牙膏中氟含量的测定
牙膏中的有效氟测定
氟离子选择电极测定牙膏和漱口水中的游离氟适用范围本方法适用于牙膏和漱口水中的游离氟含量的测定原理样品中的游离氟在一定浓度范围和特定的pH范围内，可被氟离子选择的电极检测(ISE)。
SPI 有二个检测方法。
安全需求由于使用的一些试剂具毒性，应避免与皮肤接触。
操作时, 应佩戴安全眼镜和一次性手套。
处理废液应该符合环境安全的规定。
试剂氟化钠(NaF),USP级，纯度98.0% Min。
在150o C 4小时干燥后才能使用。
氢氧化钠32% w/w,分析级氯化铵,分析级醋酸铵,分析级CDTA,分析级，纯度98.0% Min。
电极填充液Orion ref. #90-00-02电极浸泡液Orion ref. #90-00-03水, ASTM Type I (≥18.2 MOhms-cm)指示剂:甲酚紫1000 ppm氟化钠标准溶液准确称取2.21g氟化钠于150mL烧杯中溶解，再定容至1000mL（使用聚乙烯容量瓶）。
可保存三个月。
离子/pH 缓冲液准确称取下列各项后定容1000mL。
氯化铵 265g醋酸铵 53gCDTA 19g约加700mL水溶解。
必要时需略加热助溶。
用32% (w/w)氢氧化钠调整到pH 6.0 ± 0.1。
在室温或以下可保存两个月。
指示剂: 加入甲酚紫0.06g。
总氟离子浓度调节缓冲液(TISAB 3) Orion ref. #94-090911。
仪器用聚碳酸酯或共聚树脂材料离心管离心机: 分离牙膏中RCF(见备注 1)，18- 20o C用最小12,000转/分钟转速，持续15分钟。
100mL塑料烧杯氟离子电极ORION ref. #94-09 或 Metrohm 6.0502.150 或相当的。
ORION十字岔管电接头ORION ref. #90-02-00 或 Metrohm 6. 0726.100 或相当的。
100mL容量瓶 (A级或相当的)推荐仪器E692 Metrohm pH/离子计或相当的电位系统。
氟离子选择性电极测定牙膏中氟的含量
五、数据处理
S 2.303RT nF
S —电极响应斜率
1、工作曲线法
电动势和氟离子浓度之间的关系如下：
2.303RT
EK
F
lg
c F
根据回归方程、回归方程的斜率S1和上述测得的E1值计算CF-.
牙膏样品中氟质量浓度计算公式
氟质量浓度(1) CF 100103 (mg / ml) mx
2、一次标准加入法（稀释一倍法得斜率）：
空白溶液的制备：取100 mL容量瓶一个，加入TISAB溶液 10 mL，用去离子水稀释至刻度，摇匀。
3、工作曲线法 准确移取5.00 mL 100 μg/mL NaF储备液（内含TISAB） 置于50 mL的容量瓶中，加入TISAB 4.5 mL，用去离子水 稀释至刻度，摇匀。用逐级稀释法配成100、10、1、0.1 μg/mL的一组标准溶液，按顺序从高到低依次测定上述配 制的标准溶液的电动势，记录数据如下
E1= _____________ mv； E2= ___________ mv ；E3= ___________ m （Cs=100μg/mL；Vs=0.25 mL；Vx=25.00 mL）
稀释法是在测出E2后的溶液中加同体积的空白溶液， 然后测定其电位E3，则实际响应斜率为：
S2 E3 E2 E3 E2
lg 2
0.301
牙膏样品试液中氟浓度计算公式：
CF
C
E 2E1
(g / ml )
10 S 2 1
牙膏样品中氟质量浓度计算公式：
氟质量浓度(2) CF 100103 (mg / ml) mx
六、思考题
1、用氟电极测得F-原理是什么？ 2、用氟电极测得的电位是F-的浓度还是活度的
仪器分析实验报告：直接电位法测定牙膏中的氟离子
仪器分析实验报告：直接电位法测定牙膏中的氟离子————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：选择电极直接电位法测定牙膏中的氟离子含量111111(1111111院，广州，519072)摘要: 本文采用氟离子选择性电极直接电位分析法测定了牙膏样品中的氟元素含量。
使用TISAB（总离子强度调节缓冲溶液）稳定溶液的总离子强度及pH，测定了一系列含氟离子溶液的标准曲线，在0.01-0.00001 mol/L的范围内线性相关系数为1.0000。
结果表明本牙膏样品中的氟含量为0.595 mg/g，符合国家标准规定的含氟牙膏中氟含量范围。
关键词: 氟离子牙膏选择电极直接电位法1 前言氟为人体必需元素，若饮用水中氟含量过高，会引起牙釉和骨软症，而适量氟对预防龋齿有利。
龋病是一种危害人类牙齿最常见的多发病，尤其以儿童更为普遍。
如何能及早预防儿童龋病的发生，是当今口腔医学上一重大课题。
目前最简便有效的方法是使用含氟化钠的牙膏刷牙，其目的是使氟离子与牙齿表面钙盐结合形成抗酸蚀能力较强的氟磷灰石保护层，以增强牙齿的抗酸蚀能力，达到预防龋齿的目的。
