㈠ 离子选择性电极法测定水中氟离子中，测定的是氟的活度还是浓度
一.目的
1.掌握直接电位法测定的原理及实验方法.
2.掌握用标准加入法和Gran作图法测定水中微量氟离子方法.
3.学会正确使用氟离子选择性电极和酸度计或离子计.
二.原理
水中氟含量的高低对人体健康有一定影响,饮用水含氟为 0.5mg/L左右为宜.氟含量过高易患氟斑牙或发生氟中毒,而过低又会引起龋齿病.通常超过1.4mg/L的水禁止使用.
氟的测定通常采用比色和直接电位法(即氟离子选择性电位法).前者的测定范围较宽,但干扰因素多,往往需对试样进行预处理.后者的测量范围虽不如前者宽,但可满足水质分析要求,且操作简单,干扰因素少,不需要对水进行预处理.因此,直接电位法已广泛用于水中氟的测定.
本实验中,应用氟离子选择性电极与饱和甘汞电极(S.C.E接正极),待测试液组成原电池.若在待测试液加入TISAB,使离子强度保持恒定,那么测量得到的电池电动势E与氟离子浓度关系式为:
2.303RT
E=K'+ ─────logCF-
F
=K'+SlogCF-
据此,当氟离子浓度在1--10-6mol·L-1范围内电池电动势E 与氟离子浓度的对数logCF-呈直接关系.这就是直接电位测定氟离子的理论基础.
1.标准加入法:
当试样成份复杂,组成变化较大时采用此法.先测体积为VX的未知试液的电动势EX,然后向未知试液加入体积为VS(约为VX/100),浓度为CS的标准溶液,测得电动势为EX+S,即可用下式求出待测试液中F-的浓度:
CSVS
CF- = ────×[10△E/S-1]-1
VX
式中△E=EX+S-EX,S为电极的实际斜率.
2.Gran作图法:
本法属多次等体积标准加入法.采用新的作图法求离子浓度的一种实验技术.当未知液加入的体积为Vs,浓度的Cs标准溶液后,其电池电动势
CF-VX+CSVJ
E=K'+Slog ━━━━━━━━
VX+VS
即
(Vx+Vs)10E/S=10K'/S(CF-VX+CSVS)
若以(VX+VS)10E/S对VS作图便一直线,外延直线,在轴上得交点Ve,此时
CF-VX+CSVE=0
故CF-=-CSVe/VX
实际作图时为省去纵坐标的烦杂数字计算,可利用10% 体积校正的格氐作图纸(见图1).此种作图纸纵坐标是反对数设计的,因此可直接标以E值,横坐标代表加入标准溶液体积,每大格代表体积数为待测的溶液体积百分之一.此种作图纸斜率S是固定的,对一价离子为58mv/px,二价离子为 29mv/px.若实际使用的电极斜率与此不符,可进行电位校正,也可作空白校正.
㈡ 氟离子选择电极法测尿氟
1．性质氟是淡黄色、有刺激性的气体。原子量19.0，比重1.69，熔点-219.6℃，沸点-188.2℃。氟的性质极其活泼，遇水剧烈地分解成氟化氢和氧，在空气中迅速变成氟化氢，氟可与许多单质相作用。自然界中只以氟化物形态存在，如荧石(CaF2)、冰晶石(Na3AlF6)、磷灰石[Ca5(PO4)2F]等。氟化氢的熔点为-92℃，沸点19.5℃，可以任意比例溶解于水。氟化钠的沸点为1695℃。 2.接触机会制造冷冻剂(氟里昂，即二氟二氯甲烷)、氟塑料、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、农业杀虫剂等。二、离子选择电极法测定尿氟 1.原理氟离子选择电极与含氟离子的待测液和甘汞电极组成电池，电池的电动势可用下式表示： E＝[EAgCl/Ag + E膜] - EHgCl2 + E液接 + E不对称由于膜电位 E膜＝(E0 - 0.0591gaFx) - (E0 - 0.0591gaF) E＝EAgCl/Ag + 0.0591gaF - EHgCl2 + E液接 + E不对称 - 0.0591gaFx 在—定条件下，前五项恒定不变，可合并成新的常数K。即E=K - 0.0591gaF 即电池的电动势与溶液中氟离子活度的对数呈直线关系。在实际工作中，需要知道的是氟离子的浓度，根据a＝gC可知，当离子强度一定时，活度系数g恒定，则有 E＝K – 0.059lggCF ＝K - 0.0591gg - 0.0591gCF ＝K' - 0.0591gCF 即离子强度恒定时，电动势与溶液中氟离子浓度的对数成线性关系，据此，可以用标准曲线法或标准加入法定量。 