電位法測定污水中氟化物

1. 氟離子選擇電極法測定氟離子的濃度范圍一般為

水中氟含量的高低對人體健康有一定影響,飲用水含氟為 0.5mg/L左右為宜.氟含量過高易患專氟斑屬牙或發生氟中毒,而過低又會引起齲齒病.通常超過1.4mg/L的水禁止使用.
氟的測定通常採用比色和直接電位法(即氟離子選擇性電位法).前者的測定范圍較寬,但干擾因素多,往往需對試樣進行預處理.後者的測量范圍雖不如前者寬,但可滿足水質分析要求,且操作簡單,干擾因素少,不需要對水進行預處理.因此,直接電位法已廣泛用於水中氟的測定.

2. 測定氟化物和ph時水樣有顏色或渾濁為什麼不影響測定

原因：
1、氟化物的含量，不是比色分析和濁度分析，所以顏色或渾濁沒有關系，就不影響其測定；
2、測定pH時，不是比色分析和濁度分析，所以顏色或渾濁沒有關系，就不影響其測定；
3、測定氟化物和pH,都是電化學法，都採用能斯特方程式測定的是電位值。
水樣有顏色或渾濁，都不影響其測定；

3. 離子選擇性電極法測定水中氟離子中，測定的是氟的活度還是濃度

一.目的
1.掌握直接電位法測定的原理及實驗方法.
2.掌握用標准加入法和Gran作圖法測定水中微量氟離子方法.
3.學會正確使用氟離子選擇性電極和酸度計或離子計.
二.原理
水中氟含量的高低對人體健康有一定影響,飲用水含氟為 0.5mg/L左右為宜.氟含量過高易患氟斑牙或發生氟中毒,而過低又會引起齲齒病.通常超過1.4mg/L的水禁止使用.
氟的測定通常採用比色和直接電位法(即氟離子選擇性電位法).前者的測定范圍較寬,但干擾因素多,往往需對試樣進行預處理.後者的測量范圍雖不如前者寬,但可滿足水質分析要求,且操作簡單,干擾因素少,不需要對水進行預處理.因此,直接電位法已廣泛用於水中氟的測定.
本實驗中,應用氟離子選擇性電極與飽和甘汞電極(S.C.E接正極),待測試液組成原電池.若在待測試液加入TISAB,使離子強度保持恆定,那麼測量得到的電池電動勢E與氟離子濃度關系式為:
2.303RT
E=K'+ ─────logCF-
F
=K'+SlogCF-
據此,當氟離子濃度在1--10-6mol·L-1范圍內電池電動勢E 與氟離子濃度的對數logCF-呈直接關系.這就是直接電位測定氟離子的理論基礎.
1.標准加入法:
當試樣成份復雜,組成變化較大時採用此法.先測體積為VX的未知試液的電動勢EX,然後向未知試液加入體積為VS(約為VX/100),濃度為CS的標准溶液,測得電動勢為EX+S,即可用下式求出待測試液中F-的濃度:
CSVS
CF- = ────×[10△E/S-1]-1
VX
式中△E=EX+S-EX,S為電極的實際斜率.
2.Gran作圖法:
本法屬多次等體積標准加入法.採用新的作圖法求離子濃度的一種實驗技術.當未知液加入的體積為Vs,濃度的Cs標准溶液後,其電池電動勢
CF-VX+CSVJ
E=K'+Slog ━━━━━━━━
VX+VS
即
(Vx+Vs)10E/S=10K'/S(CF-VX+CSVS)
若以(VX+VS)10E/S對VS作圖便一直線,外延直線,在軸上得交點Ve,此時
CF-VX+CSVE=0
故CF-=-CSVe/VX
實際作圖時為省去縱坐標的煩雜數字計算,可利用10% 體積校正的格氐作圖紙(見圖1).此種作圖紙縱坐標是反對數設計的,因此可直接標以E值,橫坐標代表加入標准溶液體積,每大格代表體積數為待測的溶液體積百分之一.此種作圖紙斜率S是固定的,對一價離子為58mv/px,二價離子為 29mv/px.若實際使用的電極斜率與此不符,可進行電位校正,也可作空白校正.