又由于氟化钠有毒，须严格控制其用量，因此测定牙膏中氟的含量具有重要的实际意义[1]。
目前氟化物的测定方法主要有[2-3]:分光光度法、离子色谱法、滴定法、扫描极谱法、原子发射光谱法、荧光法、气相色谱法等。
其中比色法方法简单，但灵敏度低；分光光度法测定时要将样品中F-转化为吸光物质，受条件影响因素较多；离子色谱法作为一种新技术, 发展很快, 但此法大多用于测定阴离子且仪器昂贵；滴定法涉及样品预处理操作，手续繁杂，特别对微量元素的测定准确度和精密度不高；气相色谱法需对分析物进行衍生。
本实验采用氟离子选择性电极法，直接溶样测定牙膏中游离氟，该法与其他方法相比，操作更简单，方便快速，灵敏度高准确，选择性好，仪器简单，成本低，是一种实用的测定氟离子方法。
含氟牙膏中微量氟的检测分析报告
含氟牙膏中微量氟的检测分析报告）1 前言1.1背景介绍牙膏中的微量氟对人的牙齿有保健作用，氟可以增强牙齿钙的抗酸性，同时抑制细菌发酵产生酸，因此能够坚固骨骼和牙齿，预防龋齿。
但高浓度的氟对人体的危害很大，轻则影响牙齿和骨头的发育，出现氟化骨症、氟斑牙等慢性氟中毒，使得骨头密度过硬，很容易产生骨折，重则会引起恶心、呕吐、心律不齐等急性氟中毒，如果人体每公斤含氟量达到32～64毫克就会导致死亡。
1.2国家规定的最大允许量新国标规定，含氟牙膏必须在外包装上注明氟的添加量，而儿童含氟牙膏还须标明警示性文字。
该标准将成人含氟牙膏的氟含量底线由0.04%提高至0.05%，并规定儿童含氟牙膏中氟含量应在0.05%到0.11%之间。
牙膏产品的pH值由5.0至10.0调整为5.5至10.0. 在牙膏中最大允许浓度为1500mg/kg[1]。
而且对于含氟牙膏中氟含量的规定国际上已有了公认的标准：儿童牙膏中每公斤氟的含量为500毫克，成人牙膏中每公斤氟的含量为1000毫克至1500毫克，只要使用的是符合标准的含氟牙膏，除非故意大量吞咽，否则不可能引起氟中毒。
2 具体方法2.1样品的前处理用离子电极法测定牙膏中氟，由氟离子选择电极作为氟离子活度的指示电极，饱和甘汞电极作为工作电极，与待测溶液组成化学电池，通过测定其电池的电动势从而测定其离子活度（浓度）。
由于氟离子选择电极对待测离子有选择性响应，对于牙膏这种有浑浊度、色度、粘稠的样品可直接测定，省去了对样品进行的繁琐前处理[2]。
2.2仪器与试剂PXD - 2 型离子计一台, PHS- 2 型酸度计一台, 电磁搅拌一套, 氟离子选择性电极、饱和甘汞电极各一个。
2.3实验药品NaF、HAC、NaAC、NaCH 、NaOH、CDTA、柠檬酸钠2.4实验步骤2.4.1 试液酸度的选择配制若干份不同酸度的NaF 标液, 浓度均匀为10- 3mol/L ,分别测其电位值(mv) , 见图1。
牙膏中氟含量的测定实验报告(华南师范大学)
实验报告学生姓名学号专业化学（师范）年级班级课程名称仪器分析实验实验项目牙膏中氟含量的测定实验类型 验证 设计 综合实验时间2020 年11 月8 日指导老师胡小刚实验评分一、实验原理牙膏中添加适量的氟是防龋齿的有效措施，氟在机体内有95%存在于骨骼和牙齿中。
国标规定：总氟量要大于等于牙膏总重的0.04%，并小于等于0.15%；可溶氟或游离氟则必须大于等于0.04%，一般用0.11%的即可。
一般情况下牙膏可溶性氟是游离氟的3. 2～4.5倍。
目前，牙膏生产厂家生产的双氟牙膏除添加氟化钠(钾)以外，还添加了单氟磷酸钠(钾)。
氟化钠在pH值为中性的水中主要以氟离子的形式存在。
而单氟磷酸钠(钾)则主要以单氟磷酸盐的形式存在。
但过量的氟会导致各种慢性氟中毒疾病，饮用水中含有氟的适宜浓度为0.5~1.0mg/L(F-)，当长期饮用含氟量高于1.5mg/L的水时，则易患斑齿病，如水中含氟高于4mg/L时，则可导致氟骨病。
测定游离氟的方法主要有氟离子选择电极法、氟试剂分光光度法、茜素锆比色法、离子色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、原子发射光谱法、荧光法等。
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法，其测定可溶性氟具有方法简便，操作快速，可测线性范围宽，抗阳离子干扰能力强，不受浊度、色度的影响等优点。
因此，得到广泛应用。
氟离子选择性电极以氟化镧单晶为敏感膜，为提高其电导率，在氟化镧中掺杂少量氟化铕。
氟离子选择性电极的电位响应机制是，氟化镧单晶具有氟空穴的固有缺陷，氟离子可以在溶液和空穴之间迁移，因此电极具有良好的选择性。
氟离子选择性电极结构示意图见图12.1。
氟电极与饱和甘汞电极组成的电池可表示为：Ag,AgCl|(10−3mol/L NaF10−1mol/L NaCl) | LaF3 | F−试液 || KCl(饱和),Hg2Cl2 | HgE(电池)=E(SCE)−E(F)=E(SCE)−k+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。
