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-
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。
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水中微量氟实验目的：了解电化学在分析中的应用；了解氟电极测定氟离子的原理和方法；学会离子计的使用；掌握标准曲线法和标准加入法。
实验结果：根据标准曲线法做出E-lgC 线性曲线，得到C 水样=2.764mg ·ml -1。
根据标准加入法C 水样=0.255mg ·ml -1。
背景介绍：无机氟化物的水溶液含有F −和氟化氢根离子HF 2−。
氟化物矿物比较重要的是萤石和氟磷灰石。
在天然饮用水和食物中都有低浓度的氟化物存在，而地下水中的氟含量则要高一些。
氟化物的毒性与其反应活性和结构有关，对盐而言，则是离解出氟离子的能力。
虽然聚四氟乙烯是化学惰性且无毒的，但在炊具温度超过260 °C 后就会变性，并且在350 °C 以上分解。
氟化物主要用于有机合成、无机材料、玻璃刻蚀、口腔病防治等。
氟是牙齿及骨骼不可缺少的成分，少量氟可以促进牙齿珐琅质对细菌酸性腐蚀的抵抗力。
但氟含量过高则会发生氟中毒：主要表现为氟骨症和氟斑牙。
人体每日摄入量4mg 以上会造成中毒，损害健康。
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。
实验原理：离子选择性电极是一种电化学传感器，将离子的活度转换成相应的电位。
氟电极和甘汞电极、待测溶液组成一个电池，通过测量其电位来指示氟离子的活度。
电池组成：Hg|Hg 2Cl 2,KCl(饱和)||试液|LaF 3|NaF,NaCl,AgCl|Ag 其电动势和氟离子活度的关系式为：--=F a FRT K E lg 303.2'，在固定条件下，K 为常数，在加入适量惰性电解质（TISAB ），保证离子强度不变，近似把浓度当做活度，代入得：---=-=F F c K c FRT K E lg 0591.0lg 303.2'。
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。
仪器分析实验 离子选择性电极测定天然水中F-
实验四 离子选择性电极测定天然水中F -一、实验目的1、掌握用氟离子选择性电极测定水中氟含量的原理和方法；2、掌握氟离子选择性电极的结构和使用条件；3、学会精密酸度计的使用方法。
二、实验原理饮用水中的氟含量的高低对人体的健康有一定的影响，氟的含量过低易得龋齿，过高则会发生氟中毒现象，适宜的含量为0.5毫克/升左右。
目前测定氟的方法有比色法和电位法。
前者的测量范围较宽，但干扰因素多，往往要对试样进行预处理，后者的测量范围虽然范围不如前者宽，但一般能满足大多数水质分析的要求，而且操作简便，干扰少，样品一般不必进行预处理。
因此，现在电位法测定氟离子以成为常规的分析方法。
本实验中应用氟离子选择性电极、饱和甘汞电极（SCE ）和待测试液组成原电池。
测量的电池电动势E 与氟离子活度符合能斯特方程：--=F C S K E lg （1）式中，S 为电极响应斜率。
25℃时上式可写作：--=F C K E lg 0592.0 （2）由于水样中常含有干扰物质氢氧根离子，可发生以下反应：LaF 3+3OH - =La(OH)3+3F -对测定产生正干扰，在较高酸度时形成HF 2-而降低F -离子活度，故需用乙酸缓冲溶液控制溶液的pH ；常见阳离子如Fe 3+,Al 3+,Sn(Ⅳ)可与F -形成配合物而产生干扰，故采用柠檬酸钠进行掩蔽；在测量水样中的氟离子活度时必须加入大量电解质控制试液的离子强度；在本实验中使用总离子强度调节缓冲液除去干扰因素。
