的pH值过 高，则会增大前述的 OH- 离子的干扰；pH值过低又会由于HF和HF2-的形 成而降低氟离子的活度，适当的pH范围为5～6。 为满足上述要求，在制作标准曲线和测定未知试样时，溶液中都加入相 同量的总离子强度缓冲调节剂（TISAB），即由NaCl、HAc、NaAc、柠 檬酸钠组成的水溶液。这种处理方法可保证（1）使溶液的总离子强度几 乎不变，从而保持活度系数不变；（2）由于HAc-NaAc缓冲溶液能保持 合适的 pH 范围5～5.5，因此可避免 OH- 的干扰；（3）若试样中有干扰 离子Al 3+和Fe3+则柠檬酸根离子能与Al3+和Fe3+结合使氟游离成为离子形 态。
六、思考题
三、实验仪器与试剂
仪器
50mL烧杯，50mL容量瓶，5mL吸量管，10mL吸 量管，电磁搅拌器，氟离子选择电极，饱和甘汞电 极，酸度计
试剂
Creativity 分析纯NaF、NaCl、HAc、NaAc、柠檬酸钠
四、实验操作
3 2
1
•配制系列标准 氟溶液
氟离子选择电极测定饮用水中的氟
图5-1 氟离子电极示意图 1.0.1mol/LNaF,0.1mol/L,NaCl 内充液2.Ag-AgCl 内参比电极氟离子选择电极测定饮用水中的氟一、实验目的1、了解离子选择电极的主要特性，掌握离子选择电极法测定的原理、方法及实验操作。
2、了解总离子强度调节缓冲液的意义和作用。
3、掌握用标准曲线法、标准加入法和Gran 作图法测定未知物浓度。
二、方法原理氟离子选择电极（简称氟电极）是晶体膜电极，见示意图5-1。
它的敏感膜是由难溶盐LaF 3单晶（定向掺杂EuF 2）薄片制成，电极管内装有0.1mol •L -1NaF 和0.1mol.L -1NaCl 组成的内充液，浸入一根Ag-AgCl 内参比电极。
测定时，氟电极、饱和甘汞电极（外参比电极）和含氟试液组成下列电池：氟离子选择电极 | F －试液（c ＝x ）║饱和甘汞电极一般离子计上氟电极接（-），饱和甘汞电极（SCE ）接（+），测得电池的电位差为： j a AgCl Ag SCE E ϕϕϕϕϕ++--=-膜电池 （5.1）在一定的实验条件下（如溶液的离子强度，温度等），外参比电极电位ϕSCE 、活度系数γ、内参比电极电位ϕAg-AgCl 、氟电极的不对称电位ϕa 以及液接电位ϕj 等都可以作为常数处理。
而氟电极的膜电位ϕ膜与F －活度的关系符合Nernst 公式，因此上述电池的电位差E 电池与试液中氟离子浓度的对数呈线性关系，即 -+=F a FRT K E log 303.2电池 (5.2) 因此，可以用直接电位法测定F －的浓度。
式（2）中K 为常数，R 为摩尔气体常数8.314J ·mol -1·K －1，T 为热力学温度，F 为法拉第常数96485C ·mol －1。
当有共存离子时，可用电位选择性系数来表征共存离子对响应离子的干扰程度：)log(303.2/,m z j Pot j i i a K a zFRT k E ++=电池 （5.3） 本实验用标准工作曲线法、标准加入法测定水中氟离子的含量。
仪器分析实验-氟离子选择电极测定天然水中氟离子含量
仪器分析实验氟离子选择电极测定天然水中氟离子含量2017 年 5 月 12日氟离子选择电极测定天然水中氟离子含量许诗赫 PB14007321【实验目的】1、熟悉电位法的基本原理和一般分析方法；2、了解离子计的结构并掌握其基本操作技术；3、了解氟离子选择电极的基本功能，掌握离子计的使用方法。
【基本原理】0原理概述：氟离子选择电极对F－有选择性响应，并且在一定条件下，电池电势与试液中的氟离子浓度的对数呈线性关系。
通过氟离子选择电极可以定量测出自来水中的氟离子浓度。