2.尿样的采集和保存用聚乙烯瓶收集一次尿样。尽快测定比重，于4℃冰箱中可保存2周。 3.测定方法取10ml混匀尿样于小烧杯中，加10ml总离子强度调节缓冲液，混匀，测定mV数，在标准曲线上查出相应的氟浓度。 4.说明总离子强度调节缓冲液的作用： (1)控制各尿液与标准液的离子强度基本一致：通常尿液的离子强度在0.32mol/L左右，但不同的尿液其离子强度有差异。故在测定前，向尿液加入等体积的总离子强度调节缓冲液，使混合后溶液离子强度达到1mol/L左右，这样，不同尿液离子强度的差异被掩盖了。氟标准溶液是用纯水配制的，所以在标准溶液中，除了加总离子强度调节缓冲液外，还应加入模拟尿，使离子强度达到1mol/L左右。 (2)控制溶液的pH在5~5.5之间：由于氢氟酸是弱酸，在溶液中存在着电离平衡，当溶液的酸性较强时，氟离子与氢离子结合生成氟化氢，在氟电极上不响应，故需要将溶液的pH控制在5以上，使99%的氟以氟离子的形式存在；另一方面，OH-离子半径与F-接近，又都是负一价，氟电校对0H-有同样的响应，即0H-离子对F-离子的测定有明显的干扰，特别当溶液的pH高时，干扰尤其严重。因此，应控制溶液的pH不能太高。 (3)排除Al3+、Fe3+等离子的干扰，防止与F-离子形成配离子而干扰测定：A13+、Fe3+等离子能与F-离子形成配离子而干扰测定，所以在总离子强度调节缓冲液中加有柠檬酸盐。柠檬酸根离子能与A13+、Fe3+离子形成稳定的配合物，释放出氟离子，排除干扰。（4）可加快反应速度，缩短达到平衡所需时间。如10-6mol/L的F—在纯水中平衡时间约为1h，而加入离子强度缓冲液后，10min内即可达平衡。
㈢ 用电位法测定溶液中的氟离子，用什么电极作指示电极和参比电极
一.目的1.掌握直接电位法测定的原理及实验方法.2.掌握用标准加入法和Gran作图法测定水中微量氟离子方法.3.学会正确使用氟离子选择性电极和酸度计或离子计.二.原理水中氟含量的高低对人体健康有一定影响,饮用水含氟为0.5mg/L左右为宜.氟含量过高易患氟斑牙或发生氟中毒,而过低又会引起龋齿病.通常超过1.4mg/L的水禁止使用.氟的测定通常采用比色和直接电位法(即氟离子选择性电位法).前者的测定范围较宽,但干扰因素多,往往需对试样进行预处理.后者的测量范围虽不如前者宽,但可满足水质分析要求,且操作简单,干扰因素少,不需要对水进行预处理.因此,直接电位法已广泛用于水中氟的测定.本实验中,应用氟离子选择性电极与饱和甘汞电极(S.C.E接正极),待测试液组成原电池.若在待测试液加入TISAB,使离子强度保持恒定,那么测量得到的电池电动势E与氟离子浓度关系式为:2.303RTE=K'+─────logCF-F=K'+SlogCF-据此,当氟离子浓度在1--10-6mol·L-1范围内电池电动势E与氟离子浓度的对数logCF-呈直接关系.这就是直接电位测定氟离子的理论基础.1.标准加入法:当试样成份复杂,组成变化较大时采用此法.先测体积为VX的未知试液的电动势EX,然后向未知试液加入体积为VS(约为VX/100),浓度为CS的标准溶液,测得电动势为EX+S,即可用下式求出待测试液中F-的浓度:CSVSCF-=────×[10△E/S-1]-1VX式中△E=EX+S-EX,S为电极的实际斜率.2.Gran作图法:本法属多次等体积标准加入法.采用新的作图法求离子浓度的一种实验技术.当未知液加入的体积为Vs,浓度的Cs标准溶液后,其电池电动势CF-VX+CSVJE=K'+Slog━━━━━━━━VX+VS即(Vx+Vs)10E/S=10K'/S(CF-VX+CSVS)若以(VX+VS)10E/S对VS作图便一直线,外延直线,在轴上得交点Ve,此时CF-VX+CSVE=0故CF-=-CSVe/VX实际作图时为省去纵坐标的烦杂数字计算,可利用10%体积校正的格氐作图纸(见图1).此种作图纸纵坐标是反对数设计的,因此可直接标以E值,横坐标代表加入标准溶液体积,每大格代表体积数为待测的溶液体积百分之一.此种作图纸斜率S是固定的,对一价离子为58mv/px,二价离子为29mv/px.若实际使用的电极斜率与此不符,可进行电位校正,也可作空白校正.
