氟离子电极

氟离子选择电极测定天然水中氟离子含量
作者：PB11206099 洪自勇
一、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。
二、实验原理
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1毫克/升左右，在某些矿泉水中可能有更高的含量。当水中的氟含量超过1毫克/升时不易饮用，因长期饮用会患斑齿症。但若饮用水中氟离子的含量过低，则又会得齿龋病。
－氟离子选择电极对F有选择性响应，其敏感膜由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：
EF??k?2.303RTlgaF? F
?k?slgaF?（1）
这里k为常数；s?2.303
－RT为电极的斜率。 F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?ESCE?EF?
?ESCE?k?slgaF?（2）
将ESCE和k合并，用E0表示有:
E?E0?slgaF?（3）
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，（3）式又可改写为：
E?E0?slgcF?（4）
25℃时，电池电势E为：
,,E?E0?0.0592lgcF?（5）
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。利用工作曲线法、标准加入法或其他方法均可求出被测溶液中氟离子的含量。