0氟离子选择电极：电极底部敏感膜由LaF3单晶片制成，单晶中常加入少量的EuF2以增加其导电性，当电极插入含有F－的溶液时，F－在敏感膜与溶液界面扩散及在晶格的空穴中移动产生膜电位，电极电位的能斯特方程为：E F−= k −2.303RTF lg a F−=k−s lg a F−（k 为常数；s=2.303RTF为电极的斜率）实际测量时，F－选择电极与一支参比电极（如饱和甘汞电极）一同插入被测溶液中组成测量电池，电池的图解表示式为：氟离子选择电极︱试液（c=x）︱饱和甘汞电极（SCE）该电池的电池电势为：E = E SCE− E F−= E SCE− k s+lg a F−将E SCE和k合并，用E0表示有：E = E0+s lg a F−当溶液中加入较高浓度的TISAB溶液（总离子强度调节缓冲液）以维持恒定的离子强度时，可改写为：,E = E0+s lg c F−,25℃时，电池电势E为：E=E0+ 0.0592 lg c F−可见，在一定条件下，电池电势与试液中的氟离子浓度的对数呈线性关系。
0可以采用的实验方法：工作曲线法、标准加入法、仪器直读等其他方法。
0天然水中的氟离子：一般天然水中氟离子的含量很低。
在河流、湖泊等地表水中氟的含量通常为百分之几至十分之几毫克/升，而在地下水中氟含量则在1mg/L左右，在某些矿泉水中可能有更高的含量。
氟离子选择电极测定自来水中氟
氟离子选择电极测定自来水中氟氟离子选择电极测定自来水中氟指导老师：周群实验人：王壮同组实验：余晓波实验时间：2019.3.7一、目的要求1. 掌握用标准曲线法测定氟离子未知物质的浓度。
2. 学习使用离子计。
二、实验原理氟离子选择电极的电极膜由LaF 3单晶制成，结构如图所示。
根据能斯特方程，图1. 氟离子选择电极示意图电极电位ϕ=b -0.0592lg a F -测量电池为：氟离子选择电极|试液(c =x ) ||SCE测定时试液中应加入离子强度调节剂TISAB 。
标准曲线法：配制一系列标准溶液，以电位值ϕ对-lg c 作图，然后由测得的未知试液的电位值ϕ，在标准曲线上测得其浓度。
三．仪器和试剂仪器：离子计，电磁搅拌器，氟离子选择电极，饱和甘汞电极，100 mL 容量瓶 5 个，塑料烧杯1 个。
试剂：1.00⨯10-2mol /L (pF -=2.00) F -标准溶液，去离子水TISAB四．实验内容1. F -标准溶液（四份）的配制(pF =3.00, 4.00, 5.00, 6.00)第一份pF =3.00：准确移取10ml pF =2.00的F -标准溶液+10ml TISAB ，用去离子水定容至100ml 。
第二份pF =3.00：准确移取10ml 第一份溶液+9ml TISAB ，定容至100ml 。
第三份pF =4.00：准确移取10ml 第二份溶液+9ml TISAB ，定容至100ml 。
第四份pF =5.00：准确移取10ml 第三份溶液+9ml TISAB ，定容至100ml 。
2. 被测水样的配制准确移取50ml 自来水+10ml TISAB 溶液后定容至100ml 。
3. 测定步骤：（1）清洗电极洗至空白电位(320 mV左右) ；（2）测标准溶液电位，用被测液润洗烧杯和电极三次，测量时由低浓度向高浓度进行；（3）再次清洗电极洗至空白电位(320 mV左右) ；（4）用待测未知自来水样润洗烧杯和电极三次后测量待测自来水电位。
氟离子选择电极法测定自来水中氟
氟离子选择电极法测定自来水中氟氟离子选择电极法测定水中氟离子浓度一实验目的1. 掌握电位法测定水中氟离子浓度的原理及实验方法2. 掌握标准曲线法和标准加入法。
二基本原理氟电极以LaF3单晶膜为氟离子敏感膜电极。
