分析化学设计实验

华南师范大学实验报告学生姓名：杨秀琼、罗欣怡

学号：20082401129、20082401130

专业：08化学2班

课程名称：仪器分析实验

实验项目：牙膏中游离氟和可溶性氟含量的测定

实验类型：设计

实验指导老师曹立娟老师

题目：牙膏中游离氟和可溶性氟含量的测定

一、【摘要】：牙膏中添加氟是防龋的有效措施，但摄人过量的氟可导致慢性氟中毒。氟在牙膏中是以可溶性氟和难溶性氟形式存在。能起牙齿防龋和再矿化作用的是可溶性氟，而可溶性氟在牙膏储存过程中会与其他成分如Ca2+缓慢反应，转化为难溶性氟而失去对牙齿的保护作用。由于牙膏的基体复杂，影响准确度的实验因素较多。本实验采用氟离子电极法测定牙膏中游离氟和可溶性氟含量，通过改变缓冲液ph从而确定本次实验的最优条件。二、【关键词】

牙膏；游离氟；可溶性氟，氟离子选择电极法，酸度，

三、【引言】

目前，测定游离氟的方法主要有氟离子选择电极法、离子色谱法，氟试剂分光光度法茜素锆比色法。仪器法虽灵敏，但不易在基层实验室推广应用．分光光度法虽设备简单，但样品需进行繁琐的化学分离，难以获得理想的重复性。本实验采用氟离子选择电极测定牙膏游离氟不仅简单、快速，特别是对于牙膏这样有浑浊度、粘稠的样液可直接测定。故本次实验采用氟离子选择电极法。

原理：氟离子选择电极是以氟化镧单晶片为敏感膜的电位法指示电极，对溶液中的氟离子具有良好的选择性。氟电极与饱和甘汞电极组成的电池可表示为：Ag,AgCl | [10-3mol/L NaF 10-1mol/L NaCl] | LaF3 | F—(试液) || KCl（饱和），Hg2Cl2 | Hg

E（电池）=E（SCE）—E（F）

= E（SCE）—κ+RT/F lnα(F,外)

=K+ RT/F lnα(F,外)

=K+0.059 lnα(F,外)

式中，0.059为25℃时电极的理论响应斜率，其他符号具有通常意义。

用离子选择电极测量的是溶液中的离子浓度，而通常定量分析需要测量的是离子的浓度，不是活度。所以必须控制试液的离子强度。如果被测液的强度维持一定，则上述方程可表示为：

E（电池）==K+0.059 lnα(F,外)

用氟离子选择电极测量F—时，最适宜pH值范围为5.5-6.5。pH值约为6的柠檬酸盐缓冲溶液来控制溶液的pH值。柠檬酸盐还可消除Al3+，Fe3+的干扰。

四、【实验试剂及仪器】

（1）主要仪器：

氟离子选择电极，饱和甘汞参比电极，PHS—3C型pH/mv计，LD4—2低速离心机，电磁搅拌器，电子天平，聚乙烯塑料瓶，100ml的容量瓶，50ml的容量瓶， 5ml 的吸量管，烧杯；

（2）主要试剂：

氟化钠标准溶液：0.1mol/L, 柠檬酸盐缓冲溶液:0.5mol/L,去离子水,固体氢氧化钠,含氟牙膏:高露洁冰爽劲白牙膏,12 mol/L HC1溶液

五、【实验过程】

1、溶液的配制

氟离子标准溶液：精密称取0.1105g基准氟化钠（105℃干燥2h），用去离子水溶解并定容至500mL，摇匀，贮存于聚乙烯塑料瓶内备用。该溶液氟离子浓度为100μg/mL。

柠檬酸盐缓冲液（TISAB）：称取10g柠檬酸三钠，6g氯化钠，溶于90mL去离子水中，加6mL冰乙酸，混匀，加入3g氢氧化钠，溶解，冷却后，调节

pH=5.0~5.5，用水稀释至100mL。贮存于聚乙烯塑料瓶内备用。

4mol/L盐酸溶液：量取浓盐酸36mL，用去离子水稀释定容至100mL。

4mol/L氢氧化钠溶液：称取16g NaOH溶于去离子水中，并定容至100mL。2、仪器准备

将氟电极和甘汞电极分别与离子计或pH/mV计相接，开启仪器开关，预热仪器。取去离子水50-60mL置于100mL的烧杯中；放入搅拌磁子，插入氟电极和饱和感汞电极。开启搅拌器，2-3min后，若读数大于-370mV，则更换去离子水，继续清洗，直至读数不下降。

3、优化条件的选择

A、溶液酸度的影响

分别量取3份20ml柠檬酸盐缓冲溶液于3个50ml的烧杯中，调节ph分别为

4.5-

5.5，5.5-

6.5，6.5-

7.5。分别准确移取1.0mL的氟离子标准溶液3份置于50 mL 容量瓶中，分别加入不同pH的柠檬酸盐缓冲溶液5.0 mL，用去离子水稀释至刻度，摇匀。将标准溶液分别倒出部分置于塑料烧杯中，放入搅拌磁子，插入已经洗净的电极，一直搅拌，待读数不变稳定后，读取电位值。通过电位值的大小，从而判定缓冲溶液的最佳pH范围

B、络合剂浓度对定量下限的影响

在TISAB体系中配制浓度为0．1～1．0 mol／L柠檬酸钠，对实验已确定的最低定量浓度(0．1mg／L)进行测定，考察在缓冲体系中不同浓度柠檬酸钠对方法定量下限的影响

4、样品的制备：称取牙膏2g（精确至0.001g）置于50mL塑料烧杯中，逐渐加入去离子水搅拌使溶解，转移至100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀。然后在离心机（2000r/min）中离心30min，其上清液用于分析游离氟，可溶性氟浓度。

5、标准曲线的绘制：准确量取0.10，0.20，0．50，1．00，2．00， 4 00，6．00 ，8.00，10.0m1氟离子标准溶液，分别移入10个50mL容量瓶中，各加入5mL TISAB，用去离子水稀释至刻度，摇匀。然后逐个转入100mL塑料烧杯中，按由浓度由低到高的顺序，在磁力搅拌器下测量电位值E（mV）。记录并绘制E~－lg[F]标准曲线，并建立回归方程。

6、游离氟测定：准确吸取上清液10mL置50mL容量瓶中，加入5mL TISAB，用去离子水稀释至刻度，转入100mL塑料烧杯中，在磁力搅拌下测量其电位值，在