1、离子选择电极法测定含氟牙膏中氟的含量一 目的要求1.掌握用标准曲线法测定未知物浓度。2.学会使用离子计和离子选择性电极。二 原理氟离子选择电极的电极膜由LaF3单晶制成，电极电位（25oC）为： 测量电池为：氟离子选择电极试液（c=x）SCE测定时试液中应加入离子强度调节剂TISAB。标准曲线法，配制一系列标准溶液，以电位值对logC作图，然后由测得的未知试液的电位值，在标准曲线上查得其浓度。标准加入法，首先测量体积为Vx、浓度为cx的被测离子试液的电位值x，若为一价阳离子：接着在试液中加入体积为VX，浓度为cX的被测离子的标准溶液，并测量其电位值1：若VSVX（通常为100倍），Vs可忽略，
2、则假定fxfs，合并以上两式重排后取反对数：式中为两次测得的电位值之差；s为电极的实际斜率，可从标准曲线上求出。用标准加入法时，通常要求加入的标准溶液的体积比试液体积小100倍，浓度大100倍，使加入标准溶液后测得的电位变化达2030mV。三 仪器与试剂仪器 数字离子酸度计；磁力搅拌器；电极：氟离子选择电极和饱和甘汞电极。试剂 1.010-1mol/L F标准贮备液：准确称取NaF(120oC烘1h)4.199g溶于1000mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。贮存于聚乙烯瓶中待用；1.00010-21.0010-5mol/L F标准溶液用上述贮备液配制；配制离子强度调节剂(TISAB)：称
3、取NaCl 58克，柠檬酸钠10克，溶解于800毫升蒸馏水中，再加入冰醋酸57毫升，用固体氢氧化钠（或40氢氧化钠溶液）调节到pH=5，最后稀释到1升。样品（日用牙膏）。四 实验步骤1氟离子选择电极的准备将氟离子选择电极泡在110-4mol/L 氟离子溶液中约30min，然后用蒸馏水清洗数次直至测得的电位值约为-300mV(此值各支电极不同)。若氟离子选择电极暂不使用，宜于干放。 2绘制标准曲线在5只100mL容量瓶中分别配制内含5mL离子强度调节剂的1.00010-21.0010-5mol/L 氟离子标准溶液。将适量标准溶液(浸没电极即可)分别倒入5只塑料烧杯中，插入氟离子选择和饱和甘汞电极
4、，边接线路，放入搅拌子，由稀至浓分别测量标准溶液的电位值(为什么)测量完毕后将电极用蒸馏水清洗直至测得电位值-300mV左右待用。3试样中氟的测定试样用自来水或牙膏，若用牙膏，用小烧杯准确称取约1g牙膏，然后加水溶解，加入5mL TISAB。煮沸2min，冷却并转移至100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，待用。若用自来水，可直接在实验室取样。(1) 标准曲线法 准确移取自来水样50mL于100mL容量瓶中，加入5mL TISAB，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。然后全部倒入一烘干的塑料烧杯中，插入电极，连接线路。在搅拌条件下待电位稳定后读取电位值x(此溶液别倒掉，留作下步实验用)。(2) 标准加入
5、法 在实验(1)测得的电位值x后，准确加入1mL1.0010-4mol/L 氟离子标准溶液，测定电位值1 (若读得的电位值变化小于20mV，应使用1mL1.0010-3mol/L 氟离子标准溶液，此时实验需重新开始)。(3) 空白试验 以蒸馏水代替试样，重复上述测定。牙膏试样同样可按上述方式测定。五 结果处理1 用计算机绘制ElgCf 曲线，根据水样测得的电位值，在校正曲线上查得对应的浓度。计算水中的氟离子含量。牙膏中氟离子含量计算公式：2根据标准加入法公式，求试样中F-的浓度：六 注意事项1. 测量时浓度应由稀至浓，每次测定后用被测试液清洗电极、烧杯以及搅拌子。2. 绘制标准曲线时测定一系列
6、标准溶液后，应将电极清洗至原空白电位值，然后再测定未知试液的电位值。3. 测定过程中更换溶液时，“测量”键必须处于断开位置，以免损坏离子计。4. 测定过程中搅拌溶液的速度应恒定。搅拌5-8分钟后，停止搅拌测量，测量结束后用水冲洗，再用滤纸吸干。5本实验中氟ISE接负极，所以测出的电池电动势E是负值，随浓度增加，E增加（绝对值下降）。6氟电极不用时干燥保存。氟离子储备液要用聚乙烯瓶子装。7注意参比电极内是否有气泡，若没充满，应补充饱和氯化钾溶液。七 思考题1. 写出离子选择电极的电极电位完整表达式。2. 为什么要加入离子强度调节剂？3. 试比较标准曲线法、标准加入法测得的F-的浓度有何不同。如有，说明原因。