以氟离子选择电极为指示电极，饱和甘汞电极（SCE ）为参比电极，一起插入试液中，组成原电池：（-）氟ISE ∣F-试液‖SCE （+）此电动势E 与溶液中的氟离子活度αF-呈Nernst 响应，即：-F lna nF RT+=K E25℃-F 059lga .0+=K E实际工作中，通常向标准溶液和待测溶液中加入总离子强度调节缓冲剂（TISAB ），使测定体系的离子强度相一致，达到离子的活度系数基本相同，此时，离子的活度可用浓度代替，即：-F 059lgc .0+'=K E电池电动势与离子浓度的对数成线性关系。
通过测定该电池的电动势可求出试液中的氟离子浓度CF 。
常用的定量方法有标准曲线法和标准加入法。
TISAB 是由NaCl 、HAc-NaAc 和柠檬酸钠组成，NaCl 的作用是调节溶液的离子强度，HAc-NaAc 是缓冲剂，控制溶液pH 为5.0~5.5，柠檬酸钠为掩蔽剂，用以消除Al 3+、Fe 3+、Th 4+等离子的干扰。
三仪器与试剂1. 仪器酸度计（或离子计），氟离子选择电极，饱和甘汞电极，电磁搅拌器和磁芯搅棒，50ml 小烧杯（塑料），1000ml 、50ml 容量瓶，1ml 、2ml 、5ml 、10m 吸量管，20ml 移液管2. 试剂1) 氟标准贮备液(1.0mg/ml):准确称取NaF(105~110℃烘2h)0.2210g 溶于去离子水中，定量转移至100ml 容量瓶，稀释至刻度，贮于聚乙烯瓶中。
2) 氟标准应用液(10.0μg/ml):将氟标准贮备液用去离子水稀释制得。
3) TISAB ：将58gNaCl 、57ml 冰乙酸、10g 柠檬酸三钠加入500ml 水中，搅拌溶解，慢慢加入5mol/LNaOH 溶液(约120ml)，用酸度计调节pH=5.2，然后转移至1000ml 容量瓶中，用去离子水定容，摇匀。
北京理工大学-氟离子选择电极法测定自来水中的氟
北京理工大学-氟离子选择电极法测定自来水中的氟氟离子选择电极测定自来水中的氟刘红阳 19121201 1120213063一、实验目的1、了解离子选择电极的主要特性，掌握离子选择电极法测定的原理、方法及实验操作；2、了解总离子强度调节缓冲液的意义和作用；掌握用校准曲线法测定自来水中的氟离子浓度的方法。
二、实验原理氟离子选择电极（简称氟电极）是晶体膜电极，它的敏感膜是由难溶盐LaF3（为增加导电性，定向掺杂EuF2）薄片制成，电极管内装有0.1mol・L-1NaF和0.1mol・L-1NaCl 组成的内充液，浸入一根Ag-AgCl内参比电极。
测定时，氟电极、饱和甘汞电极（外参比电极）和含氟试液组成下列电池：Ag|AgCl|NaF(0.1mol・L-1)，NaCl(0.1mol・L-1)|LaF3晶体|含氟试液(a(F-))||KCl(饱和)，Hg2Cl2|Hg。
一般离子计上氟电极接负极，饱和甘汞电极接正极，测得电池的电动势为E电池=φSCE－φ膜－φAg-AgCl+φa+φjSCE、在一定的实验条件下（如溶液的离子强度、温度等），外参比电极点位φ活度系数γ、内参比电极电位φAg-AgCl、氟电极不对称电位φa以及液接电位φj等都可以作为常数处理，而氟电极的膜电位φ膜与F-活度的关系符合能斯特方程，因此上述电池的电动势E电池与试液中氟离子浓度的对数呈线性关系，即?2.303RT2.303RTlgaFpF FFE电池=常数+=常数－式中，R为摩尔气体常数（8.314J・mol-1・K-1），T为热力学温度，F为法拉第常数（96485C・mol-1）。
在应用氟电极时需要考虑以下三个问题：⑴ 试液pH的影响：试液的pH对氟电极的电位响应有影响，pH5~6是氟电极使用的最佳pH范围。
在低pH的溶液中，由于形成HF、HF-2等在氟电极上不响应的型体，降低了aF-，pH高时，OH-浓度增大，OH-在氟电极上与F-产生竞争响应。
离子选择电极法测定水中的氟化物(精)
