空气中有毒物质-氟化物(以HF为代表)的检测

（四）、标准曲线的绘制： Ø 取6个50ml的烧杯，依次加入标准溶 液C（浓度为10μgF/ml）0.00、0.10、 0.50、1.00、5.00、10.00ml，再分 别加入无氟水至10.00 ml。然后都加 E(mV) 入10 ml缓冲溶液A。各自放入一根塑 料套铁芯棒，置于磁力搅拌器（使溶 液中各处组分均匀）上用氟电极测定 溶液的电位值Ｅ（mV）。由此得到6 组数据，在对数纸上作图（也可用计 算机作图）。以电位值E（mV）为纵 坐标，氟离子含量（μg）的常用对数 值lgm为横坐标，绘制标准曲线。 （这里通过取氟离子含量的对数作为 0 X轴，可以将电极电位的能斯特方程 转化为线性函数，这样绘制的标准曲 线也是一条直线，便于分析）。
lgm(μg)
（五）、样品的测定：
• 将采样后的前后两层滤膜分别置于两个50ml的烧杯中，分别加 入20ml缓冲溶液B，放入一根塑料套铁芯棒，置于磁力搅拌器 上用氟电极测定样品溶液的电位E1（mV），然后在标准曲线 上查出与E1对应的氟离子含量（见图中虚线），根据此值，按 参考表加入与之对应的标准溶液的浓度和体积于样品溶液中， 搅拌均匀后，测量第二次电位E2（mV）
• （二）、相关试剂的配制：（a）无氟水：在每升蒸 馏水中加入1g氢氧化钠及0.1g氯化铝（络合F-）进 行重蒸馏。取重蒸馏过程中间的那部分蒸馏水，由 此得到标准的无氟水。本实验的其它有关试剂均用 无氟水制。
（b）浸渍ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
Ø 在托盘天平上称取约8g氢氧化钠（优级纯）溶于无 氟水中（以下简称为“水”），加20ml丙三醇，用 水稀释到1L，用来浸渍滤膜（即第二层滤膜）。
Ø （e）标准溶液：标准溶液A，在分析天平上准确称取
1.1050g经干燥处理的氟化钠（优级纯，等效于 0.5000 gF），溶解于少量水中，移入1L容量瓶，加 水稀释到刻度，此标准溶液1.00ml含500μgF。
标准溶液B：用10.00ml规格的移液管移取10.00ml标准溶液A， 于100ml容量瓶中用水稀释到刻度，此标准溶液1.00ml含50μgF。
样品溶液中的含 氟量m/μg 1 应添加的标准溶 液的浓度Cs/ （μg/ ml） 标准溶液C 应加入标准溶液 的体积Vs/ ml 0.2
5
10 50 100
标准溶液B
标准溶液B 标准溶液A 标准溶液A
0.2
0.2 0.2 0.2
（六）、滤膜的空白校正
Ø 将空白的两层滤膜分别置于两个50ml的烧杯中， 分别加入20ml缓冲溶液B，放入一根塑料套铁 芯棒，置于磁力搅拌器上用氟电极测定其电位 E10，根据标准曲线求出对应的氟离子含量，再 根据氟离子含量，按参考表加入与之对应的标 准溶液（Cs ,Vs），测得第二个电位E20。记下 数据以待计算。
（七）、计算：
Ø 1、样品滤膜溶液中的氟含量： C SVS Wp/g = B ___ 1
(一)HF的来源：
Ø 自然界中的HF主要来源于火山爆发、高氟温泉、干旱土壤、 含氟岩石的风化释放以及化石燃料的燃烧等。这些HF可以分 布在空气中，也可以溶解在水体中。空气中的氟化物主要分 为气态和颗粒状固态。 Ø (二)、HF的理化性质：HF是无色，有强烈臭味和腐蚀性的气 体 (腐蚀玻璃器皿等)。其相对分子质量为20.01，标态下的相 对密度为0.991g/L，熔点-83.1℃,沸点19.5℃.易溶于水形成 氢氟酸,显弱酸性.( pKa=3.2),它可以与许多金属离子(例如 Ca2+,Fe3+,Al3+)形成络合物.
Ø （c）滤膜：第一层滤膜由乙酸纤维和硝酸纤维的混 合滤料组成，并经加热干燥处理，滤膜表面的孔径 为2～3μm，用来采集颗粒态氟。第二层滤膜由浸渍 了（b）中配制的浸渍液的乙酸纤维和硝酸纤维的混 合滤料组成。孔径为5μm，用来采集气态氟。
（d）缓冲溶液A：
Ø 粗称59g柠檬酸钠及20g硝酸钾于1L容量瓶中，加 800ml水溶解，再加3ml溴甲酚绿指示剂（pT=5.5）， 用0.1mol/L的盐酸中和至指示剂恰好变为蓝色，此时 pH约为5.5，用水稀释到刻度。 Ø 缓冲溶液B：取500ml缓冲液A于1L容量瓶中，加入 5.0ml氟化钠标准溶液C（1ml含10μg F-）用水稀释到 刻度。
课题报告：空气中有毒物质——氟化物 （以HF为代表）的检测
考察知识点：
»①标准溶液，缓冲溶液的配制。 »②标准曲线的绘制以及非线性函数的线 性化。 »③分析测试中的空白校正 »④物理、化学、生物等多学科的综合应 用
»课题创新性：部分原创，部分参考 书上的知识。 »课题类型：开放性，方法答案不唯 一。
Ø (三)、HF的生物毒性:氟化氢是一种全身性毒物.主要 由呼吸道呼入. HF和氢氟酸的大面积灼伤会引起氟 骨病.人在氟化氢400-430mg/m3浓度下可引起极性 中毒致死.100 mg/m3能忍耐1min,50 mg/m3感觉皮肤 刺痛,黏膜刺激.空气中的氟化氢过多对牲畜和植物也 有毒害作用。
四 离子选择电极法 测定空气中氟化物含量
（一） 、原理：
Ø 空气中气态及颗粒态氟化物通过两层串联的滤膜时，其中的 颗粒物被第一层加热干燥的滤膜阻留吸收，气态氟则被第二 层浸渍NaOH溶液的滤膜采集。被滤膜收集的氟化物，溶解 在缓冲溶液中制成样品溶液，以氟离子选择电极测量电位值， 其电位与氟离子活度遵循能斯特方程。（我们可以转换为电 位与氟离子质量的对数的线性函数）。通过测量电位绘制标 准曲线。再通过一次标准加入法计算样液中的氟离子含量。
Ø 标准溶液C：准确移取20.00ml标准溶液B，于 100ml容量瓶中用水稀释到刻度，此标准溶液1.00ml 含10μgF。 Ø （三）、采集样品：将第二层滤膜（孔径为5μm）装 在不加热的采样夹上，第一层滤膜（孔径为2～３μm） 装在加热炉中的采样夹上，串联两层滤膜夹。用空 气发生器以15L/min的流量采集1m3。采样后小心取 下滤膜，尘面向内对折，放在清洁纸袋中（两层滤 膜分开装，且要注意不要互相污染），再放入样品 盒中保存待用。记录采样时的温度t和大气压强P。