㈣ 为什么氟离子选择电极最适于pH5--6范围内测定
太酸， 平衡 F- + H+ <---> HF 会向右方移动，造成负的分析误差。
太碱， 溶液中大量的OH- 会和 F- 竞争电极表面活性点。
㈤ 氟离子选择电极法测定氟离子的浓度范围一般为
水中氟含量的高低对人体健康有一定影响,饮用水含氟为 0.5mg/L左右为宜.氟含量过高易患专氟斑属牙或发生氟中毒,而过低又会引起龋齿病.通常超过1.4mg/L的水禁止使用.
氟的测定通常采用比色和直接电位法(即氟离子选择性电位法).前者的测定范围较宽,但干扰因素多,往往需对试样进行预处理.后者的测量范围虽不如前者宽,但可满足水质分析要求,且操作简单,干扰因素少,不需要对水进行预处理.因此,直接电位法已广泛用于水中氟的测定.
㈥ 氟化物离子选择电极法标准曲线的浓度怎么算
为什么牙膏中来的氟化物可防龋自齿 牙齿噬斑分泌出来的酸性物质不断消耗牙齿中的矿物质--这个过程被称为脱矿物质过程--从而造成龋齿。但是，向受到损害的牙齿部位补充矿物质，就可以修复这些龋洞。经常局部地施用低浓度的氟化物，既可加快珐琅质晶体的生长速度，又可增大它的体积，从而把牙齿从脱矿物质的苦难中拯救出来，走上补充矿物质的健康之路。此外，新生的珐琅质晶体不大容易遭到酸性物质的攻击。 体内氟化物--主要通过肠胃系统进入血液循环的氟化物--有助于促进牙齿的发育过程。氟化物进入牙胚以后，就与正处于发育阶段的珐琅质晶体发生反应，开始用氟磷灰石取代羟基磷灰石。氟磷灰石是一种含有氟化物的晶体，它比牙齿珐琅质中的普通晶体成分羟基磷灰石具有更强的抗腐蚀能力。 氟化物防止龋洞的方式有好几种：把羟基磷灰石转换成难以溶解的氟磷灰石，降低珐琅质在酸类中的可溶性；对牙齿噬斑直接产生影响，降低噬斑生物体分泌酸性物质的能力；加快那些因为受酸性物质侵蚀而脱钙的牙齿珐琅质部位的矿物质补充速度。 氟化物的上述作用很可能是同步进行的，但补充矿物质是关键，因为这既可以阻止龋齿变本加厉，又可以增加抗腐珐琅质的表面积。
㈦ 离子选择电极法测定氟
方法提要
试样用氢氧化钠熔融后，用水浸取熔块，使氟与部分元素的化学键解离而释放出氟离子。在pH6.8～7.2的柠檬酸-三乙醇胺溶液中，以氟离子选择电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，用离子计测定试液中的电位值。
方法适用于水系沉积物及土壤中氟量的测定。
方法检出限(3s):20μg/g氟。
测定范围:60～3400μg/g氟。
仪器及材料
离子计精度0.1mV。
氟离子选择电极要求氟含量在10-1～10-5mol/L内，电极电位与浓度的负对数呈良好的线性关系。电极使用前在0.001mol/LNaF溶液中浸泡1h，使之活化，然后用水清洗至说明书上的规定值(一般在去离子水中的电位为-320mV)。
饱和甘汞电极。
电磁搅拌器。
石墨坩埚30mL。
试剂
氢氧化钠。
盐酸。
乙醇。
柠檬酸钠溶液称取500g柠檬酸钠，用水溶解后，加水稀释至1700mL，搅匀，备用。
氢氧化钠溶液(50g/L)称取5gNaOH置于200mL塑料烧杯中，加水溶解后，用水稀释至100mL，贮存于塑料瓶中备用。
三乙醇胺缓冲溶液(pH=7.0)量取200mL三乙醇胺，加入约215mL(1+1)HCl，调节溶液pH在6.8～7.1范围，再用水稀释至1000mL。
氟标准溶液Ⅰρ(F)=100μg/mL称取0.2210g已在500℃烘焙15min，并在干燥器中冷却的优级纯氟化钠，置于150mL塑料烧杯中，加入100mL水溶解后，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，立刻移入净化的塑料瓶中。
