离子选择电极法测定水样中微量氟-标准曲线法(讲义)(1)

离子选择电极法测定水中微量氟-标准曲线法

实验目的：

1.掌握氟离子选择性电极的作用原理；

2.掌握氟离子选择性电极和甘汞电极的正确使用方法；

3.掌握氟离子选择性电极测定微量F —离子的原理；

4.掌握标准曲线法测量氟离子的方法。

实验原理：

氟离子选择电极是一种化学传感器，能将试液中特定离子（游离态的氟离子）活度转换为相应的电位，简称氟电极。氟电极由敏感薄膜LaF 3单晶膜（掺有微量EuF 2利于导电）、内参比溶液和内参比电极Ag-AgCl 电极等组成。当将氟电极浸入含F —离子溶液中时，氟电极敏感膜对氟离子产生响应，F -

在电极表面进行交换，在其敏感膜内外两侧（膜和溶液间产生一定的膜电位，膜电位与溶液中F -活度的关系，遵循能斯特方程，在25℃时：0.059lg F E K a -=-膜。

测量时以氟电极作指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，浸入试液组成工作电池：

电池电动势：试

pF K a K E F 059.0lg 059.0-'=+'=-实际测定中加入总离子强度调节缓冲溶液（TISAB ）或离子强度调节液（ISA ）。本实验中加入的TISAB 组成：HAc,NaAc ，柠檬酸钠和大量NaCl ，可以在测量过程中维持离子强度恒定，因此工作电池电动势与F -离子浓度的对数成线性关系：-

-+=-=F F pc K c K E 059.0lg 059.0本实验采用标准曲线法测定水样中F -离子浓度，即配制成不同浓度的F -离子标准溶液，测定工作电池的电动势，并在同样条件下测得试液的E x ，绘制-F c E lg ~曲线查得未知试液中的F -离子浓度。

氟电极的适用酸度范围为pH=5-7，测定浓度在1-10-6mol.L -1范围内，-F c E lg ~呈线性响应，即其线性范围

为1-10-6mol.L -1，电极的检测下限在10-7mol.L -1左右。

本方法不仅可以测定水样中微量氟，也可以用于人指甲、雪和雨水、磷肥厂的废渣、尿液、食品（如大米、小麦、玉米等）等样品中F -离子的测定。

仪器与试剂

仪器：pHS-3C 型酸度计、氟离子选择性电极、饱和甘汞电极、电磁搅拌器、100mL 容量瓶、10mL 吸量管、10mL 移液管、洗耳球、滴管、烧杯、镊子

试剂：0.100mol.L -1F -离子标准溶液、总离子强度调节缓冲液（TISAB ）、水样

实验步骤

1、电极的准备

氟电极在使用前需在盛有L mol /103

-以下的NaF 稀溶液中浸泡1~2h 进行活化；饱和甘汞电极在去离子水中浸泡4~5h 。将氟电极、饱和甘汞电极插在电极夹上，氟电极和饱和甘汞电极连接在酸度计（也称电位仪，我们测量的是电位，以下称电位仪）的相应位置。

2、调试电位仪

摘去甘汞电极的橡皮帽，并检查内电极是否浸入饱和KCl 溶液中，如未浸入，应补充饱和KCl 溶液后重新安装

电极。烧杯中加入去离子水，放入搅拌子，将电极夹调整到合适位置，打开电位仪或on/off 键开关，按下电位仪的-mV 按键，开启搅拌器搅拌，清洗电极到空白电位（本实验中要求电位仪读数大于400mV ），取出电极、搅拌子，用滤纸将电极擦干，备用。

3、标准溶液的配制

将系列容量瓶编号。用10mL 移液管吸取0.100mol.L-1F-标准溶液，置于100mL 容量瓶1中，用吸量管加入TISAB10.0mL,用水稀释至刻度，摇匀，得pF=2.00溶液；.用10mL 移液管吸取pF=2.00溶液10.00mL,置于100mL 容量瓶2中，用吸量管加入TISAB9.0mL ，用水稀释至刻度，摇匀，得pH=3.00溶液；.用10mL 移液管吸取pF=3.00溶液10.00mL 于100mL 容量瓶中3，用吸量管加入TISAB9.0mL ，用水稀释至刻度，摇匀，得pH=4.00溶液；.用10mL 移液管吸取pF=4.00溶液10.00mL,置于100mL 容量瓶4中，用吸量管加入TISAB9.0mL ，用水稀释至刻度，摇匀，得pH=5.00溶液；用10mL 移液管.吸取pF=5.00溶液10.00mL,置于100mL 容量瓶5中，用吸量管加入TISAB9.0mL ，用水稀释至刻度，摇匀，得pH=6.00溶液。

4、标准曲线绘制

测量时将容量瓶中溶液转移到干燥的小烧杯中，并放入搅拌子、氟电极和饱和甘汞电极。开始测量，开启搅拌器，调节至适当的搅拌速度，搅拌3min ，电位仪的示数保持不变时，读取-mV 值。将数据记录在表格中。标准曲线法中测量时由低浓度到高浓度进行，即按上述操作依次测量容量瓶5，4，3，2，1中溶液。

5、样品的测定

用10mL 移液管吸取试液10.00mL 于100mL 容量瓶6中，用吸量管加入10.0mLTISAB ，用水稀释至刻度，摇匀。按标准溶液测定步骤，测定其电位Ex 值。

实验结束，清洗电极，使电位仪的读数大于400mV ，关闭电位仪开关，关闭电源。整理实验台

数据记录与处理

表1标准曲线法测定水样中氟离子含量浓度/1.-L

mol 610-510-410-310-210-未知pF -F 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00

电位/mV

思考题

1、本实验测定的是F -离子的活度，还是浓度？为什么？

2、测定F -离子时，加入的TISAB 由哪些成分组成？各起什么作用？

3、测定F -离子时，为什么要控制酸度，pH 值过高或过低有何影响？

4、测定标准溶液系列时，为什么按从稀到浓的顺序进行？