为排除基体成分干扰，可使用单次标准加入法：设试液中F -浓度为C x ，体积为V x ，测试电位为E x 。
F -加入浓度为C x ，体积为Vs 的F -标准溶液后，测试电位为E x+s 。
则：X X C S K E lg -= （3）S X S X C S K E ++-=lg （4）所以，1212lg lg E E C C S --= （5） S X S S S X C C S E E E ++=-=∆lg（6） 式（5）中，C 1、C 2为标准溶液中F -浓度，E 1、E 2相应电位。
离子选择电极法测定水样中微量氟-标准曲线法(讲义)(1)
离子选择电极法测定水中微量氟-标准曲线法实验目的：1.掌握氟离子选择性电极的作用原理；2.掌握氟离子选择性电极和甘汞电极的正确使用方法；3.掌握氟离子选择性电极测定微量F —离子的原理；4.掌握标准曲线法测量氟离子的方法。
实验原理：氟离子选择电极是一种化学传感器，能将试液中特定离子（游离态的氟离子）活度转换为相应的电位，简称氟电极。
氟电极由敏感薄膜LaF 3单晶膜（掺有微量EuF 2利于导电）、内参比溶液和内参比电极Ag-AgCl 电极等组成。
当将氟电极浸入含F —离子溶液中时，氟电极敏感膜对氟离子产生响应，F -在电极表面进行交换，在其敏感膜内外两侧（膜和溶液间产生一定的膜电位，膜电位与溶液中F -活度的关系，遵循能斯特方程，在25℃时：0.059lg F E K a -=-膜。
测量时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：电池电动势：试pF K a K E F 059.0lg 059.0-'=+'=-实际测定中加入总离子强度调节缓冲溶液（TISAB ）或离子强度调节液（ISA ）。
本实验中加入的TISAB 组成：HAc,NaAc ，柠檬酸钠和大量NaCl ，可以在测量过程中维持离子强度恒定，因此工作电池电动势与F -离子浓度的对数成线性关系：--+=-=F F pc K c K E 059.0lg 059.0本实验采用标准曲线法测定水样中F -离子浓度，即配制成不同浓度的F -离子标准溶液，测定工作电池的电动势，并在同样条件下测得试液的E x ，绘制-F c E lg ~曲线查得未知试液中的F -离子浓度。
氟电极的适用酸度范围为pH=5-7，测定浓度在1-10-6mol.L -1范围内，-F c E lg ~呈线性响应，即其线性范围为1-10-6mol.L -1，电极的检测下限在10-7mol.L -1左右。
本方法不仅可以测定水样中微量氟，也可以用于人指甲、雪和雨水、磷肥厂的废渣、尿液、食品（如大米、小麦、玉米等）等样品中F -离子的测定。
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水中氟离子实验报告
用氟离子选择电极测定水中氟离子实验报告
实验目的：
通过用氟离子选择电极测定水中氟离子的浓度，掌握氟离子选择电极的使用方法，了解氟离子在水中的含量。
实验原理：
氟离子选择电极是一种特殊的离子选择电极，它是以氟离子为选择离子的电极。
当氟离子选择电极浸入含氟离子的溶液中时，电极表面的氟离子与溶液中的氟离子发生反应，形成电势差。
根据电势差的大小，可以计算出溶液中氟离子的浓度。
实验步骤：
1.将氟离子选择电极插入标准氟离子溶液中，调节电位计至零点。
2.将氟离子选择电极插入待测水样中，记录电位计示数。
3.根据标准曲线计算出水样中氟离子的浓度。
实验结果：
经过多次实验，得出水样中氟离子的浓度为0.5mg/L。
实验结论：
通过氟离子选择电极测定水中氟离子的浓度，可以得出水样中氟离子的含量。
在实际应用中，可以用此方法检测水中氟离子的含量，以保证水质安全。
离子选择电极法测定水中的微量氟离子
离子选择电极法测定水中的微量氟离子
离子选择电极法测定水中的微量氟离子，是一种快速、准确、非
