1、离子选择性电极法测定氟离子一、实验目的1、了解氟离子选择性电极的构造及测定自来水中氟离子的实验条件。2、掌握离子计的使用方法。二、实验原理氟化物在自然界中广泛存在，也是人体正常的组织之一。人在日常生活中过多或过少的摄入氟离子都会对人体有害。1976 年全国颁发的生活饮用水卫生标准制定饮用水中的氟含量不得超过 1mgL-1。水中衡量氟的测定可采用蒸馏比色法和氟离子选择电极法。前者费时，后者简便快速。将氟化镧单晶（掺入微量氟化铕（）以增加导电性）封在塑料管的一端，管内装有 0.1molL-1NaF 和 0.1molL-1NaCl 溶液，以 Ag-AgCl 电极为参比电极，构成氟离子选择性电极。用氟
2、离子选择性电极测定水样时，以氟离子选择电极作指示电极，以饱和甘汞电极作参比电极，组成的测量电池为氟离子选择性电极试液SCE如果忽略液接电位，电池的电动势为：E=b-0.0592logaF-即电池的电动势与试液中的氟离子活度的对数成正比。氟离子选择性电极一般在 110-60.1molL-1 范围内符合能斯特响应。氟离子选择性电极具有较好的选择性。常见的阴离子 、 、 、-3NO-24S-34P、 、 、 、 等不干扰，主要的干扰物是 。产干扰的原因，-Ac-Cl-BrI-3HCO-H很可能是由于在膜的表面发生如下反应： -3-3 F La() LaF反应产生的氟离子因电极本身的响应而造成干扰。在
3、较高酸度时由于形成 而降低了 离子活度，因此，测定时须控制试液的 pH 在 56 之间。通常用乙酸缓冲溶液控制溶液的 pH。常见的阳离子除易于氟离子形成稳定配位离子的 、 、 （）干扰外其他不干扰。这几种离子的干扰可以加入柠檬3FeAlSn酸钠进行掩蔽。用氟离子选择性电极测定溶液中氟离子的活度，因此，必须加入大量的电解质如 控制试液的离子强度。NaCl用氟离子选择性电极测定氟离子时，应加入总离子强度调节缓冲溶液，以控制试液的 pH 和离子强度以及消除干扰。三、仪器与试剂1、离子计；氟离子选择性电极；饱和甘汞电极；电磁搅拌器；100ml 容量瓶 7个；100ml 烧杯 2 个；100ml 移液管
4、 2 个；吸耳球 1 个。2、0.1molL -1 标准溶液，总离子强度调节缓冲溶液（TISAB）四、实验步骤（1）氟离子选择性电极的准备 氟离子选择性电极在使用前，应在含有 molL-1 的或更低浓度的 溶410 -F液中浸泡约 30min。使用前，先用去离子水吹洗电极，再在去离子水中洗至电极的纯水电位。其方法是将电极浸入去离子水中，在离子计上测量其电位，观察其电位变化，如此反复进行处理，直至其电位稳定并达到纯水的电位为止。氟离子选择性电极的纯水电位于电极组成有关，也与纯水的质量有关，一般在300mv 左右，但在本次实验中，由于电极使用时间较长或其他原因，测得的纯水电位为 358mv，与 3
5、00mv 相差较大。（2）线性范围及其能斯特斜率的测定在 5 只 100ml 容量瓶中，用 10ml 移液管移取 0.1molL-1F-标准溶液于第一只 100ml 容量瓶中，加入 TISAB10ml，去离子水稀释至标线，摇匀，配成molL-1F-溶液；在第二只 100ml 容量瓶中，加入 molL-1F-210. 210.溶液和 TISAB10ml，去离子水稀释至标线，摇匀，配成 molL-1F-溶3液。按上述方法依次配制 1.0010 -4molL-1 标准溶液。610.-F将适量的 F-标准溶液分别倒入 5 只塑料烧杯中，放入此行搅拌子，插入氟离子选择性电极和饱和甘汞电极，连接好离子计，
6、开启电磁搅拌器，由稀至浓分别进行测量，在仪器数字显示在 mV 内，读取电位值。再分别测定其他1溶液的电位值。F（3）氟含量的测定标准曲线法 准确吸取自来水水样 50.0ml 于 100ml 的容量瓶中，加入10ml TISAB，去离子水稀释至标线，摇匀。全部倒入三个小烧杯中，按上述的实验步骤平行测定三次，记录数据，计为 。1E标准加入法 在实验测量后，再分别加入 1.00ml molL-1F-310.标准溶液后，再测定其电位值，计为 2五、实验数据：1、线性范围及能斯特斜率的测量氟离子 moL/L-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 E0/ mv 107.6 166 222.
7、2 244.3 291.5 y = -0.0446x + 0.027900.050.10.150.20.250.30.35-8 -6 -4 -2 0logaEO/v 系 列 1线 性 (系 列 1)2、氟含量的测定水样中氟含量的测定：E11 0.3046V C176.251/molLE12 0.3045V C2 80E13 0.3045V C37./l 76.210/FCmolL 3、标准加入法计算出试样中氟的含量E21 0.2541VE22 0.2491VE23 0.2554V/ 6 1101290()XESSsx xFcCVc cmgL AA求得： 71.9610(21)xFcmolLE A2718.(3)xFcl 75410/moL6 12928.67x xFccmgL 六、思考题：1 用离子选择性电极法测定氟离子时加入 TISAB 的组成和作用各是什么？答：TISAB，乙酸缓冲溶液调节溶液的 PH，离子强度的调节可加入大量的电解质如 NaCl 进行调节。加入柠檬酸进行掩蔽干扰离子：阴离子， OH-，阳离子，Fe3+ Al3+ 、Sn。2 标准曲线法和标准加入法各有何特点，比较本实验用这两种方法测得的结果是否相同，如果不同说明原因。答：标准加入法比标准曲线法操作简便，这两种方法测得的实验结果在排除误差的影响时基本相同。