离子选择电极法测定水中氟化物一.实验目的和要求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.实验原理氟化镧单晶对氟离子有选择性,将氟化镧单晶封在塑料管的一端,管内装 0.1 moL.L-1NaF 和 0.1 moL.L-1NaCl溶液,以 Ag-AgCl 电极为参比电极,构成氟离子选择电极。
用氟离子电极测定水样时,以氟离子选择电极作指示电极,以饱和甘汞电极作参比电极,被电极膜分开的两种不同浓度氟溶液之间存在电位差,这种电位差通常称为膜电位。
膜电位的大小与氟溶液的离子活度有关。
氟电极与饱和甘汞电极组成一对原电池,如果忽略液接电位,电池的电动势为: E=b-0.0592logCF-, 氟离子选择电极一般在 1~10-6 moL.L -1范围内符合能斯特方程式。
利用电动势与离子活度负对数值的线性关系直接求出水样中氟离子浓度。
三.实验仪器1. 氟离子选择电极(使用前在去离子水中充分浸泡。
2. 饱和甘汞电极。
3. 精密 pH 计或离子活度计、晶体管毫伏计,精确到 0.1mV 。
4. 磁力搅拌器和塑料包裹的搅拌子。
5.100mL 、 50mL 容量瓶。
6.10.00mL 、 5.00mL 移液管或吸液管。
7.100mL 聚乙烯烧杯。
四 . 实验试剂所用水为去离子水或无氟蒸馏水。
1. 氟化物标准贮备液:溶液每毫升含氟离子 1.00mg 。
氟化物标准使用液:将上述标准贮备液稀释 100倍,得到浓度为 10.0 mg/L的氟标准溶液。
2. 总离子强度调节缓冲液(TISAB五 . 测定步骤1. 氟离子选择性电极的准备:连接好仪器和电极, 打开电源开关, 按下“mv” 键,预热 15min 。
将两电极插入蒸馏水中,开动搅拌器,使电位基本稳定(一般在 300 mV 左右为止。
若读数大于 300mV ,则更换蒸馏水,如此反复几次即可将电极清洗至空白电位。
2. 标准曲线绘制:用移液管移取 10.0 mg/L的氟标准溶液 0.50、 1.50、3.00、5.00、10.00mL 分别置于 5只 25mL 容量瓶中,加入 5mL 总离子强度调节缓冲液,用水稀释至标线, 摇匀。
4.氟离子选择性电极法测定自来水中的氟含量
4.氟离子选择性电极法测定自来水中的氟含量氟离子选择性电极法是一种常用的测定水中氟含量的方法。
本文将介绍如何使用氟离子选择性电极法对自来水中的氟含量进行测定。
1. 原理氟离子选择性电极是一种利用氟离子与氟配体在电极表面反应产生电势变化的电化学传感器。
当被测溶液中含有氟离子时，其会与电极表面的氟配体发生配位作用，导致电子转移，进而产生电势变化。
通过测量这种电势变化可反映出氟离子的浓度。
2. 实验操作2.1 仪器与试剂氟离子选择性电极、pH计、标准氟离子溶液、自来水样品、醋酸钠/乙酸混合缓冲溶液。
2.2 样品处理将自来水按照标准操作接入到样品入口，开启水龙头使水自由流动2-3分钟，将不洁的水流出再进行采集。
然后将自来水样品取出10-50mL，加入等量的醋酸钠/乙酸混合缓冲溶液调节pH至5.0，使其适合于氟离子选择性电极的使用。
将标准氟离子溶液按照不同的浓度进行稀释，制成不同的标准溶液。
将调节好pH的自来水样品加入到装有氟离子选择性电极的测定池中，插入pH计进行测定。
首先，对电极进行空白测定，即在无氟离子溶液中进行测定并记录下电位值。
然后将标准氟离子溶液加入测定池中，分别进行测定并记录下电位值，制成电位-浓度曲线。
最后将自来水样品加入测定池中，用上述标准曲线推出其氟离子浓度。
3. 结果计算根据所制电位-浓度曲线，推算出自来水样品中氟离子的浓度。
如果测定结果超过国家标准规定的氟离子浓度限值，则需要进行进一步处理，以保证自来水的安全性。
4. 注意事项在实验过程中，应当注意以下几点：① 氟离子选择性电极易受到污染，因此应该定期清洗和校准电极，以确保其准确性。