破坏性的分析方法。
该方法的原理是利用选择性电极，仅对氟离子产
生电势响应，从而测定水中微量氟离子的浓度。
首先，制备氟离子选择性电极。
通常使用甲基丙烯酸甲酯缩水甘
油酯共聚物为基材，加入三丙酮基叔丁基酰胺、氢氧化铯和氟络合剂，制成离子选择性膜。
将该膜涂在银-银氯化银电极上即可得到氟离子选
择性电极。
接着，进行样品的预处理。
将水样过滤、蒸干后加入少量无水乙
醇和三乙胺，使pH值保持在8-9之间。
待反应平衡后，将氟离子选择
性电极插入样品中，记录电极电位变化。
根据标准曲线，计算出样品
中氟离子的浓度。
该方法具有快速、选择性高、灵敏度高等优点。
但在实验中需注
意氟离子选择性电极的使用条件，避免电极受污染、受干扰等影响。
此外，水样的预处理和分析条件的控制也会影响分析结果。
因此，在进行氟离子选择电极法测定时，需认真准备实验，标准
化操作，并参照相关的规范进行分析。
这样才能保证测量结果的准确
性和可靠性，为水质分析和环境监测提供有力的技术支持。
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
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。
用氟离子选择性电极测量水中微量氟
用氟离子选择性电极测量水中微量氟一、原始实验数据二、数据处理1φ ~ lg C F − 图的绘制f /(m V )logC/(mol/L)Figure 1φ ~ lgC 曲线图由于所测牙膏中电势值为241，介于氟离子浓度为 10−5 和 10−4 之间，故拟合直线时去掉线性不好的、在所测浓度之外的点（-6，306），只在其线性范围（F −浓度为10−5~10−2）内拟合,拟合结果为：Φ = -56.7lg C F −-8.2 （1）2牙膏中氟离子的计算将φ=241代入（1）式计算得：lg C F − ≈ -4所以,所测牙膏中氟离子浓度为： C F − = 10−4mol ·L −1样品牙膏中氟的质量为：m ′ = nM = CVM =10−4*0.1*19= 1.9*10−4g 样品牙膏中氟的含量为：w = m ′m *100% =1.9∗10−41.0606*100% =0.018%三、思考题1、写出离子选择性电极的电极电位完整的表达式。
E F− = K- 2.303RTlg a F−F2、为什么要加入离子强度调节剂？答：离子强度调节剂TISAB主要包含乙酸、NaCl、柠檬酸钠等。
乙酸缓冲溶液调节溶液的PH，加入NaCl是为了增强溶液离子强度，从而使离子活度系数恒定。
加入柠檬酸进行掩蔽干扰离子：阴离子，OH-，阳离子，Fe3+ Al3+ 、Sn。
四、做好本实验的几点建议1、各浓度标准液的配制每份溶液在保证浓度准确的情况下，所加入离子强度调节剂的量也得一致！如果从所配高浓度溶液（如10−2）依次提取配制次高浓度（10−3）的溶液，则每次配制时均需补加离子强度调节剂。
2、每次测量时保证测量环境和处理方式一致每次测量时均不变的条件包括：搅拌子转速、所测标准液的体积、电极在标准液中的高度、每次测完后冲洗氟电极的水量等。
3、实验开始前将氟电极用10−4mol·L−1标准液浸泡30分钟，实验全部结束后用蒸馏水清洗氟电极10min，期间换水三次。
氟离子选择电极测定水中微量氟
氟离子选择电极测定水中微量氟一、实验目的1．掌握直接电位分析的原理及实验方法；2．了解离子选择性电极的类型及其应用，学习离子计的使用。
二、实验原理氟离子复合选择性电极[氟离子选择性电极+甘汞电极]与待测定溶液组成原电池。
甘汞电极待测溶液氟离子选择性电极电动势E与氟离子活度的关系式为（25℃）：E＝k－0.0592logαF－0.0592…响应斜率，因制造工艺原因，一般达不到。
在TISAB存在下，活度系数为一常数，离子活度可由浓度代替。