含氟牙膏中氟离子的测定及分析
含氟牙膏中氟离子的测定及分析含氟牙膏中氟离子的测定及分析萌芽杯科技大赛参赛作品——含氟牙膏中氟离子的测定及分析摘要：本文通过查阅文献，总结了含氟牙膏的配方组成、生产工艺以及氟的防龋原理及其作用，并对含氟牙膏中氟离子进行测定，对含氟牙膏的利弊进行了探讨，分析了如何正确选择使用含氟牙膏，而且做了关于含氟牙膏的问卷调查，阐述了当前人们对含氟牙膏的认识。
最后对含氟牙膏的市场前景进行预测和展望。
参赛人员：樊学峰姚元含氟牙膏中氟离子的测定及分析材料0503 樊学峰姚元本文通过查阅文献，总结了含氟牙膏的配方组成、生产工艺以及氟的防龋原理及其作用，并对含氟牙膏中氟离子进行测定，对含氟牙膏的利弊进行了探讨，分析了如何正确选择使用含氟牙膏，而且做了关于含氟牙膏的问卷调查，阐述了当前人们对含氟牙膏的认识。
最后对含氟牙膏的市场前景进行预测和展望。
关键词：含氟牙膏，氟化钠，单氟磷酸钠，防龋。
随着人们生活水平的提高，牙膏已成为人们日常生活中不可缺少的用品，纵览牙膏市场，尽管牙膏品牌繁多，但其中含氟牙膏一直处于市场的主导位置。
含氟牙膏对龋齿的预防作用早在50多年前就已经过研究得到了肯定。
但是最近在网上、报纸上开始沸沸扬扬地讨论起关于含氟牙膏话题：不正确使用含氟牙膏是否影响健康；儿童该不该使用含氟牙膏；国内生产的某些含氟牙膏是否严重超标等等。
因此，我们科技小组对市场上常见的几种含氟牙膏含氟量进行测定，同时进行社会调查，希望了解人们是否可以正确使用含氟牙膏及对含氟牙膏防蛀的认识程度。
最后总结探讨如何正确选择牙膏以及如何使用含氟牙膏。
附：补氟的标准当人体内缺乏氟时会产生龋齿，骨质疏松等病症；如果氟过量则会导致氟斑牙，氟骨症等。
因此补氟必须要有一个标准。
每天氟最大安全摄入量：7~15岁：1.9~2.1mg；成人：3.4mg 。
牙膏国家标准：GB8372-2001规定：牙膏中含F 量应在0.04%~0.15%之间。
水中含F 量一般为：0.5~1.0mg/L，相当于每天氟最大安全摄入量（7~15岁：1.9~2.1mg；成人：3.4mg ）。
用氟离子选择电极额直接电位法测定牙膏中的氟
2.3牙膏测定结果
E=220mv，根据标准曲线得，-lg c=3.1115，得c=7.7360e-4 mol/L。
得，m（F-）=7.3492e-4g，w=0.068%。
牙膏中氟含量为0.068%，符合国家标准（GB8372-2008）中要求。
2.4分析与讨论
在使用氟离子选择电极测定氟含量时，可以采用工作曲线法或者标准加入法。标准加入法在加入标准点时，加入量是否合适以及曲线是否超出仪器的检测上上限等等，这些都是影响结果的重要因素，而是用工作曲线法，可以通过测定空白是仰赖扣除集体影响，标准加入法则可以用于检测后的数据验证。
溶液中离子活度a是离子浓度c与活度系数f的乘积（a=fc），Dehye与Hückel从理论上推导出离子活度f与溶液的离子强度μ的关系式：
其中，Zi是离子的电荷，A是与温度和浓度有关的常数，但此式仅适用于极稀溶液，Davies提出修正公式：
离子强度μ是溶液中的各种离子的浓度C与它的价数Z的平方成绩的一半。
3)其柠檬酸盐能络合Al3+、Fe3+等使原来被它们缔合的氟离子释放出来。
1实验部分
1.1试剂与仪器
仪器：
pH510型离子计；电磁搅拌器；氟离子选择电极；Ag/AgCl电极；超声波清洗器；50mL容量瓶
试剂：
F-标注溶液（0.1000mol/L）、TISAB（总离子强度调节缓冲溶液）
1.2实验过程
1)配制1.000*10-2~1.000*10-5的氟的标准溶液系列：取一个50ml的容量瓶，准确加入5ml0.1000mol/L的氟标准溶液，加入25mlTISAB，用水稀释至刻度，此溶液为1.000*10-2mol/L的氟标准溶液；然后从中吸取5ml溶液，转入另一个50ml容量瓶，加入22.5mlTISAB，用水稀释至刻度，即得1.000*10-3mol/L的氟标准溶液。同理可一次稀释得其他标准溶液。单独配制一瓶空白溶液，不加入氟标准溶液，直接加入25mlTISAB并定容。
牙膏中含氟的测定
牙膏中含氟的测定离子选择电极法测定牙膏中总氟含量一、实验意义及原理氟离子选择性电极是一种由LaF3单晶制成的电化学传感器。
当控制测定体系的离子强度为一定值时，电池的电动势与氟离子浓度的对数值呈线性关系。
二、仪器与试剂: 1）PHS-2型酸度计（电位计）2）饱和甘汞电极3）电磁搅拌器4）10-3 mol/L F-1标准贮备液5）总离子强度缓冲溶液（TISAB）6）溴钾酚绿指示剂三、实验步骤1. 样品预处理：准确称取含氟牙膏样1.0000g，置于塑料小烧杯中，加入10 mL浓热HCl，充分搅拌约20 min，用中速定量滤纸过滤，热水充分洗涤。
之后往滤液中加1~2滴溴钾酚绿指示剂（呈黄色），依次用固体NaOH溶液中和至刚变蓝，再用稀盐酸调至刚变黄(pH=6.0)，转入100 mL容量瓶中，定容备用。