② 测定自来水中的氟含量时，应当使用去除氯化物和碳酸盐等物质的、具有稳定性的缓冲液对样品进行调节pH。
③ 在测定过程中，应当注意防止氟离子选择性电极受到光照、温度变化等因素的影响。
④ 实验结束后，应当进行电极的清洗和保养工作，以延长其使用寿命。
综上所述，氟离子选择性电极法是一种快速、准确的测定自来水中氟含量的方法。
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实验六 氟离子选择电极测定自来水中的氟含量
一、实验目的
1.了解氟离子选择性电极的基本性能及其使用方法。
2.掌握用氟离子选择性电极测定氟离子浓度的方法。
3.学会使用离子选择性电极的测量方法和数据处理方法。
二、基本原理
饮用水中氟含量的高低，对人的健康有一定的影响。
氟含量太低，易得牙龋病，过高则会发生氟中毒，适宜含量为0.5~1.0 mg/L 。
目前测定氟的方法有比色法和直接电位法。
比色法测量范围较宽，但干扰因素多，并且要对样品进行预处理；直接电位法，用离子选择性电极进行测量，其测量范围虽不及前者宽，但已能满足环境监测的要求，而且操作简便，干扰因素少，一般不必对样品进行预处理。
因此，电位法逐渐取代比色法成为测量氟离子含量的常规方法。
氟离子选择性电极 (简称氟电极) 以LaF 3单晶片为敏感膜，对溶液中的氟离子具有良好的选择性。
氟电极、饱和甘汞电极 (SCE) 和待测试液组成的原电池可表示为：
Ag│AgCl ，NaCl ，NaF│LaF 3膜│试液‖KCl (饱和)，Hg 2Cl 2│Hg
一般pH/mV 计上氟电极接 (－) ，饱和甘汞电极接 (＋)，测得原电池的电动势为：
-
-=F SCE E ϕϕ SCE ϕ和-F ϕ分别为饱和甘汞电极和氟电极的电位。
当其他条件一定时
-
-=F K E αlg 059.0 (25℃) (1) 其中，K 为常数，0.059为25℃时电极的理论响应斜率；-F α为待测试液中-
F 活度。
用离子选择性电极测量的是离子活度，而通常定量分析需要的是离子浓度。
若加入适量惰性电解质作为总离子强度调节缓冲剂 (TISAB)，使离子强度保持不变，则(1)可表示为： pF K c K c K E F F
⨯+=⨯+=⨯-=--059.0)lg -(059.0lg 059.0
-F c 为待测试液中-F 浓度，-
-=F c pF lg 。
E 与p
F 呈线性关系，因此只要作出E
pF 的标准曲线，并测定水样的x E 值，由标准
曲线上即可求得水中氟的含量。
用氟电极测量-F 时，最适宜pH 范围为5.0~5.5。
pH 值过低，易形成HF 、-
2HF 等，降低了-F α；pH 值过高，-OH 浓度增大，-OH 在氟电极上与-F 产生竞争响应。
也由于-OH 能
与单晶膜中LaF 3产生如下反应： --+→+F OH La OH LaF 3)(333
-F 为电极本身响应而造成干扰。
故通常用柠檬酸盐缓冲溶液来控制溶液的pH 值。
氟电极只对游离氟离子有响应，而-F 非常容易与+3Al 、+3Fe 等离子配位。
因此，在测定时必须加入配合能力较强的配位体，如柠檬酸盐是较强的配位剂，还可消除+3Al 、+3Fe 等离子的干扰，才能测得可靠准确的结果。
三、仪器及试剂
1. pH/mV 计，电磁搅拌器，氟离子选择性电极，饱和甘汞电极；
2. NaF 标准储备液（1mg/mL ）：将分析纯NaF 在120℃烘干，准确称取2.2105g 溶于二次蒸馏水中，移入1L 容量瓶中，稀释至刻度，即得到1mg/mL 的氟离子标准溶液，然后储存在聚乙烯瓶中备用；
3. NaF 标准稀释液（0.01mg/mL ）：吸取1.0mL 的1mg/mL NaF 标准储备液，置于100mL 容量瓶中，用缓冲溶液（TISAB ）稀释至刻度；