则上式改写为：E＝k－k′ logc F-E与logc F-成线形关系。
绘制E与logc F-标准曲线，根据样品的E求得氟离子浓度。
三、仪器与试剂1．仪器1）PH510型离子计、2）氟离子复合电极、3）磁力搅拌器、4）移液管、烧杯2．试剂1）氟标准溶液（0.1mol/L）将A·R NaF固体于120℃干燥2h，冷却后称取4.199g，用蒸馏水溶解并定容至1L，摇匀，储于聚乙烯瓶中，备用。
2）浸泡液：（10-3mol/L）将A·R NaF固体于120℃干燥2h，冷却后称取0.4199g，用蒸馏水溶解并定容至1L，摇匀，储于聚乙烯瓶中，备用（可反复使用）3）离子强度调节剂（TISAB）：147g C6H8O5Na3·H2O与101g KNO3加800ml水配溶液，用HCl调至pH=5.0～6.0。
定容至1L。
四、实验步骤1．电极准备：将F电极保护套取下，将电极在1.00×10－3mol∕L的F－溶液中浸泡30-50min，使其活化。
然后用蒸馏水清洗至电位值恒定备用。
2．标准曲线绘制：准确移取5ml0.1mol/L的氟标液加入容量瓶，稀释至50ml，浓度为10-2M；取该液5ml，稀释至50ml，浓度为10-3M；逐级稀释，配制浓度为10-4，10-5，10-6M氟标准液。
在上述5个容量瓶（体积为45ml）中分别加入5ml TISAB，摇匀将上述5个溶液以分别倒入洗净并干燥的小塑料烧杯中，放入搅拌磁子。
氟离子选择性电极测定水中微量F(2012-1-03)
氟离子选择性电极测定水中微量F—一、仪器和试剂（1）仪器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（2）试剂1）0.100mol/L：准确称取120干燥2h并经冷却的优级纯NaF 4.20g 于小烧杯中，用水溶解后，转移至1L容量瓶中配成水溶液，然后转入洗净、干燥的塑料瓶中。
2）总离子强度调节缓冲液（TISAB）：于1L烧杯中加入500ml水和57ml冰乙酸，58gNaCl,12g柠檬酸钠（Na3C6H5O7·2H2O），搅拌至溶解。
将烧杯置于冷水中，在pH计的监视下，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。
3）离子试液，浓度约为10-1-10-2mol/L。
二、实验步骤（1）标准溶液配置准确吸取0.100mol/L离子标准溶液5.00ml,置于50ml容量瓶中，加入TISAB 5.0ml，用水稀释至刻度，摇匀，得pF=2.00溶液；吸取pF=2.00溶液5.0ml,置于50ml容量瓶中，加入TISAB 4.50ml，用水稀释至刻度，摇匀，得pF=3.00溶液，仿照上述步骤，配制pF=4.00，pF=5.00，pF=6.00溶液。
（2）实际样品溶液配置吸取自来水25.00ml，置于50ml容量瓶中，加入5.00ml TISAB，用水稀释至刻度，摇匀。
（3）毫伏值测定将配制的标准溶液系列由低浓度到高浓度转入塑料小烧杯中，并放入氟电极和饱和甘汞电极及搅拌子，开动搅拌器，调节至适当的搅拌速度，搅拌3min，至指针无明显移动时，读取各溶液的-mV值。
读取时注意使眼睛、指针和镜中的影像三者在一直线上。
如分档开关指向2，负刻度读数为0.25，则溶液的-mV值为（2+0.25）*100=225。
实际样品溶液测定。
（4）标准加入法测定完成实际样品测定，在搅拌情况下，加入0.5 ml 浓度pF=3 的溶液，稳定后读取毫伏值，再连续3次加入相同相同体积、相同浓度的标准溶液，读取毫伏值。
离子选择性电极法测定水中氟离子
离子选择性电极法测定溶液中氟离子一、实验目的1、了解电位分析法的基本原理。
2、掌握电位分析法的操作过程。
3、掌握用标准曲线法测定水中微量氟离子的方法。
4、了解总离子强度调节液的意义和作用。
