电极法测定水中氟化物的注意事项

电极法测定水中氟化物的注意事项

摘要:为提高离子选择电极法测定水环境中氟化物的准确度,结合工作实践针对分析仪器、电极性能、测定状态、环境影响等方面,一切从实用性出发进行讨论,提供有效地准确的测定方法。

关键词:离子选择性电极氟化物注意事项

氟化物是人体必需的微量元素之一,广泛地存在自然水体中,与人们的生活息息相关。饮用水中含氟的适宜浓度为0.5～1.0mg/L,缺氟易产生龋齿,但是摄入量长期超过正常需要,将导致氟中毒。长期饮用含氟量高于1～1.5mg/L,易患斑齿病。若水中含氟量高于4mg/L时,则可导致氟骨病。在环境监测中,地表水和地下水中的氟化物是必测项目。测定氟化物的方法很多,主要有:离子选择性电极法、氟试剂分光光度法、离子色谱法等,其中离子选择性电极法具有选择性好、范围广、色度浊度不干扰等特点,应用较为广泛。作者结合多年氟化物监测分析实践,围绕提高测定的准确度,就几个方面的影响因素提出相应的注意事项进行探讨。

1 测定仪器的精密度

根据《水质氟化物的测定离子选择性电极法》(GB7487-1987)阐述的原理:氟离子选择性电极与参比电极组成的电池电动势E与待测试液中氟离子浓度的对数成直线关系。因此,当电位计的测量误差为±1mv时,浓度的百分误差为3.9%;要在分析测定中获得0.4%准确度,

电位计的精度应达到±0.1mv;获得2.0%准确度,精度应达到±0.5mv。因此,要获得一定准确性的数据,首要条件是控制仪器的精密度。

2 电极性能

电极性能直接影响工作曲线、样品测定的响应时间、测定结果的稳定性和重现性等,是氟化物测定中最主要的因素。作者现今使用的电极是赛默菲世尔公司出品的CHN090型复合电极。因此,将主要围绕该电极进行阐述。

2.1 电极常规保养

(1)浸没液浓度选择。

根据电极说明书的要求要浸没在100mg/L或10mg/L氟化物溶液中,经过尝试将电极浸没在10mg/L中更能延长寿命,同时,由于做标曲氟化物的标准使用液浓度为10mg/L因此更为简便。

(2)空白浓度测定。

该电极不能长时间在去离子水中浸没,因此,在调节电极初点位时,建议将浓度清洗到0.05mg/L以下即可,同时在测定空白值时,应加入0.5mL,10mg/Lf氟化物标准使用液,进行加标测定,结果去掉0.1mg/L 即可。

(3)高浓度样品测定。

对于经常接触高浓度样品和使用仪器较为频繁的单位,建议一个月左右更换填充液,同时用填充液清洗电极2～3次。

(4)长期保存。

建议在无样品测定情况大于7天,应将电极中的填充液弃去,同时用去离子水清洗电极内外数次,用吸水纸尽量吸干水分,盖上电极帽,干燥避光放置。

3 测定样品状态

3.1 实验中所有试剂

对于国标(GB7487-1987)中TISAB中的选择,建议使用TISABⅡ,它较于TISABⅠ保存时间长不易变质,掩蔽能力强,对电极有很好的保护作用。

在配制过程中使用的酸碱,建议使用优级纯以上,利于控制试剂的pH,减小误差。

3.2 标准曲线校准

标准曲线校准的准确与否直接关系到样品测定的准确性。

现在仪器更新较快,作者目前使用的是赛默菲世尔公司早期出品的奥利龙868型仪器,它是采用2点(低浓度点和高浓度点)校准法测定,高浓度与低浓度是10倍关系。对于水样,一般采用低浓度0.2mg/L、高浓度2.0mg/L进行校准。由于电极对低浓度响应超差,因此对低浓度点校准时间延长。若所用试剂均提前1天放置在与测定条件相同的情况下,低浓度点测定时间控制在1小时左右即可,若没有提前放置,低浓度点测定时间控制在3h～4h。

3.3 搅拌影响

搅拌的目的是使电极膜表面接触的成分与试液主体成分达到一致。同时加速离子的扩散,促使电极与溶液界面易于达到平衡。搅拌状态对电极电位、电极的实际响应时间等均有影响。因此,在测定时溶液搅拌速度要适中、稳定。搅拌速度太快会是响应值往高浓度方位漂移,难于稳定;搅拌速度太小会使响应时间拖长。以不使测液起涡旋和气泡、呈缓和均匀状态为最佳速度。测定标准曲线时的转速与测定样品的转速应一致。

3.4 温度控制

众说周知,温度是影响氟化物测定的重要因素之一,

电极的斜率随温度变化而变化,样品的离解也受温度变化的影响,从而影响到电极电位。因此,要确保样品和标准曲线在相同温度(温度差不高于±1℃)条件下测定。

实验时的室温应尽量控制在20℃～25℃,对于夏天和冬天,应长时间开空调保证室内温度的稳定,同时保证电极液不会迅速恢复和凝固。

3.5 清除记忆效应

电极在测完高浓度溶液后,用于低浓度溶液测定时,由于电极功能不能马上恢复(所谓记忆效应),经常显示较高浓度的电位,从而影响测定的准确度。因此测定时,应尽量遵循由低浓度向高浓度逐一测定。如在测定过程中无法遵循或突然测定到较高浓度,应用去离子水清洗电极至浓度小于0.05mg/L。

4 综述

在实验过程中,影响氟化物测定的因素较多,但只要把握住基本原理和考虑到相关因素,离子选择电极法确实较为便捷,准确性、再现性、精确性较好。

参考文献

[1] GB7487-1987,水质氟化物的测定离子选择性电极法[S].

[2] 魏复盛.水和废水监测分析方法(第4版)[M].北京:中国环境科学出版社,2002.

[3] 高玲莉.电极法测定氟化物的影响因素与技巧[J].淮南职业

技术学院学报,2006(3):54～55.