氟标准溶液Ⅱρ(F)=10.0μg/mL分取50.00mL氟标准溶液Ⅰ，移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，立刻移入净化的塑料瓶中。
酚红指示剂(1g/L)称取0.10g酚红置于100mL烧杯中，加入100mL水及数滴NaOH溶液使之溶解。
校准曲线
于一组25mL容量瓶中，分取0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL氟标准溶液Ⅱ，再分取0.80mL、1.60mL、2.40mL、3.20mL氟标准溶液Ⅰ。分别加入5mL空白试验溶液［为了便于控制体积，可将两份空白试验溶液合并在同一个100mL容量瓶中，这样就可以加入分取试样溶液体积的一半］。再加入7.5mL柠檬酸钠溶液，摇匀。加2滴酚红指示剂，用(1+1)HCl和氢氧化钠溶液调至溶液呈橙红色pH6.8～7.1，加入2.5mL三乙醇胺缓冲溶液，用水稀释至刻度，摇匀，配成0.00μg/mL、0.20μg/mL、0.40μg/mL、0.80μg/mL、1.60μg/mL、3.20μg/mL、6.40μg/mL、9.60μg/mL、12.80μg/mL的氟标准系列。
将溶液倒入50mL塑料杯中，放入1根转子，将塑料杯放在电磁搅拌器上，插入氟离子选择电极和饱和甘汞电极，在转子不断搅拌下，在离子计上测定并读取平衡后稳定的电位值。以氟量(lgC)为横坐标，氟离子选择电极电位值为纵坐标，在半对数纸上绘制校准曲线。
分析步骤
称取0.5～1.0g(精确至0.0001g)试样(粒径小于0.075mm，经室温干燥后，装入磨口小玻璃瓶或小塑料瓶中备用)置于30mL石墨(或镍)坩埚中，放入高温炉内，升温至450℃焙烧1h(石墨坩埚宜低于400℃;若有机质较低，可不焙烧)，取出冷却。加入几滴乙醇润湿试样，加入6gNaOH，放入高温炉内，慢慢升温至620℃，保温15min。取出，稍冷后，将坩埚放入盛有60mL沸水的150mL塑料烧杯中(若溶液中有锰离子的绿色，可加入几滴乙醇还原)。待熔融物完全脱落后，用水洗出坩埚，冷却至室温，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。放置澄清或干过滤。
分取10.00mL澄清溶液于50mL塑料烧杯中，加入7.5mL柠檬酸钠溶液，摇匀。加2滴酚红指示剂，用(1+1)HCl和氢氧化钠溶液调至溶液呈橙红色pH6.8～7.1，加入2.5mL三乙醇胺缓冲溶液，将溶液移入25mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。将溶液倒回原塑料杯中，然后按校准曲线步骤操作，在校准曲线上查得试样溶液中的氟量。
试样中氟含量的计算参见式(84.8)。
注意事项
1)也可将试样加入4gNa2O2搅匀，面上再覆盖1g，在镍坩埚中于700℃高温炉中熔融。
2)可从测定钨、钼的试样溶液中分取试液进行测定。
㈧ 电极法测定氟离子含量数据怎么处理
以氟离子选择性电极（为指示电极）。饱和甘汞电极（为参比电极),与被测溶液组成一个电化学电池。测定前将总离子强度调节剂TISAB加入到被测溶液中以保证该溶液的离子强度基本不发生变化。一定条件下其电池的电动势E与氟离子活度αF-的对数值成直线关系。测量时，若指示电极接正极，则0.05921gCF25oC)。当被测溶液的总离子强度不变化时，氟离子选择性电极的电极电位与溶液中氟离子浓度的对数呈线性关系，即0.0592lgCF(25oC)。可用标准曲线法和标准加入法进行测定。
三、仪器
1 ZDJ-4A型自动电位滴定仪 一台