二、实验原理一般氟测定最方便、灵敏的方法是氟离子选择电极。
氟离子选择电极的敏感膜由LaF 3单晶片制成，为改善导电性能，晶体中还掺杂了少量0．1％～0．5％的EuF 2和1％～5％的CaF 2。
膜导电由离子半径较小、带电荷较少的晶体离子氟离子来担任。
Eu 2+、Ca 2+代替了晶格点阵中的La 3+，形成了较多空的氟离子点阵，降低了晶体膜的电阻。
将氟离子选择电极插入待测溶液中，待测离子可以吸附在膜表面，它与膜上相同离子交换，并通过扩散进入膜相。
膜相中存在的晶体缺陷，产生的离子也可以扩散进入溶液相，这样在晶体膜与溶液界面上建立了双电层结构，产生相界电位，氟离子活度的变化符合能斯特方程：--=F a FRT K E lg 303.2 氟离子选择电极对氟离子有良好的选择性，一般阴离子，除OH -外，均不干扰电极对氟离子的响应。
氟离子选择电极的适宜pH 范围为5-7。
一般氟离子电极的测定范围为10-6~10-1mol ／L 。
水中氟离子浓度一般为10-5mol ／L 。
在测定中为了将活度和浓度联系起来，必须控制离子强度，为此，应该加入惰性电解质(如KNO 3)。
一般将含有惰性电解质的溶液称为总离子强度调节液(total Ionic strength adjustment buffer ，TISAB)。
对氟离子选择电极来说，它由KNO 3、柠檬酸三钠溶液组成。
用离子选择电极测定离子浓度有两种基本方法。
方法一：标准曲线法。
先测定已知离子浓度的标准溶液的电位E ，以电位E 对lgc 作一工作曲线，由测得的未知样品的电位值，在E-lgc 曲线上求出分析物的浓度。
方法二：标准加人法。
首先测定待分析物的电位E1，然后加人已知浓度的分析物，记录电位E2，通过能斯特方程，由电位E1和E2可以求出待分析物的浓度。
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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。
因此溶液的酸度对测定有影响。
氟电极的适用酸度范围为pH=5～6，测定浓度在100～10-6 mol/L范围内，△φM与lgC F-呈线性响应，电极的检测下限在10-7 mol/L左右。
氟电极最大优点是选择性好。
除能与F-离子生成稳定络合物或难溶沉淀的元素（如Al、Fe、Zn、Ca、Mg 及稀土元素等）会干扰测定（通常可用柠檬酸、DCTA、EDTA、磺基水杨酸及磷酸盐掩蔽）外，103倍以上的Cl-、Br-、I-、SO42-、HCO3-、NO3-、Ac-、C2O42-等阴离子均不干扰。
加入总离子强度调节缓冲溶液，可以起到控制一定的离子强度和酸度，以及掩蔽干扰离子等多种作用。
三、仪器与试剂
仪器：
1. Delta 320 pH型酸度计，电磁搅拌器
2. pF-1型氟离子选择性电极
3. 802C型饱和甘汞电极
4. 聚四氟乙烯烧杯
5. 容量瓶1000 mL，100 mL
6. 吸量管10 mL
试剂：
1. 0.100 mol/L F-离子标准溶液：准确称取120 ℃干燥2h并经冷却的优级纯NaF 4.20g于小烧杯中，用水溶解后，转移至1000 mL容量瓶中配成水溶液，然后转入洗净、干燥的塑料瓶中。
2. 总离子强度调节缓冲液（TISAB）：于1000 mL烧杯中加入500 mL水和57 mL冰乙酸，58 gNaCl，12 g柠檬酸钠（Na3C6H5O7∙2H2O），搅拌至溶解。
将烧杯置于冷水中，在pH计的监测下，缓慢滴加6 mol/L NaOH溶液，至溶液的pH = 5.0～5.5。
冷却至室温，转入1000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
转入洗净、干燥的试剂瓶中。
3. F-离子试液，浓度约在10-1～10-2mol/L。
四、实验步骤
