自来水中含氟量的测定

自来水中含氟量的测定
一、实验目的
1.了解离子选择性电极的结构与性能
2.掌握氟离子选择性电极测定氟的原理及测试方法。

二、基本原理
所谓选择性电极，就是该电极具有选择性地对某一离子敏感的特性，可利用此性质测定该离子的含量，其它离子不干扰测定或影响极小。

因为氟离子是电荷的传导者，所以由氟化镧单晶组成的氟离子选择性电极的敏感膜对氟离子具有高选择性。

氟化镧电极的电位与溶液中氟离子的活度a F-符号能斯特方程式：
E F-=k-2.303RT/F×lga F-
式中k为常数,R为气体常数,T为测定时的绝对温度,F为法拉第常数(96487库).
用氟离子选择性电极与饱和甘汞电极(参此电极)组成测量电池则电池电动势为
E电池=E SCE-E F-=-E F-+E液接+E不对称
令K= k+E液接+E不对称
E电池=K+2.303RT/F×lga F-
因此,通过测量该电池电动势,可直接求出试液中氟离子的活度.
如要测定氟离子的浓度,需要考虑离子强度的影响,如果控制一定离子强度,可使离子活度系数(γ)维持不变,则有
E电池=K-2.303RT/FlgγC F- =K-2.303RT/F lgC F-
由此通过测量电池的电极电位可直接求氟离子浓度。

采用工作曲线法测定氟离子浓度，就是配制一系列已知浓度的标准氟离子溶液，分别测定其电动势，以电动势对氟离子浓度的对数值作图，可得一直线（工作曲线）。

再在相同条件下测定自来水水样中氟电极电位，由工作曲线的拟合表达式可直接计算出水样中氟离子的浓度。

酸度对氟电极有影响，氟化镧电极适于在pH5-6间使用，为此，需用缓冲溶液调节pH值。

有些阳离子（如Al3+,F e3+等）可用氟离子生成稳定的络合物而干扰测定、为消除这种干扰，加入络合剂柠檬酸钾等来消除这些阳离子的干扰。

使用总离子强度调节缓冲液（TISAB）既能控制溶液的离子强度，又可控制溶液的PH值，还可消除Al3+ 、F e3+等金属离子的干扰。

三、仪器和试剂
1.PXS—215型离子活度计
2.氟离子选择性电极、饱和甘汞电极。

3.磁力搅拌器
4.TISAB溶液
称取58gNaCl, 12g柠檬酸钠,分别溶解后转入1000ml容量瓶中,再加入57ml冰醋酸,加水至800ml，然后用 NaOH溶液在pH计上调节pH到5.0-5.5左右。

调好后，稀释至刻度，摇匀备用。

5. 0.1000mol/l NaF标准溶液
准确称取分析纯NaF 1.0500g，在小烧杯中溶解后转入250ml容
量瓶中，稀释至刻度。

6. 系列标准NaF溶液的配制
取5个50ml容量瓶，分别加入10mTISAB溶液，移取5ml 0.1mol/L NaF标准溶液到第一容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。

再从第一个容量瓶中移取5ml溶液到第二个容量瓶中……,用此法配制含氟10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 mol/L的NaF系列标准溶液. 另取一50ml容量瓶，加入10mlTISAB，加待测的25ml自来水，用蒸馏水定容至刻度，摇匀。

四、实验步骤
1.将饱和甘汞电极接“mV”，氟电极插入电极插口，仪器打开预热。

2.将旋钮旋至“mV”档
3.将电极插入盛有蒸馏水的小烧杯中，开动搅拌器，清洗电极至电位大于300mV以上。

用滤纸吸去挂在电极上的水滴。

4.将NaF标准等列溶液依次倒在100ml小烧杯中（测量时浓度从小到大，电极不清洗，但每次用滤纸吸去电极上的水滴）。

加入搅拌子，放在磁力搅拌器上，插入电极，在电磁搅拌下读取平衡电位值，搅拌速度宜适中恒定。

5.用蒸馏水再次将电极洗至空白电位值，用滤纸吸干电极上的水滴，在磁力搅拌情况下测定水样的电位值，记录平衡电位值。

五、数据处理
1. 记录
以E对lgc F-作图，得到标准工作曲线，由工作曲线可以直接查出水样中氟离子浓度的对数值。

可转化为浓度表示。

思考题
1.氟化镧电极为什么能选择性测定氟?
2.TISAB溶液的作用是什么?
3.酸度对测定有何影响?。