2．仪器预热20 min，校正仪器，调节仪器零点。
将氟电极接仪器负极接线柱，甘汞电极接仪器E接线柱，将两电极插入蒸馏水中，开动搅拌器，反复清洗电极至空白电位（-300 mV）。
3. 标准曲线的制作：分别取10-3 mol/L F-1标准溶液0.5 mL，l.00 mL，5.00 mL，10.00 mL 于l00 mL容量瓶中，加入20 mL TISAB溶液，用去离子水稀释至刻度。
将系列标准溶液由低浓度到高浓度依次转入干的塑料杯中，放入搅拌子，电极插入被测试液，开动搅拌器5-8 min后，停止搅拌，读取平衡电位，在坐标纸上作E-lg[F-]曲线（或用电脑制作工作曲线，并求出电极斜率）。
4．牙膏中含氟量的测定取牙膏滤液样10.00 ml于l00 ml容量瓶中，加20.00 mL TISAB 溶液，用水稀释至刻度。
再将溶液转入干燥的塑料杯中，测E值。
四、结果处理1．氟离子选择性电极用蒸馏水洗3次，确定电位稳定值。
2．绘制E-lg[F-]工作曲线并得到线性回归方程。
3．由测得牙膏滤液的电位值，代入方程式计算出最终牙膏样中氟的含量C F。
牙膏中氟含量的测定
牙膏中氟含量的测定一、实验目的1．掌握离子选择电极法的测定原理及实验方法。
2．学会正确使用氟离子选择性电极。
3．学会使用离子选择电极的测量方法和数据处理方法。
二、方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：其中0.059为25℃时电极的理论响应斜率，其它符号具有通常意义。
用离子选择电极测量的是溶液中离子活度，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。
如果测量试液的离子强度维持一定，则上述方程可表示为：用氟离子选择电极测量F-最适宜pH范围为5.5～6.5。
pH值过低，易形成HF2-影响F-的活度；pH值过高，易引起单晶膜中La3+水解，形成La(OH)3，影响电极的响应。
故通常用pH=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+（生成稳定的络合物）的干扰。
使用总离子强度缓冲调节剂（TISAB），既能控制溶液的离子强度，又能控制溶液的pH值，还可消除Al3+、Fe3+对测定的干扰。
TISAB的组成要视被测溶液的成份及被测离子的浓度而定。
三、仪器试剂1、仪器与试剂PXD-2型离子计一台, PHS-2型酸度计一台, 电磁搅拌一套, 氟离子选择性电极、饱和甘汞电极各一个。
2、实验药品NaF、HAC、NaAC、NaCH 、NaOH、CDTA、柠檬酸钠四、实验步骤1、仪器装置按图2装好仪器。
附近环境应无浓盐酸等酸雾，也无强烈电磁场干扰。
2、配制氟离子标准溶液和TISAB缓冲溶液（1）F-标准溶液（0.1000mol/L)：准确称量2.0000g 在120℃干燥后的干燥过后的氟化钠（A.R），以水溶解转入500mL 容量瓶中用水稀释至刻度。
（2）TISAB缓冲溶液的配制：在500mL 水中，加入57mL 冰醋酸（A.R），58.5g 的氯化钠和0.3g 的柠檬酸钠（A.R），用水稀释至1L，pH 值为5.0～5.5 之间。
实验47 用氟离子选择电极直接电位 法测定牙膏中的氟-讲义
【仪器与试剂】 仪器 pH 510型pH计/离子计；电磁搅拌器；氟离子选择性电极；Ag/AgCl电极；超声波 清洗器 试剂（实验室提前准备好） （1） F-标准溶液 （0.1000 mol/L） ： 准确称取4.198 g在120 ℃干燥过后的氟化钠 （A.R） ， 以水溶解转入1000 mL容量瓶中用水稀释至刻度，混匀转移至塑料瓶中储备。 （2） TISAB （总离子强度调节缓冲溶液） ： 在500 mL水中， 加入57 mL冰醋酸 （A.R） ， 58.5 g的氯化钠和0.3 g的柠檬酸钠（A.R），用水稀释至1L，pH值为5.0~5.5之间。 TISAB的组成与离子强度 组成 NaCl(1mol/L) HAc (0.25mol/L) NaAc (0.75mol/L) 1×1
（4）实验结束后注意事项 电极用水清洗至测得的电位值约为+400 mV（复原），洗干净镊子并擦干，洗净实验器 具摆放整齐， 关闭pH计和磁力搅拌器， 搅拌磁子回收， 通风橱收拾干净。 擦干参比电极， 帽子盖上。
【注意事项】 （1） 测量时浓度应由稀至浓； （2） 测量空白溶液的电位时，将电极在溶液中放置5分钟左右，使其适应缓
（3）牙膏中氟含量的测定：准确称取1 g左右的牙膏样品于小烧杯中，用玻棒取，在天 平上垫上称量纸，玻棒与烧杯一起称。用25 mL TISAB溶液分数次将牙膏样品稀释后转 移至50 mL容量瓶中 （第一次用5 mL， 充分缓慢搅拌， 直到不溶物比较少， 大概三分钟） ， 用水定容至刻度（可能会有少量气泡）。定容后不盖塞子，超声震荡几分钟。按操作步 骤用已经清洗至空白值的电极测量电位，读数。