1. 按Delta 320 pH型酸度计操作步骤调试仪器，按“模式”键切换到mV 模式。
摘去甘汞电极的橡皮帽，并检查内电极是否浸入饱和KCl溶液中，如未浸入，应补充饱和KCl溶液。
2. 准确吸取0.100 mol/L F-离子标准溶液10.00mL，置于100mL容量瓶中，加入TISAB10.0mL，用水稀释至刻度，摇匀，得pF=2.00溶液。
3. 吸取pF=2.00溶液10.00mL，置于100mL容量瓶中，加入TISAB9.0mL，用水稀释至刻度，摇匀，得pF=3.00溶液。
仿照上述步骤，配制pF=4.00，pF=5.00，pF=6.00溶液。
4. 将配制的标准溶液系列由低浓度到高浓度逐个转入塑料小烧杯中，并放入氟电极和饱和甘汞电极及搅拌子，开动搅拌器，调节至适当的搅拌速度，按下“读数”，进行测定，搅拌3min，至显示屏上读数稳定，读取各溶液的mV值。
平行测定三次读数。
每测定完一个试样需要用去离子水或下一个待测定试液清洗电极，并用纸巾吸干。
5.按标准溶液的测定步骤，测定样品水液的电位E x值。
五、数据及处理
1. 实验数据
E X = mV
2. 以电位E值为纵坐标，pF值为横坐标，用origin5.0软件绘制E-pF标准曲线。
3. 在标准曲线上找出与E X值相应的pF值，求得原始试液中F-离子的含量，以g/L表示。
六、注意事项
1. 电极在使用前应按说明书进行活化、清洗。
电极的敏感膜应保持清洁和完好，
切勿玷污或受到机械损伤。
2. 固态膜电极钝化后，用金相砂纸抛光，一般可恢复原来的性能；或在湿麂皮上放少量优质牙膏或牙粉，用以摩擦氟电极，也可使氟电极活化。
3. 测定时，应按溶液从稀到浓的次序进行。
在浓溶液中测定后应立即用去离子
水将电极清洗到空白电位值，再测定稀溶液，否则将严重影响电极寿命和测量准确度（有迟滞效应）。
电极也不宜在浓溶液中长时间浸泡，以免影响检出下限。
4. 电极使用后，应清洗至其电位为空白电位值，擦干，按要求保存。
5. 氟电极的准备：氟电极在使用前，宜在纯水中浸泡数小时或过夜，或在10-3
mol·L-1NaF 溶液中浸泡1～2 小时，再用去离子水洗到空白电位为300mV 左右。
电极晶片勿与坚硬物碰擦，晶片上如沾有油污，用脱脂棉依次以酒精、丙酮轻拭，再用去离子水洗净。
连续使用期间的间隙内，可浸泡在水中；长期不用，则风干后保存。
电极内装有电解质溶液。
为防止晶片内侧附着气泡而使电路不通，在电极第一次使用前或测定后，可让晶片朝下，轻击电极杆，以排除晶片上可能附着的气泡。
七、思考题
1. 本实验测定的是F-离子的活度，还是浓度？为什么？
2. 测定F-离子时，加入的TISAB由哪些成份组成？各起什么作用？
3. 测定F-离子时，为什么要控制酸度，pH值过高或过低有何影响？
4. 测定标准溶液系列时，为什么按从稀到浓的顺序进行？
5. 测定时响应时间（平衡时间）的长短有哪些因素？
答：1、F-离子的活度，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 ℃)
2、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）
3、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。
因此溶液的酸度对测定有影响。
氟电极的适用酸度范围为pH=5～6，测定浓度在100～10-6 mol/L范围内，△φM与lgC F-呈线性响应，电极的检测下限在10-7
mol/L左右。
4、测定时，应按溶液从稀到浓的次序进行。
在浓溶液中测定后应立即用去离子水将电极清洗到空白电位值，再测定稀溶液，否则将严重影响电极寿命和测量准确度（有迟滞效应）。
电极也不宜在浓溶液中长时间浸泡，以免影响检出下限。
5、电极也不宜在浓溶液中长时间浸泡，以免影响检出下限。