离子选择电极法测定氟离子

,氟离子选择电极一般在

离子选择电极法测定氟离子

一.头验目的

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

氟离子选择电极使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O.1mol/L NaF和O.1mol/L NaCI溶液，以Ag-AgCI电极为参比电极，构成氟离子选择电极。用氟离子选择电极测定水样时，以氟离子选择电极作指示电极，以饱和甘汞电极作为参比电极，组成的测量电池为：

氟离子选择电极丨试液II SCE

如果忽略液接电位，电池的电动势为：

E= i? - 0.0592 log

即电池的电动势与试液中氟离子活度的对数成正比1〜

10-6moL.L-1范围符合能斯特方程式。

1. 氟离子选择电极具有较好的选择性

阴离子：：OH -LaF3 + 3OH = La(OH) 3 + 3F - 阳离子：Fe 3+、Al3+、Sn(W)(易与F-形成稳定配位离子)

2. 氟离子选择电极法测定的是溶液中离子的活度，因此，必须加入大量支持电解质，

如NaCl控制试液的离子强度。

3. 用总离子强度调节缓冲液控制试液pH和离子强度以及消除干扰。通常用乙酸缓冲溶液控制溶

液的pHo用柠檬酸钠进行掩蔽。

三、仪器与试剂

离子计或pH计；氟离子选择电极；饱和甘汞电极；电磁搅拌器；容量瓶(100 mL7 只)；

烧杯(100 mL6 个)；10 mL移液管(2 个)；F-标准溶液(0.1000 mol/L)；离子强度调节缓冲液(TISAB)

四、实验步骤

1氟离子选择电极的准备：氟离子选择电极在使用前，应在含10-4moL.L-1 F- 或更低浓度

氟

离

子

选

择

膜

电

极

Au-AyCI

内参比电

极

内多比

氟化麴

单晶膜

的F 溶液中浸泡（活化）约30 min 。

2. 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 F -标准溶液于第一只100mL 容量瓶中，加入TISAB 10mL 去离子 水稀释至标

线，摇匀，配成1.00 x 10-2mol/L F -溶液；在第二只100mL 容量瓶中， 加入1.00 x 10-2mol/L F -溶液10.00mL 和TISAB 10mL ，去离子水稀释至标线，摇 匀，配成1.00 x 10-3mol/L F

标准溶液。按上述方法依次配制 1.00 x 10-6〜1.00 x 10-4mol/L F -标准溶液。

将适量F 标准溶液分别倒入5只塑料瓶烧杯中，放入磁性搅拌子，插入氟离 子选择电

极和饱和甘汞电极，连接好酸度计，开启电磁搅拌器，由稀至浓分别进 行测量，在仪器指

针不再移动或数字显示在土 1mv 内，读取电位值。再分别测定 其他F -浓度溶液的电位值。

3. 自来水中氟含量的测定：

① 试液的制备：试样用自来水可在 实验室直接取样。

② 标准曲线法：准确吸取自来水样50.0mL 于100mL 容量瓶中，加入TISAB 10mL 去

离子水稀释至标线，邀约。全部倒入一烘干的烧杯中，按上述实验方法 测定电位值，记下数据。平行测定三次。

③ 标准加入法：再实验②测量后，加入1.00mL 1.00 x 10-3mol/L F -

溶液后， 再测定其电位值。

五、数据处理

1.绘制标准曲线 确定该氟离子选择电极的线性范围及实际 能斯特响应斜率。 并从标准曲线，查出被测试液 F-浓度（ex ），计算出试样中氟含量。

「、亠 宀 |~… —-6 ~~~… —-2

2.由标准加入法测得的结果，计算出试样中氟含量。 ① 实验测得自来水的电势为

求得电势平均值为：Ex= -322.4mV

n _____________________________

测量的标准偏差：S=7 ；(X j — X)2/(n —1) =0.557

i 4

相对标准偏差:RSD= S/X =0.173%

②浓度对数与电势的关系曲线：

由曲线可知,电势与浓度的关系为：E=51.81炯C - 31.22

③自来水中F「浓度的计算：

将Ex=-322.4mV带入上式，得经过处理的溶液中浓度为:

Cx = =4.60 x 10-6mol/L

所以，自来水中浓度为：C F-=2C X=9.20X10-6mol/L.

3.标准加入法：

所测得的加入了F-标准溶液的溶液的电势：

求得平均值为：-294.4 mV

n j____________________________

测量的标准偏差：S八；区")2/(n-1) =0.308

i生

相对标准偏差：RSD二S/X =0.105%

△ E=-294.4 mV -(-322.4mV)= 28.00mV

所以，Cx=A C/ (10A E/S- 1 ) △ C=Vs*Cs/100

式中，Vs、Cs分别为加入的F-标准液的体积(mL)和浓度(mol/L ), S为实验所测得的电极的能斯特响应斜率。

代入数据可得：Cx=4.047 x 10-6mol/L.

所以，自来水中F的浓度为：C F-=2C X=8.094X10-6mol/L

4. 误差分析：

实验中由于充分考虑到了各种可能造成误差的因素，因此，结果所产生的误差较小。

但由于仪器的问题，使得所测的电位有较大误差，不过因最终要的是线性关系曲线，故对实验结果造成的影响可不计。

六、注意事项：

1 •测量标准溶液时，浓度应由稀至浓，每次测定后用被测试液清洗电极、烧杯及搅拌

子。

2•绘制标准曲线时，测定一系列标准溶液后，应将电极清洗至原空白电位值，然后再测定未知液的电位。

3. 测定过程中，更换溶液时，测量键应断开，以免损坏离子计。

4 •测定过程中，搅拌溶液的速度应恒定。

5 •氟离子选择电极的纯水电位与电极组成有关，也与所用纯水的质量有关一般为300 mV

左右。

6．氟离子电极暂不用时，宜于干放。