2
CZ
Na+
2
i i
氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟
氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟含量摘要本实验采用氟离子选择性电极直接电位法测定牙膏中的氟，用总离子强度调节缓冲剂（TISAB）固定溶液的离子强度，使活度系数成为常数，在一定浓度范围内电极电位与F-浓度的对数(lgc)线性相关，通过工作曲线法可测定氟含量。
实验得到工作曲线E=16.09-59.71×lgc，相关系数R=-1.0000，牙膏样品的氟离子含量为0.9704mg/g，符合国家标准。
该方法仪器简单、操作简便，具有测定快速、灵敏度高、选择性好等优点，是测定牙膏中微量氟的良好方法。
关键词氟离子选择性电极牙膏直接电位法氟是人体不可缺少的一种微量元素，也是牙齿的重要组成成分。
研究表明，氟化物具有防治龋齿的作用。
通常，在牙膏中的氟以氟化亚锡、单氟磷酸钠或氟化钠形式存在。
适量的氟化物可通过降低釉质溶解度和促进釉质再矿化、对微生物产生作用从而影响牙体形态来预防龋病。
但高浓度的氟对人体的危害亦很大，轻则影响牙齿和骨骼的发育，出现氟化骨症、氟斑牙等慢性氟中毒，重则会引起恶心、呕吐、心律不齐等急性氟中毒。
由于氟元素摄入过多或过少都会给人体健康带来不利影响，因此在牙膏生产和销售中必须严格控制氟的含量。
我国强制性国家标准《牙膏》GB 8372-2008中规定，成人牙膏总氟量在0.05%～0.15%，含氟儿童牙膏中氟的含量在0.05%～0.11%之间。
目前，牙膏中氟含量的检测方法主要有:气相色谱法[1]、分光光度法[2]、离子色谱法[3][4]、电位滴定法[5]、离子选择性电极法[6][7]。
其中气相色谱法操作比较烦琐，不易掌握，而且有测定过程中有剧毒的HF生成，对操作人员和坏境有较大危害；分光光度法容易受到检测液中共存离子或有色杂质的影响，准确度较低；离子色谱法中F-峰受到检测液中Cl-、OH-等负离子影响，测定误差较大；电位滴定法较难选择和控制采集密度，容易产生信号噪音和伪终点，稳定性较差；氟离子选择性电极法具有操作简便、干扰少、结果准确、灵敏度高、仪器价格低廉等优点而被广泛采用。
分析化学实验 直接电位法测定含氟牙膏中游离氟的含量
实验3-11 直接电位法测定含氟牙膏中游离氟的含量（综合性实验）学院/专业/班级：_____________________________________ 姓名：实验台号：_________ 合作者：____________________ 教师评定：____________【实验目的】1. 掌握直接电位法的基本原理及测定方法；2. 了解总离子强度调节缓冲溶液的意义和作用；3. 了解前处理方式对测定结果准确度的影响。
【实验原理】【实验仪器及试剂】仪器：pH-mV计（厂家型号：_________________）；氟离子选择电极；饱和甘汞电极；电磁搅拌器、磁力搅拌子试剂：氟离子标准工作溶液：________mg·L-1（标准曲线法使用）；氟离子标准工作溶液：________mg·L-1（标准加入法使用）总离子强度调节液（TISAB）：pH________；待测牙膏试样：__________________________________________ 【实验步骤】1. 氟离子电极使用前的准备将电极与仪器相连接，氟电极接______极，饱和甘汞电极接______极，将两支电极浸泡在去离子水中，打开电位计，此时电位值在本底值附近（氟离子选择性电极产品说明书有注明，若相差较大，则需对电极进行处理）。
2. 氟离子系列标准溶液的配制在5个50 mL容量瓶（编好号码*）中，用吸量管依次加入________mg·L-1的氟标准溶液________、________、________、________、________mL，然后分别加入10 mL TISAB溶液，用去离子水定容。
3. 牙膏样品的处理（平行处理2份）准确称取________g左右的牙膏（精确至1 mg即可）至干燥洁净的小烧杯中，加10 mL TISAB搅拌至溶解（可在沸水浴上加热促溶，后冷却至室温），然后移入50 mL的容量瓶中，用去离子水定容。
氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟实验报告
1 氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟实验报告2.1 试剂与仪器试剂（1）F-标准溶液（0.1000mol/L）：实验室提供；（2）TISAB（总离子强度调节缓冲溶液）：实验室提供，在500ml水中，加入57ml冰醋酸，58.5g的氯化钠和0.3g的柠檬酸钠，用水稀释至1L，pH值为5.0至5.5。