4. 缓冲溶液（TISAB ）（即总离子强度缓冲溶液）：称取58g NaCl 及0.357g 柠檬酸钠溶于二次蒸馏水中，加冰醋酸60mL ，用50%氢氧化钠调节pH 值为
5.0~5.5，冷却至室温，转入1L 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，转入洗净、干燥的试剂瓶中。
5. 50mL 、100mL 容量瓶、50mL 烧杯各若干。
四、操作步骤
1. 将氟电极和甘汞电极分别与pH/mV 计上的接口正确相接（氟电极接“-”，饱和甘汞电极接“+”，用mV 档测量），开启仪器开关，预热仪器。
2. 清洗电极
于50 mL 的烧杯中，加入30~40 mL 的蒸馏水，放入搅拌磁子，插入氟电极和饱和甘汞电极至合适位置，开启搅拌器，调节搅拌速度适中，使之保持较慢而稳定的转速（注意在整个实验过程中保持该转速不变，切记），清洗电极。
若mV计读数小于350mV，更换蒸馏水，继续清洗，直至读数大于350mV。
3. 标准曲线法（校正曲线法）
（1）标准曲线的制作分别取0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、3.00mL的氟标准稀释溶液置于50mL溶液瓶中，加缓冲溶液10.00mL，用水稀释至刻度，摇匀。
将部分溶液倒入烧杯中，放入搅拌磁子，插入前面清洗好的两电极，开启搅拌器，待读数稳定后，读取点位值。
按浓度从低至高依次测量。
测量结果列表记录在表1中。
（2）水样测定取水样25.00mL，置50mL容量瓶中，加10.00mL缓冲溶液，用水稀释至刻度并摇匀，将部分溶液倒入烧杯中，放入搅拌磁子，插入前面清洗好的两电极，同上操作，读取稳定的测量电位值。
记录在表1中
五、实验数据及其处理
1. 数据记录及工作曲线的绘制：
表1
根据配制的系列标准浓度所测定的数据，在坐标纸上绘制E pF曲线（也可以利用电脑绘制标准曲线），得到标准曲线（校正曲线）。
回归计算得出标准曲线方程：
相关稀释：r2 =
F的实际含量的计算：
2. 水样中-
E，在标准曲线上查到其对应的pF（或由标准曲线方程得到），根据水样测得的电位值
x
然后在计算出稀释后水样中氟离子的浓度x c ，最后计算出水样中氟离子的含量。
水样中氟离子的含量 = 2×x c
六、注意事项
1. 氟电极浸入待测液中，应使单晶膜外不要附着水泡，以免干扰读数。
2. 测定时搅拌速度应缓慢而稳定。
3. 实验过程中，必须确保标准溶液测定顺序由低到高依次进行，若测定未知浓度样品时，需要用蒸馏水清洗氟电极后再测定，避免产生较大误差。
同时，应该注意用蒸馏水冲洗过后，需要用滤纸吸去单晶膜上的水珠，而不能直接用手接触膜片。
因为本次实验用的单晶膜比较敏感，用手擦可能损害膜片。
七、思考题
1. 为什么要加入总离子强度调节缓冲剂？（或柠檬酸盐在测量溶液中能起到那些作用？）
答：①. 柠檬酸盐缓冲溶液可以控制溶液的pH 值；
②. 通过与+3Al 、+3Fe 形成比+36
AlF 、+33FeF 稳定的络合物，消除+3Al 、+
3Fe 等离子的干扰；
③. 调节离子强度。
2. 氟电极在使用时应注意哪些问题。
答：在使用时，一定要注意把溶液的pH 值控制在5.0~5.5之间。
因为氟离子选择性电极有较好的选择性，主要干扰离子是-OH 。
在碱性溶液中，电极表面会发生方应：--+→+F OH La OH LaF 3)(333，在较高的酸度下，由于HF 、-2HF 的生成，会使-F α降低。
3. 为什么要清洗氟电极，使其响应电位值大于350mV ？
答：清洗氟电极是为了排除实验留在氟电极感应膜上的干扰离子，以消除其对实验的影响，使其相应电位值大于350mV 是为了证明氟离子电极的点位已经平衡好了。