2 氟离子选择性电极（PF-1型） 一只 指示电极
3 饱和甘汞电极（212型） 一只 参比电极
4 T-818-B-6 温度传感器 一只
5 容量瓶 50mL 7只; 100mL
6 分度移液管 1mL、10mL 各一只； 移液管 25mL 一只 7 量筒 10mL 一只
四 试剂
1 氟离子标准储备液（100ug/mL):将分析纯的氟化钠与120oC烘干2h，冷却后准确称取0.2210g与小烧杯中，用去离子水溶解后转移至1000mL容量瓶中，定容摇匀。转移至聚乙烯塑料瓶中备用。
2 氟离子标准使用液：（10ug/mL):准确移取10mL氟离子标准储备液定量转移至100mL瓶中，用去离子水稀释至刻度，定容摇匀。
3 NaOH 6mol/L
4 总离子强度调节剂TISAB溶液：于1000烧杯中，加入500mL去离子水，随之量取60mL冰醋酸倒入其中。再将取的NaCl 58g，及二水柠檬酸钠 12g倒入后，搅拌至完全溶解。再缓缓加入NaOH 6mol/L 溶液调节至pH=5.5~6.5之间，冷却后，转移至1000mL容量瓶中，用去离子水定容，摇匀备用。
五 样品分析
（一）标准曲线法
1 标准曲线绘制
用分度移液管准确吸取氟离子标准使用液0.20、0.40、0.60、0.80、1.00ml 分别置于5只5ml容量瓶中，再各加入，以去离子水定容后，摇匀。往50ml塑料试杯中加入少许待测液清洗塑料试杯，清洗后再进行测定。在搅拌条件下依次测定各试液的电位E值。以电位E的绝对值为纵坐标，样品浓度的对数值lgCF为横坐标绘制E—lgCF标准曲线。 2 样品测定
准确移取水样25.0ml于50ml容量瓶中，加入TISAB10ml，以去离子水稀释至刻度，摇匀后倒入塑料烧杯中，再与标准系列测定相同的条件下测定水样的电位E值。可依据其测定结果从标准曲线上查得lgCF，进而求出CF (以ug/mL表示)。
（二）标准加入法
在100ml容量瓶中，加入TISAB10ml和20.00ml水样，用去离子水定容，摇匀后倒入塑料烧杯中测定其电位值，记作E1:;再向其中准确加入1.00ml氟离子标准使用液，继续测定电位值，记作E2。按下式计算水样中的氟含量 (以ug/mL表示)。
C=C(10E/S—1）-1
式中: C—加入标准溶液后F浓度的增加量； E—加入标准溶液后电位的增加量；
S—电极的斜率；即 -2.303RT/F为 -0.0592（25℃）
六 数据记录与处理
F-E~lgCF-标准曲线。
3 依据所测得水样的E值，可从E~lgCF-标准曲线上求得水样的氟含量C(/ug/mL)。
七 注意事项
1 氟离子选择性电极仅对溶液中F有响应。若是在酸性溶液中，H+与部分F结合形成HF或HF-2，从而使溶液中的F浓度降低，使测定结果偏低；而在碱性溶液中，氟离子选择性电极的敏感膜材料LaF3会因与OH发生交换作用而使溶液中的F浓度增加，使得测定结果偏高。因此，实验条件应控制其pH范围内。
2 氟离子选择性电极的干扰离子主要有Fe3+、Al3+。其中Al3+在pH=5.5~6.5时，会与F络合，可通过加入柠檬酸钠予以消除。在允许浓度范围内其相对误差不超过±4%时，在含有TISAB的F溶液中，Fe3+将不干扰测定。
3 F 氟离子选择性电极在使用前，应先在纯水中浸泡数小时或过夜，连续使用的间隙可浸泡在纯水中。每次测定前应使用合格的去离子水清洗电极使其空白电位为-340mV以上，达到要求即可使用。
4 若经清洗后，仍难以达到空白电位时，则应可虑电极膜是否钝化，若是，可将电极膜作适当抛光处理。
㈨ 用离子选择电极法测定水质氟化物，其曲线数据是正还是负
是负的。如果你的工作电极和标准电极反向了，结果就正的了