4. 用氟電極測定F-濃度的原理是什麼

一.目的

1.掌握直接電位法測定的原理及實驗方法。
2.掌握用標准加入法和Gran作圖法測定水中微量氟離子方法。
3.學會正確使用氟離子選擇性電極和酸度計或離子計。

二.原理

水中氟含量的高低對人體健康有一定影響, 飲用水含氟為 0.5mg/L左右為宜。氟含量過高易患氟斑牙或發生氟中毒, 而過低又會引起齲齒病。通常超過1.4mg/L的水禁止使用。
氟的測定通常採用比色和直接電位法(即氟離子選擇性電位法)。前者的測定范圍較寬,但干擾因素多,往往需對試樣進行預處理。 後者的測量范圍雖不如前者寬,但可滿足水質分析要求,且操作簡單,干擾因素少,不需要對水進行預處理。因此, 直接電位法已廣泛用於水中氟的測定。
本實驗中,應用氟離子選擇性電極與飽和甘汞電極(S.C.E接正極),待測試液組成原電池。若在待測試液加入TISAB,使離子強度保持恆定,那麼測量得到的電池電動勢E與氟離子濃度關系式為:

2.303RT
E=K'+ ─────logCF-
F

=K'+SlogCF-
據此,當氟離子濃度在1--10-6mol·L-1范圍內電池電動勢E 與氟離子濃度的對數logCF-呈直接關系。 這就是直接電位測定氟離子的理論基礎。
1. 標准加入法:
當試樣成份復雜,組成變化較大時採用此法。先測體積為VX的未知試液的電動勢EX,然後向未知試液加入體積為VS(約為VX/100), 濃度為CS的標准溶液,測得電動勢為EX+S,即可用下式求出待測試液中F-的濃度:

CSVS
CF- = ────×[10△E/S-1]-1
VX

式中△E=EX+S-EX,S為電極的實際斜率。
2. Gran作圖法:
本法屬多次等體積標准加入法。 採用新的作圖法求離子濃度的一種實驗技術。當未知液加入的體積為Vs,濃度的Cs標准溶液後, 其電池電動勢

CF-VX+CSVJ
E=K'+Slog ━━━━━━━━
VX+VS
即
(Vx+Vs)10E/S=10K'/S(CF-VX+CSVS)
若以(VX+VS)10E/S對VS作圖便一直線,外延直線,在軸上得交點Ve,此時
CF-VX+CSVE=0

故CF-=-CSVe/VX

實際作圖時為省去縱坐標的煩雜數字計算,可利用10% 體積校正的格氐作圖紙(見圖1)。此種作圖紙縱坐標是反對數設計的, 因此可直接標以E值,橫坐標代表加入標准溶液體積,每大格代表體積數為待測的溶液體積百分之一。此種作圖紙斜率S是固定的, 對一價離子為58mv/px,二價離子為 29mv/px。若實際使用的電極斜率與此不符,可進行電位校正,也可作空白校正。

三.試劑

1. pHS-2或pHS-3C或專用離子計。
2. 232型甘汞電極,氟離子選擇性電極。
3. 電磁攪拌器(附多個磁棒)。
4. 50ml容量瓶,100ml容量瓶。
5. 1ml、5ml、10ml移液管各一支
6. 0.1g/L 氟標准溶液: 准確稱取於120℃ 乾燥2h並冷卻的A·RNaF0.2210g,溶於蒸餾水中,轉入1L容量瓶,用水定容 。 貯於聚乙烯塑料瓶中,使用時逐級稀釋至所需濃度。
7.總離子強度調節緩沖溶液(TISAB):58gNaCl,57ml冰乙酸,3g檸檬酸鈉(Na3C6H5O7·2H2O)溶於500ml水中,以5mol·L-1NaOH溶液調pH
到5.0-5.5.冷至室溫,轉入1L容量瓶,用水定容。

四.步驟

1.清洗電極
將電極與儀器有關接線柱相連接(SCE接+,氟離子選擇電極接-),並插入純水中,按pHS-2型酸度計(或離子計 )使用規則校正好儀器(-mv檔)。啟動攪拌器,攪拌數min,讀取穩定的電位值。若未達到氟電極的空白值(約為300mv左右),需更換純水,繼續清洗電極。如此反復,直至達到電極的空白值。
2.水樣測定
移取25ml水樣於干凈的100ml燒杯中,加25mlTISAB,放入攪拌棒,插入清洗合格的電極(應用濾紙吸去水滴),在電磁攪拌下(3min)讀取穩定的電位值E。然後每加入0.5ml50mg/L氟標准溶液,再讀出穩定的電位值。如此連續5次記錄各累積體積及其相對應的電位值 (E1, E2, E3,E4,E5)
3.空白試驗:移取25ml純水代替水樣,其餘測定手續同水樣測定。
五. 數據處理
1.用標准加入公式計算水樣中氟含量.
C'F-=VSCS(10ΔE/S-1)/(2VX)
C'F-=2CF-'
式中CS為氟標准溶液濃度(mg/L)。
VX為水樣體積(ml)。
C'F-為水樣中氟濃度
2.用Gran作圖法求水樣中氟含量.
在Gran作圖紙上按水樣和空白試驗所得電位值(Ei),以Ei對VS作圖。所作兩條直線外推至與橫軸相交,得到Ve和Vo, 試樣中氟濃度可按下式計算:
C'F-=-CS(VE-VO)/VX