表一：TISAB的组成与离子强度组成C i Z i2NaCl（1mol/L）Hac（0.25mol/L）NaAc（0.75mol/L）柠檬酸三钠（0.001mol/L）I Z I2=1.75 mol/LpH=5.0～5.5112+112=2弱酸0.7512+0.7512=1 .50.00132+0.00312=0. 012仪器pH510型pH计/离子计；电磁搅拌器；氟离子选择性电极，Ag/AgCl电极，超声波清洗器。
2.2 1.00010-2～1.000-5 mol/L的氟的标准溶液系列的配置取50ml的容量瓶，加入5mL0.1000mol/L氟标准液，加入25mlTISAC，用水稀释至刻度。
照此法，配置1.00010-2～1.000-5的氟的标准溶液，浓度差为10倍。
2.3 标准氟工作曲线的制作利用pH510型pH计/离子计，由稀至浓测量上述标准溶液系列的电位值。
以F-浓度的对数为横坐标，电位（mV）为纵坐标，绘制标准曲线。
标准曲线如图一。
2.4 牙膏中氟含量的测定准确称取1.1906g的牙膏样品于小烧杯中，用25mlTISAB稀释转移到50ml容量瓶。
定容，超声波震荡几分钟。
取待测液用以上pH510型pH计/离子计测量此时溶液的电位值，记录于表一。
根据标准氟工作曲线以及样品的电位值求出牙膏中所含有的氟的浓度，并与国家标准进行比对。
3 结果与讨论3.1 数据记录表二：离子选择性电极直接测量牙膏中氟含量的结果记录表C F- / mol/L E /mV 空白液4831.00010-5 4191.00010-4 3581.00010-3 3001.00010-2 242牙膏样品316表三：样品测定结果记录表样品质量/g 牙膏中氟含量/%1.1906 3163.2 数据处理根据所获得的实验数据，用Excel软件合成E（mV）-(-lgC F-)工作曲线，得到的工作曲线图和关系数据如图一所示：图一：E（mV）-(-lgC F-)工作曲线由工作曲线得知，线性回归方程E/mV=58.9lg（C F-/mol/L）+123.6,故牙膏中的氟含量为：C F-=10^［（316-123.6）/(-58.9］)=10^(-3.27)=5.37 10-4mol/L;则1.1906g牙膏里的F-含量为：m=5.37 10-450-3103=0.5101mg;则牙膏里的F-含量为：w=0.5101 1.1906=0.4285 mg/g;以质量分数百分含量表示：w，=0.04%3.4 实验讨论3.41 1.00010-2～1.000-5mol/L的氟的标准溶液的配置在配置溶液时，每种浓度的标准溶液加入了25ml TISAB试液，其目的是：（1）作为缓冲液保持pH值在5.0至5.5，消除了OH-的干扰，并且不易形成氟化氢缔合物；（2）其柠檬酸盐能络合Al3+、Fe3+等使原来被它们缔合的氟离子释放出来；（3）保持溶液的总离子强度基本固定不变；（4）加快平衡时间。
氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟(精)
氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟含量摘要本实验采用氟离子选择性电极直接电位法测定牙膏中的氟，用总离子强度调节缓冲剂（TISAB）固定溶液的离子强度，使活度系数成为常数，在一定浓度范围内电极电位与F-浓度的对数(lgc线性相关，通过工作曲线法可测定氟含量。
实验得到工作曲线E=16.09-59.71×lgc，相关系数R=-1.0000，牙膏样品的氟离子含量为0.9704mg/g，符合国家标准。
该方法仪器简单、操作简便，具有测定快速、灵敏度高、选择性好等优点，是测定牙膏中微量氟的良好方法。
关键词氟离子选择性电极牙膏直接电位法氟是人体不可缺少的一种微量元素，也是牙齿的重要组成成分。
研究表明，氟化物具有防治龋齿的作用。
通常，在牙膏中的氟以氟化亚锡、单氟磷酸钠或氟化钠形式存在。
适量的氟化物可通过降低釉质溶解度和促进釉质再矿化、对微生物产生作用从而影响牙体形态来预防龋病。
但高浓度的氟对人体的危害亦很大，轻则影响牙齿和骨骼的发育，出现氟化骨症、氟斑牙等慢性氟中毒，重则会引起恶心、呕吐、心律不齐等急性氟中毒。
由于氟元素摄入过多或过少都会给人体健康带来不利影响，因此在牙膏生产和销售中必须严格控制氟的含量。
我国强制性国家标准《牙膏》GB 8372-2008中规定，成人牙膏总氟量在0.05%～0.15%，含氟儿童牙膏中氟的含量在0.05%～0.11%之间。
目前，牙膏中氟含量的检测方法主要有:气相色谱法[1]、分光光度法[2]、离子色谱法[3][4]、电位滴定法[5]、离子选择性电极法[6][7]。
其中气相色谱法操作比较烦琐，不易掌握，而且有测定过程中有剧毒的HF生成，对操作人员和坏境有较大危害；分光光度法容易受到检测液中共存离子或有色杂质的影响，准确度较低；离子色谱法中F-峰受到检测液中Cl-、OH-等负离子影响，测定误差较大；电位滴定法较难选择和控制采集密度，容易产生信号噪音和伪终点，稳定性较差；氟离子选择性电极法具有操作简便、干扰少、结果准确、灵敏度高、仪器价格低廉等优点而被广泛采用。
用氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟
食欲不振、头晕、头痛、记忆力减退等症状。它使人牙齿易于脱落，肢体变形， 全身关节疼痛，严重影响人体健康。 3.2.4 我国国家标准规定的含氟牙膏中氟含量的允许量是多少？ 根据牙膏的国家标准（GB8372-2008） ，规定成人牙膏总氟量在0.05%~0.15% 之间，儿童牙膏中氟含量在0.05%~0.11%之间。 3.2.5 何为Nernst响应？若出现非Nernst响应的情况，请分析其原因。 Nernst方程是E = ������ ������ + ������ F lnα是描述电动势与溶液离子活度关系的方程式。 如果某电极对待测物的响应符合Nernst方程，称之为Nernst响应。 Nernst响应区 对应着一定的浓度范围， 当待测物质的浓度低于检测下限时，就会出现非Nernst 响应。另外，如果在待测前，被测离子吸附在电极表面上，成为双电层结构的一 部分，造成电极表面净电荷的变化也会造成非Nernst响应。
牙膏中氟含量：0.5152mg/g
以浓度的常用对数为很坐标，电位值为横坐标，作出工作曲线图：
E Linear Fit of E
420
350
E
280
2
3
4
5
-lg(c)
图 1 标准工作曲线图 计算可得标准浓度曲线方程为 E=-59.31lgc(F-)+533.3， 相关系数 R2 为 0.9998。 将 E=345mV 代 入 方 程 ， 得 到 c （ F- ） =6.866 × 10-4mol/L 。 所 以 F- 含 量 为 mi = c(������ −) ∙ Mi ·50/1.0034 = 6.866 × 10−4 × 19.0 × 50/1.0034 = 0.515 mg/g ， 符合国家规定的牙膏中游离氟含量标准。 3.2 讨论 3.2.1 实验中加入离子强度调节缓冲溶液（TISAB）的作用是什么？ TISAB 可以使溶液中的总离子强度基本固定不变，消除溶液中 OH-的干扰， 防止生成氟化氢碲化物，干扰实验结果的测定，同时，TISAB 中的柠檬酸盐能配 合 Al3+、Fe3+等离子，使原来被缔合的氟离子释放出来。 3.2.2 采用氟离子选择电极测定F-含量时，工作曲线法和标准加入法各有何优缺 点？ 工作曲线法：优点：绘制好标准工作曲线后测定工作变得简单，可直接从标 准工作曲线上读出含量，因此特别适合于大量样品的分析。缺点：仅适用于样品 组成简单或共存元素无干扰的情况。 标准加入法：优点：仅需一种标准溶液，操作简单快捷，适用组成比较复杂 的试样，准确度高。缺点：仅适用于测定份数较少的试样。 3.2.3 F含量过高对人体健康有什么危害？ 如果环境中氟含量过高， 人体中摄入过多的氟时，过量的氟主要沉淀在牙齿 和骨骼上，会出现氟斑、氟骨症及慢性氟中毒症。氟中毒早期表现为疲乏无力、
牙膏中游离氟和可溶性氟含量的测定(最终版)
2010-2011学年第二学期《仪器分析实验》实验报告牙膏中游离氟和可溶性氟含量的测定学院: 化学与环境学院学号: 20082401002年级: 2008级姓名: 温勇康班级: 化学（教育）2班指导老师: 曹玉娟实验时间： 2010.05.20一、实验题目：牙膏中游离氟和可溶性氟含量的测定二、摘要：氟具有防龋作用，国内外已将其作为一种有效的防龋制剂加至牙膏中。
然而加入量不足，会使可溶性氟浓度偏低，失去防龋作用；加入过量的氟则会引起氟中毒，即以氟斑牙、氟骨症为主要特征的慢性全身性疾病。
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。
本实验通过氟离子电极法测定牙膏中游离氟和可溶性氟含量，通过探究缓冲液的pH值来选择最佳的实验条件。
该方法具有选择性好, 准确、快速、检测范围宽的特点。
三、关键词：牙膏游离氟可溶性氟测定氟离子选择性电极四、引言：目前，测定游离氟的方法主要有氟离子选择电极法、氟试剂分光光度法、茜素锆比色法、离子色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、原子发射光谱法、荧光法等。
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法，其测定可溶性氟具有方法简便，操作快速，可测线性范围宽，抗阳离子干扰能力强，不受浊度、色度的影响等优点。
因此，得到广泛应用。
选用氟离子选择性电极来测定的原理：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。
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谢谢!
