氟的测定
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氟的测定主要有几种方法:1。碱熔法;2。氧弹法;3。高温水解法。
1.碱熔法
样品制备:
准确称取土壤试样(过120 目) 0. 5 g(精确到0. 0001 g) 于镍坩锅(50 ml) 中,加入4. 0 g NaOH 固体( ±0. 1g) ,置于马弗炉中缓慢升温至350 ℃,保温10 min ,让NaOH 熔解和试样充
分混合。最后升到500 ℃灼烧30 min ,待冷却后用10 ml 沸水溶解样品,经少量多次冲洗转移至100 ml 容量瓶中,定容,放置36 h 后取上清液过滤待测。同时做空白样。
测定:
氟离子电极、离子色谱均可。
2.氧弹法(STM-D3761-96)
氧弹燃烧法是将煤样置于铂(或石英)增祸内在量热计氧弹的氧气-水蒸气中燃烧,然烧气体与渣样用沸水浸取、过滤、蒸馏,将煤中氟转化为氟硅酸溶液,然后测定氟含量。3.高温水解法(按标准WS/T 88-1996)
原理:
煤或土壤样品与SiO2粉混合,在氧气-水蒸气流中燃烧、水解。煤或土壤中氟被转化为氟化氢或其他含氟挥发性化合物,并被氢氧化钠吸收,用离子选择电极法测定。
操作步骤:
称取0.2g左右,准确到0.0002g经过粉碎、研磨并混匀的试样,与0.1g SiO2粉于瓷舟中混匀。用装有15ml 0.2ml/L氢氧化钠溶液的吸收管接收冷凝液。将瓷舟前端推到预先测好温度(600℃)位置,并维持5min。待样品燃烧完全后,将瓷舟推入高温区(恒温区),并在高温区停留10min。在整个操作过程中,需要调温电热套调节烧瓶内水的蒸发量,以控制收集的冷凝液体积,。每分钟收集余额2.0ml冷凝液,最后总体积控制在45ml以内。整个过程完成后,移开洗液管,取出瓷舟,将冷凝管移到50ml的容量瓶中,加一滴酚酞指示剂,用2mol/L 硝酸中和至红色消失,加水稀释至刻度,摇匀备用。最后用离子选择电极法测定。
比较与分析:在这三种方法中,以高温水解法测得的值最准确,其他两种方法测得值均偏低,特别是灰分较高的时候,偏差也较大。以现在实验室条件,做不了高温水解法,因为我们有的管式炉都是1000℃为最高温度,实验需要可以承受1300℃的管式炉。最能够实现的是碱熔法,但是我们的污泥灰分较大,若用碱熔法做,偏差较大。
附,污泥灰分代表无机物的含量,是将失去水分和挥发分的试样在空气中加热到800℃±25℃灼烧约2h,剩下的质量即为灰分。
碱熔法:
1.土壤全氟含量测定方法的比较
浙江大学学报(农业与生命科学版) 29(1): 103~107, 2003 预处理:
准确称取土样(过100目) 0.2500 g,置于50 mL的镍坩埚中,然后用少量蒸馏水润湿样品,再加入3 mL 16. 75 mol/L NaOH溶液,轻敲坩埚以使样品分散均匀,然后放入150℃烘
箱中保持1 h后取出,将坩埚放入300℃的马弗炉中,再将温度升到600℃,在此温度下使样
品熔融30 min后取出坩埚,冷却,加5 mL蒸馏水,微热以促使氢氧化钠熔块溶解,然后缓缓加入浓盐酸约4 mL,边加边搅拌,使pH调整到8~9之间(用pH试纸检查),待冷却后转入50 mL容量瓶中,稀释至标线,摇匀备用。
测定方法:
方法A(标准曲线法)
浓度标准曲线的绘制:分别吸取0.00、0.50、1.00、2.00、5.00,、10.00 ml氟标准使用液于6个100 ml容量瓶中,用水稀释至标线,混匀.即得0.00、0.50、1.00、2.00、5.00、10.00μg/ml标准系列。
依次由稀到浓分别准确吸取上述系列各10 mL,加10.0 mL TISAB后放入磁性搅拌子
一根,将电极浸入被测溶液中,以氟电极为指示电极(接阴极),甘汞电极为参比电极,搅拌10min后,于离子活度计或精密酸度计,在静止状态读取mV数,于半对数坐标纸上绘制电位E对氟离子浓度的对数曲线(logCF-)。