5. 用氟離子選擇性電極測得的是氟離子的 濃度還是活度如要測得氟離子的濃度，應該怎麼辦

任何時候氟離子選擇性電極測得的信號都是氟離子活度的，而不是濃度的信號，可以通過已知系列濃度氟離子在相同離子強度條件下的對應的活度信號曲線推算位置溶液的氟離子濃度。

氟的測定通常採用比色和直接電位法(即氟離子選擇性電位法)，前者的測定范圍較寬，但干擾因素多，往往需對試樣進行預處理，後者的測量范圍雖不如前者寬，但可滿足水質分析要求，且操作簡單，干擾因素少，不需要對水進行預處理，因此，直接電位法已廣泛用於水中氟的測定。

(5)電位法測定污水中氟化物擴展閱讀：

當氟離子存在時，與絡合物中的鋯離子作用生成更穩定的無色氟氧化鋯絡合物，在一定濃度范圍內，溶液色度的減退符合比爾定律。後者是根據氟離子選擇電極的氧化鑭單晶膜在外部溶液存在氟時，產生膜電勢的特點，可用參比電極(飽和的甘汞電極)組成的原電池，用毫伏計直接測得的電池電動勢與氟離子濃度成正比。測定茶葉中氟含量高精密方法，是用19F、16O瞬發核反應測定反應產生的高能γ射線，與氟的標准樣比較定量，即可精確檢出茶葉中的氟含量。

6. 水中氟含量測取方法及其局限性

在本文的研究過程中，我們對採集的水樣進行水中氟含量測定時主要是按照國家衛生部公布的《生活飲用水衛生標准》（GB 5749-2006）檢驗方法中提出的離子選擇電極法，其基本原理是利用氟化鑭單晶對氟化物離子具有選擇性，在氟化鑭電極膜兩側的不同濃度氟溶液之間存在電位差，即膜電位，由於膜電位的大小與氟化物溶液的離子活度有關，因此用氟離子選擇性電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，在離子計上測量溶液的電位值，最後根據標准氟溶液的電位值與氟濃度值的標准曲線，得出水樣中氟離子濃度，具體實驗步驟如下：

（1）標准曲線的繪制：分取0，0.2，0.4，0.6，1.0，2.0 和3.0mL 10 μg/mL的氟化物標准溶液於50mL燒杯中，各加純水至10mL，再各加與水樣相同的離子強度緩沖液，則此標准系列濃度分別為0，0.2，0.4，0.6，1.0，2.0 和 3.0mg/L（以F^-計）。

（2）測定：吸取10mL水樣於50mL燒杯中。若水樣總離子強度過高時，應取少量水樣稀釋到10mL，加入10mL離子強度緩沖液，將燒杯放在電磁攪拌器上，放入攪拌子，插入氟離子電極和甘汞電極並開始攪拌水樣溶液，待電位平衡後讀取平衡電位值。以電位值（mV）為縱坐標，氟化物的活度（-lgC）為橫坐標，在半對數坐標紙上繪制標准曲線。

（3）結果計算：水樣中氟化物（F^-，mg/L）可直接在標准曲線上查得：

河南省地下水中氟的分布及形成機理研究

式中：C為水樣中氟化物（F^-）的濃度，mg/L；M為從標准曲線上查得的水樣中氟含量，μg；V為水樣體積，mL。

對上述實驗過程進行分析後得出，水中氟含量的測量結果其實是水中總氟含量，即不僅僅包括簡單氟陰離子（F^-）含量，還包含其他氟形態離子的含量。因為不管用氟電極法、間接比色法（茜素鋯比色法、對磺基苯偶氮變色酸鋯比色法）還是直接比色法（氟化劑比色法）測量水中氟含量時，由於常常存在Al³⁺，Fe³⁺，Be²⁺，Tn⁴⁺，Zr⁴⁺，Ca²⁺，Mg²⁺和Cu²⁺等多種干擾離子，尤其是Al³⁺能與F^-生成極穩定的

對測定結果產生干擾，因此在測取過程中通常用檸檬酸鈉、EDTA、環己二胺四乙酸、鈦鐵試劑、磺基水楊酸等緩沖液配合被測溶液中的鋁、鐵等元素，從而使F^-從鐵、鋁的氟配合物中釋放出來（Kun et al.，2001），這也是目前仍無法准確測量水樣中配合離子態氟含量的關鍵所在，正是測量方法的欠缺導致在氟的毒理學及臨床實驗中無法有效地獲取配合態氟離子對人體健康的影響。

由於受到現有氟形態測量試驗水平的限制，本次研究將具有代表意義的配合離子態或有機態氟如氟鋁配合離子與簡單氟陰離子產生的人體負效應進行對比分析，以此推斷某些配合離子態或有機態氟生物有效性的大小，為後續實驗研究提出一種新思路，上述的前提是對地下水中不同形態氟的特徵進行分析。