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1mg·L-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（ⅱ）以增加导电性）封在塑料管的一端，管内装有0.1mol·L-1NaF和0.1mol·L-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1–10-60.1mol·L-1范围内符合能斯特响应。
---Ac-、氟离子选择性电极具有较好的选择性。常见的阴离子NO3、SO2PO34、4、
-Cl-、Br-、I-、HCO3等不干扰，主要的干扰物是OH-。产干扰的原因，很可能
是由于在膜的表面发生如下反应：
--LaF3 ? 3OH????La(OH)3 ?3F
反应产生的氟离子因电极本身的响应而造成干扰。在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5～6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
Fe3?、Al3? 、Sn（ⅳ）干扰外其他不干扰。这几种离子的干扰可以加入柠檬酸
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NaCl 控制试液的离子强度。
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2个；吸耳球1个。 2、0.1mol·L-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10?4mol·L-1的或更低浓度的F-溶液中浸泡约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300mv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0.1mol·L-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
1.00?10?2mol·L-1F-溶液；在第二只100ml容量瓶中，加入1.00?10?2 mol·L-1F-
溶液和TISAB10ml，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00?10?3 mol·L-1F-溶液。按上述方法依次配制1.00?10?6～1.00×10-4mol·L-1 F-标准溶液。
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，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 ?1mV内，读取电位值。再分别测定其他F?溶液的电位值。 （3）氟含量的测定
①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E1。
②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 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 E0/ mv 10-2 107.6 10-3 166
10-4 222.2 10-5 244.3 10-6 291.5 y = -0.0446x + 0.02790.350.30.25EO/v0.20.150.10.050-8-6-4loga-20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 C1 ?7 6.25?10mol/L E12 0.3045V C2 6.28?10?7mol/L E13 0.3045V C3
6.28?10?7mol/L CF??6.27?10?7mol/L3、标准加入法计算出试样中氟的含量