4.氟离子选择性电极法测定自来水中的氟含量

氟离子选择性电极法测定自来水中氟离子含量

一 实验目的

1 熟悉仪器的基本操作。

2 掌握氟离子选择性电极法测定水样中氟离子含量的原理。

3 学会以“氟离子选择性电极”为指示电极，测定水样中氟离子含量的测定方法。 二 实验原理

以氟离子选择性电极（为指示电极）、饱和甘汞电极（为参比电极），与被测溶液组成一个电化学电池。测定前将总离子强度调节剂TISAB 加入到被测溶液中以保证该溶液的离子强度基本不发生变化。一定条件下其电池的电动势E 与氟离子活度αF -的对数值成直线关系。测量时，若指示电极接正极，则(

)

C K E o

F 25lg 0592.0'

--=α。当被测溶液的总离子强度不变时，氟离子选择性电极的电极电位与溶液中氟离子浓度的对数呈线性关系，即

()

C C K E o F 25lg 0592.0'--=。可用标准曲线法和标准加入法进行测定。

三 仪器

1 自动电位滴定仪（ZDJ-4A 型） 一台

2 氟离子选择性电极（PF-1） 1个，指示电极

5 容量瓶 50mL ，9个/2个

6 分度移液管 1mL 、10 mL 各1个

7 移液管 25 mL ，1个

8 量筒 10 mL ，1个

9 塑料试杯 50 mL ，若干个 四 试剂

1 氟离子标准储备液（100μg/ mL ）：将分析纯的氟化钠于120℃烘干2h ，冷却后准确称取0.2210g 于小烧杯中，用去离子水溶解后转移到1000 mL 容量瓶中，定容摇匀。转移至聚乙烯塑料瓶中备用。

2 氟离子标准使用液（10μg/ mL ）：准确移取10 mL 氟离子标准储备液定量转移到100 mL 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，定容摇匀。

3 NaOH 6mol/L

4 总离子强度调节剂TISAB 溶液：于1000 mL 烧杯中，加入500 mL 去离子水，随之量取60 mL 冰醋酸倒入其中。再将称取的NaCl 58g ，及二水柠檬酸钠12g 倒入后，搅拌至完全溶解。再缓缓加入NaOH 6mol/L 溶液调节至pH=5.5～6.5之间，冷却后，转移至1000 mL 容量瓶中，用去离子水定容，摇匀备用。 五 样品分析

（一）标准曲线法 1 标准曲线绘制

用分度移液管准确吸取氟离子标准使用液0.0mL 、0.2mL 、0.4mL 、0.6mL 、0.8mL 、1.0mL ，分别置于6只50mL 容量瓶中，再各加入TISAB 10.0mL ，以去离子水定容后，摇匀。往50mL 塑料试杯中，加入少许待测液清洗塑料试杯，清洗后再进行测定。在搅拌条件下，依次测定各试液的电位E 值。以标液浓度的对数值lgC F -为横坐标，电位E 的绝对值为纵坐标，绘制E ～lgC F -标准曲线。 2 样品测定

准确移取水样25.00mL 于50mL 容量瓶中，加入TISAB 10.00mL ，以去离子水稀释至刻度，摇匀后倒入塑料烧杯中，再与标准系列测定相同的条件下测定水样的电位E 值。可依据其测定结果从标准曲线上查得lgC F -，进而求出C F -（以μg/ mL 表示）。平行测定3次。 （二）标准加入法

在50mL 容量瓶中，加入TISAB 10.00mL 和25.00mL 水样，用去离子水定容，摇匀后倒入塑料烧杯中测定其电位值，记为E 1；再向其中准确加入1.00mL 氟离子标准使用液，继续测定电位值，记为E 2。按下式计算水样中的氟含量（μg/ mL 表示）。

()

1

/110-∆-∆=S E C C

式中； △C － 加入标准溶液后F -

浓度的变化量, μg/ mL ； △E － 加入标准溶液后电位的变化量，V ； S － 电极的斜率，即25℃时 -0.0592F

2.303R T

-=。 六 数据记录 （一）标准曲线法 1. 氟离子标准曲线

2. 样品测定

样品溶液的稀释倍数：

七注意事项

1实验条件应控制其pH=5.5～6.5范围内。

原因：氟离子选择性电极仅对溶液中F-有响应，若是在酸性溶液中，H+与部分F-结合形成HF或HF-2，从而使溶液中的F-浓度降低，使测定结果偏低；而在碱性溶液中，氟离子选择性电极的敏感膜材料LaF3会因与OH-发生交换作用而使溶液中的F-浓度增加，使得测定结果偏高。因此，实验条件应控制其pH=5.5～6.5范围内。

2消除干扰离子方法。

原因：氟离子选择性电极的干扰离子主要有Fe3+、Al3+。其中Al3+在pH=5.5～6.5时，会与F-络合，可通过加入柠檬酸钠予以消除。在允许浓度范围内其相对误差不超过±4％时，在含有TISAB的F-溶液中，Fe3+将不干扰测定。

实训报告：氟离子选择性电极法测定自来水中氟离子含量

一、实验数据计算与处理

（一）标准曲线法

1 实验数据

（1）氟离子标准曲线

（2）样品测定

样品溶液的稀释倍数：

2 数据处理

以测得的电位E的绝对值为纵坐标，样品浓度的对数值lgC F-为横坐标，绘制E～lgC F-标准曲线。

3 依据所测得水样的E值，可从E～lgC F-标准曲线上求得水样的氟含量C(μg/ mL)。

（二）标准加入法

1 实验数据

2 数据计算与处理

按下式计算水样中的氟含量（μg/ mL 表示）：()

1

/1

10-∆-∆=S E C C

二、思考题

1.用氟离子选择性电极法测定自来水中氟离子含量时，加入的TISAB 的组成和作用各是什么？

2.简述氟离子选择性电极法测定氟离子含量的原理。

3.试比较标准曲线法和标准加入法的测定结果。