饮用水中微量氟的测定

实验名称: 饮用水中微量氟的测定

一、实验目的

1.学会用氟离子选择电极测定微量氟的方法。 2.了解总离子强度调节缓冲溶液的作用，

3.掌握用标准曲线法和标准加入法测水中微量氟浓度的方法。 二、实验原理（简写）

离子选择电极的分析方法较多，基本的方法是标准曲线法和标准加入法。用氟电极测定F－浓度的方法与测 pH值的方法相似。以氟离子选择电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，插入溶液中组成电池，电池的电动势 E 在一定条件下与F－离子的活度的对数值成直线关系：

式中 K 值为包括内外参比电极的电位，液接电位等的常数。通过测量电池电动势可以测定 F－离子的活度。当溶液的总离子强度不变时，离子的活度系数为一定值，则

E 与 F－离子的浓度 CF－的对数值成直线关系。因此，为了测定F－离子的浓度，常在标准溶液与试样溶液中同时加入相等的足够量的惰性电解质作总离子强度调节缓冲溶液，使它们的总离子强度相同。氟离子选择电极适用的范围很宽，当F－离子的浓度在 1~10－6mol/L范围内时，氟电极电位与 pF（F－离子浓度的负对数）成直线关系。因此可用标准曲线法或标准加入法进行测定。

应该注意的是，因为直接电位法测得的是该体系平衡时的 F－，因而氟电极只对游离 F－离子有响应。在酸性溶液中，H＋离子与部分 F－离子形成 HF或 HF2－，会降低 F－离子的浓度。在碱性溶液中 LaF3 薄膜与 OH－离子发生交换作用而使溶液中F－离子浓度增加。因此溶液的酸度对测定有影响，氟电极适宜测定的 pH 范围为 5~7。

三、仪器和药品（简写）

仪器：Phs-2C型酸度计；氟离子选择电极；232 型甘汞电极；电磁搅拌器;。

试剂：（1）50 μg/mL 氟标准溶液：准确称取在 120℃干燥 2 小时并冷却的分析纯 NaF0.1105 g，溶于去离子水中，转入1000 mL 容量瓶中稀释至刻度，储于聚乙烯瓶中。

（3）总离子强度调节缓冲溶液(TISAB)：于 1000 mL 烧杯中加入 500 mL 去离子水和 57 mL 冰醋酸，58 g NaCl、12 g柠檬酸钠（Na3C5H5O7。2H2O），搅拌使之溶解，将烧杯放在冷水浴中，缓缓加入 6 mol/L NaOH 溶液，直至 pH 在5.0~5.5 之间（约 125 mL，用 pH 计检查）。冷至室温，转入 1000 mL 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。

四、实验步骤（略） 1.测试准备

接通数显酸度计电源，预热仪器，将测量开关置于“mV”档。

在50mL塑料杯中加入适量去离子水，滴入1-2滴TISAB，放入搅拌子，将电极插入，开动磁力搅拌器，清洗电极到空白电势。 2.标准曲线法

（1） 取50 mL容量瓶，加入10 mL TISAB（总离子强度调节缓冲溶液），用去离子水 稀释至刻度，摇匀。放入50mL塑料杯中，测量其电势，为空白电势。

（2）用微量进样器吸取浓度为50μg/mL的氟标准溶液40.0μL注入烧杯，搅拌3min读取平衡电势，如此连续注入6次。

（3）将电极取出，用去离子水冲洗，用滤纸擦干，放入去离子水中清洗到空白电极。

（4）吸取自来水样25 mL于50mL容量瓶中，加入10mL TISAB溶液，用去离子水稀释至刻度，摇匀。在与测绘标准曲线相同的条件下测定电位E1。从标准曲线上查出F-离子浓度，再计算出自来水中含氟量。 3.标准加入法

在实验①测量后，再分别加入1.00ml 1.00⨯10-3 mol·L-1F-标准溶液后，再测定其电位值，计为E2.

4.结束实验

清洗电极至空白电势，关闭仪器，整理试验台。

五、数据处理

1.原始数据记录表

氟电极空白电势 380 mV

水样 E1mV，E2mV。 2. 数据处理与结果计算 2.1 标准曲线法

电势与溶液中氟离子的pF值的关系图

斜率=70.995 当y=303时 x=1.165 浓度=0.06839μg·mL-1

2.2 标准加入法

△E=E2-E1=25mV S=70.995 △ρ=0.09980 代入公式求得 ρx=0.06985μg·mL-1

六、问题与讨论 七、思考题

1 总离子强度调节剂的作用是什么？

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。进行掩蔽干扰离子：阴离子，OH-，阳离子，Fe3+ Al3+ 、Sn。

2. 离子选择性电极在接触浓溶液后再对稀溶液进行测量时，必须经过洗涤后才可测量，洗涤的具体要求是什么？

清洗值电势接近空白电势时才可以测稀溶液。

3.离子选择性电极测定过程中，电势平衡所需时间与哪些因素有关？ 所测离子浓度，电极状态，溶液温度，搅拌速度，共存离子种类和浓度等。 4.从操作和方法两个方面比较标准曲线法和标准加入法的优缺点。

标准曲线法又称校准曲线法，做法是将贮备标准液稀释为所需要的标准系列，用零浓度调仪器零点后，依次由低到高浓度测量标准液的吸光度(或峰高、面积)，同时测定样品和样品空白的吸光度(或峰高、面积)，在坐标纸上以标准液浓度为横坐标，对应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。它一般适用于已知样品的基本成分和标准液的基本成分相接近的样品。

标准加入法是分别在数份相同体积样品液中加入不等量的标准液，一定要有一份相同体积样品液中加入 的标准液为零，按照上面绘制标准曲线的步骤测量吸光度(或峰高、面积)，在坐标纸上以加入的标准液浓度为横坐标，对应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，用外推法(延长标准曲线和横坐标相交的数的绝对值)就可得到样品液浓度。它一般适用于组份较复杂的未知样品，能消除一些基本成份对测定的干扰，但对测定的未知成分含量要粗略估计一下，加入的标准液要和样品液浓度接近。