样品测定:试液用干滤纸过滤于干的小烧杯中,准确吸取过滤后的试液10 mL,置于50 mL小烧杯中再加10.0 mL TISAB,按标准曲线同样操作步骤进行测定,读取mV数。从标
准曲线求得氟含量。计算:CF=(V总×CF-)/W总(1)
式中:CF=土壤氟含量(μg/g土);V总—试样定容体积(mL);CF-—从标准曲线求得的氟离子浓度(μg /mL);W总—试样重量(g)。
方法B(TISAB标准加入法)
准确吸取过滤后的试液10 mL,置于50 mL小烧杯中再加10.0 mL TISAB,应用氟离子选择性电极和参比电极测定其电位E1,然后加入100μL2,000 mg/L的氟标准溶夜,再测定其电位E2.最后根据下式计算样品中总氟量[6]:
CF=Mm(10ΔE/S-1)(2)
式中:CF—样品含氟量(μg/g土);M—加入的标准氟的量,本测定中为200μg;m—样品量,
本测定中为0.2500 g;ΔE—测量的电位差,ΔE=E1-E2;S—为电极的斜率,在正常工作状态
时,S=0.1983×(测定时的气温+273)。
方法C(高氯酸标准加入法)
取上清液5 mL置于50 mL小烧杯中,再加入50mL 0.1 mol/L HClO4溶液,应用氟离子选择性电极和参比电极测定其电位E1,然后加入100μL 2 000 mg/L的氟标准溶夜,再测定其
电位E2。然后根据(2)式计算含氟量.
2.氢氧化钠碱融-氟电极法测定土壤氟
中国环境监测
样品预处理
准确称取经风干、研磨、过筛(120目)的土样0.59,于50ml镍增涡中,加入49氢氧化钠,放入马福炉中加热,由低温升至550℃时继续保温20min。取出冷却,用约50ml刚煮沸的去离子水分几次浸取,直至熔块完全溶解,移入10Om晓杯中,加入大约5-8ml盐酸,边加边充分搅拌,并在电炉上加热至近沸,冷却后转移至100ml容量瓶中,用去离子水定容,摇匀,放置澄清取上清液待测。
(二)离子于扰试验及消除:据资料报道,凡能与F一络合的离子均直接影响测定,常见
的Al“+、Fe;‘丰离r对测定有严重干扰,因为A13十、Fe“节巨与氟离子形成稳定的络离子,Ca“+、Mg“+、ZnZ十、Zr“、VS‘、Pb“十、Th“等多数阳离子也有一定的干扰,为了减少分析试液各离子浓度和活度之间的旅异所造成的误旅,加入总离子强度缓冲液是必不可少的。
但实验中发现:即使加入抗于扰和缓冲容量大的络合剂(H),仍不能完全消除干扰离r的影响,造成测定结果的偏低,原因在于AI“一、Fe3‘一等干扰离子在组成复杂的仁壤中大量存在、掀然,在测定前就必须加以分离在用氢氧化钠熔融、用热水溶解熔块后,加入适量盐酸,并充分搅拌,使有干扰的阳离户变为不溶的氢氧化物,经澄清除去。为厂防止氟的损失,应避免济液呈中性或弱酸性;在沉淀分离时pH调节至9以上实验表明:盐酸加入量大约为
5-8ml。
3.土壤中氟化物的测定方法研究
中国西部科技2009年12月(中旬)第08卷第35期总第196期样品预处理
准确称取0.5000g土壤置于镍坩埚中,加入4g氢氧化钠,放置于马弗炉中,于550℃左右保持0.5小时,待冷却后取出分次加入去离子水,于电热板上加热溶解;将坩埚内溶液完全转移至烧杯中,加入浓HC18ml,再用浓HCI调节pH值至7~8,转移至100ml容量瓶中,定容。同时做空白实验,定容100ml,为溶剂溶液。
干扰因素的消除
本分析方法采用氢氧化钠熔样,用氢氧化钠熔融时,开始温度不宜过高,应逐渐升温,缓慢加热至550~C。为防止内容物起泡上爬而溢出,采用容积为130ml的坩埚,用电热板加热浸取。待熔块完全溶解后,全部转入100ml的烧杯中,再缓慢加入适量的盐酸调
节溶液的pH至7~8。一定要避免溶液呈中性或弱酸性,防止氟的损失。然后加入总离子强度缓冲溶液调节溶液的pH值,直接用氟电极法测定。
4.土壤元素的近代分析方法