附PHS-2型酸度计的使用：
一、仪器标定 1．接通电源，预热30分钟。 2．清洗玻璃电极与甘汞电极，用滤纸轻轻吸干电极表面的水（注意：不能用力 摩擦玻璃电极），并接好所有的连线。 3．将“选择”开关调至“pH”档。 4．将“斜率”旋扭按顺时针旋到底（即100%的位置）。 5．量取少量pH= 6.86 或pH= 9.18的标准缓冲溶液，插入玻璃电极与甘汞电极。 6．调节“定位”旋扭，使显示的读数与该缓冲溶液的pH相一致。 7．取出电极，用蒸馏水清洗干净，用滤纸吸干水分，再插入pH= 4.00的标准缓 冲溶液中，调节“斜率”旋扭，使显示的读数与该缓冲溶液的pH相一致。 8．仪器经标定后，“定位”和“斜率”旋扭不应再有变动。 二、电池电动势的测定 1．选择测量电极（氯离子选择性电极），并洗净。接好测量电极与参比电极（ 甘汞电极）。 2．将“选择”开关调至“E”档。 3．依次测定不同浓度的待测液的E。 4．每次测完，用蒸汽水淋洗电极并用滤纸吸干水分，再进行下一次测定。 5．实验完成后，放好各种电极。
lgc
E/mV 1.根据上表中标准溶液的E、lgc，用origin 可做 出E-lgc 图，通过线性拟合，可以得到相关的线性关 系。通过线性关系，就可以求算氟离子含量(mg∙g-1) 。
2．根据标准加入法所得的△E和从校正曲上计算得到的 电极响应斜率S代入下述方程：
计算滤液中氟离子的含量，进而计算牙膏中氟的含量。 式中cs和Vs分别为加入标准溶液的浓度和体积。cx和Vx 分别为滤液的氟离子浓度和体积。
5、溶液电极电位的测定：
分别移取10-1~10-5mol/L 的标准溶液25mL 于50mL 塑料烧杯中，同时，用移液管准确移取牙膏试样溶
25.00mL 于50mL塑料烧杯中待测。
五、数据处理
表1. 标准溶液的电极电势
F- 浓度 （mol/L)
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
牙膏1 牙膏2
其中0.059为25℃时电极的理论响应斜率，其它符号具
有通常意义。
用离子选择电极测量的是溶液中离子活度，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。如果测量试液的离子强度维持一 定，则上述方程可表示为：
用氟离子选择电极测量F-最适宜pH范围为5.5～6.5。 pH值过低，易形成HF2-影响F-的活度；pH值过高，易引 起单晶膜中La3+水解，形成La(OH)3，影响电极的响应。 故通常用pH=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+（生成稳定的络合物）的 干扰。 使用总离子强度缓冲调节剂（TISAB），既能控制溶 液的离子强度，又能控制溶液的pH值，还可消除Al3+、 Fe3+对测定的干扰。TISAB的组成要视被测溶液的成份 及被测离子的浓度而定。
25mL TISAB溶液，用蒸馏水稀释至刻度即可。
4、配制牙膏溶液
（1）称量：称量10g（精确至0.001g）牙膏样品，用玻璃棒
取，在天平上垫上称量纸，玻璃棒与塑料烧杯一起称。
（2）超声助溶：用25ml TISAB溶液分数次将牙膏样品稀释 后转移至50ml容量瓶中（第一次用5ml，充分缓慢搅拌，直 到不溶物比较少，大概三分钟），用水定容至刻度（可能会 有少量气泡）。定容后不盖塞子，超声震荡几分钟。 （3）离心分离：倒入4ml的离心管中，放入离心机中，以 3000r/min的速度离心分离15min，冷却至室温，取上层清 液，倒入50ml容量瓶中，用蒸馏水定容。
2、配制氟离子标准溶液和TISAB缓冲溶液 （1）F-标准溶液（0.1000mol/L)： 准确称量2.0000g 在120℃干燥后的干燥过后 的氟化钠（A.R），以水溶解转入500mL 容量瓶
中用水稀释至刻度。
（2）TISAB缓冲溶液的配制： 在500mL 水中，加入A.R）， 用水稀释至1L，pH 值为5.0～5.5 之间。
牙膏中氟含量的测定
一、 实验目的
1．掌握离子选择电极法的测定原理及实 验方法。 2．学会正确使用氟离子选择性电极。
3．学会使用离子选择电极的测量方法和 数据处理方法。
二、方法原理
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：
3、配制1.000×10-2～1.000×10-5的氟的标准溶
液系列：
取1个50mL的容量瓶，准确加入5mL0.1000mol/L的氟 标准溶液，加入25mL TISAB，用水稀释至刻度，此溶液
1.000×10-2mol/L氟标准溶液。然后在1.000×10-2mol/L
标准溶液的基础上逐级稀释成1.000×10-3～1.000×105mol/L氟标准溶液，每个浓度差为十倍,在容量瓶中加入
三、仪器试剂
1、仪器与试剂
PXD - 2 型离子计一台, PHS- 2 型酸度计一台, 电
磁搅拌一套, 氟离子选择性电极、饱和甘汞电极各
一个。 2、实验药品
NaF、HAC、NaAC、NaCH 、NaOH、CDTA、
柠檬酸钠
四、实验步骤： 1、仪器装置
按图2装好仪器。附近环境应无浓盐酸等酸雾，
也无强烈电磁场干扰。