氟电极强调纯水电位值

㈠ 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。

㈡ 测氟离子浓度时电位值过低是怎么回事

不同的氟离子选择性电极对相同浓度的氟离子的响应不同（主要是由于电极的老化和维护）。但是，对不同浓度的溶液其线性响应关系应该维持,尽管线性响应关系的斜率和截距可能应电极而异。

所以说必须用同一电极做标准曲线 和 检测未知样浓度， 并用该标准曲线来计算出未知样的量。（即，不能用“甲”电极测出的标准曲线来计算“乙”电极所测得未知样）
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如果是新电极，那么检查电极的活化情形。在使用新的氟离子选择性电极前，一定要充分活化电极。 否则， 电极的响应不是最佳。

㈢ 为什么要清洗氟电极，使其响应电位值负于-370mv

因为氟电极属于晶体膜电极，其出厂电位一般在320毫伏以上，所以为了更好的测量低浓度样品，清洗电位值越高越好，这样一方面电极可以对样品响应的更好；另一方面如果电位没洗上去，会存在交叉污染现象，导致结果偏高。

氟离子选择性电极的纯水电位与电极组成 (LaF3 单晶的质量,内参比溶液的组成)有关，也与所用纯水的质量有关,一 般为-300 mV 左右。氟离子选择电极若暂不使用,宜于干放。

在使用时，一定要注意把溶液的 pH 控制在 5~6 之间，因为氟离子选择性电极有较好的选择性，主要干扰离子是 OH-，在碱性溶液中，电极表面会发生反应：LaF3-+3OH-→La(OH) 3+3F-，在较高的酸度下，由于 HF 和 HF2-的生成。

难溶盐晶体的金属离子有能斯特响应。晶体膜电极又分为均相膜和非均相膜电极两类。均相膜电极会使 F-活动降低.晶体膜电极的敏感膜，由难溶盐的单晶切片或多晶沉淀压片制成。这类电极对构成和非均相膜电极在原理上是相同的，只是在电极的检测下限和响应时间等性能上有所差异。

晶体膜电极的内导体系有两种：

1）内导体系由内参比电极和内参比溶液组成。内参比电极一般用Ag/AgCl电极，内参比溶液则随电极的种类而异；

2）内导体系为固体块
连接。在膜薄片压制前加少量银粉或一小段银丝于沉淀粉末上，一起加压制取，制成膜后焊接一根银丝或铜丝，也可用环氧导电胶将银丝或铜丝与薄膜粘接在一起。

(3)氟电极强调纯水电位值扩展阅读：

氧化还原反应属可逆反应，同其他可逆反应一样，在一定条件下也能达到平衡。随着反应不断进行，参与反应的各物质浓度不断改变，其相应的电极电位也在不断变化。电极电位高的电对的电极电位逐渐降低，电极电位低的电对的电极电位逐渐升高。

最后必定达到两电极电位相等，则原电池的电动势为零，此时反应达到了平衡，即达到了反应进行的限度。利用能斯特方程式和标准电极电位表可以算出平衡常数，判断氧化还原反应进行的程度。若平衡常数值很小，表示正向反应趋势很小，正向反应进行得不完全；

若平衡常数值很大，表示正向反应可以充分地进行，甚至可以进行到接近完全。因此平衡常数是判断反应进行 程度的标志。

㈣ 测牙膏含氟量 为什么要把氟电极洗至一定电位

为了消除不对称电极。

㈤ 测定自来水中氟含量为什么要把氟电极的空白值洗至-220mVd答案

氟电极使用前经活化并冲洗至空白电位值后即可使用。但对氟电极的空白电位值的要求却各不相同，有340 mV以上，有300 mV或270 mv左右的。有的要求更换2一3次水平衡后即可，有的甚至不作任何要求。一般来说仪器参数、状态不同所取值有所差异，具体可参阅仪器使用说明书。

㈥ 氟离子选择电极在使用时应注意哪些问题

:氟离子选择电极在使用前,应在含 10-4 moL L-1 F-或更低浓度的 F-溶液中 浸泡(活化)约 30 min.使用时,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(空白电位).其方法是将电极浸入去离子水中,在离子计上 测量其电位,然后,更换去离子水,观察其电位变化,如此反复进行处理,直至 其电位稳定并达到它的纯水电位为止. 氟离子选择性电极的纯水电位与电极组成 (LaF3 单晶的质量,内参比溶液的组成)有关,也与所用纯水的质量有关,一 般为-300 mV 左右.氟离子选择电极若暂不使用,宜于干放. 在使用时,一定要注意把溶液的 pH 控制在 5~6 之间.因为氟离子选择性电 极有较好的选择性,主要干扰离子是 OH-. 在碱性溶液中,电极表面会发生反应:LaF3-+3OH-→La(OH) 3+3F-;在较高的酸 度下,由于 HF 和 HF2-的生成,会使 F-活动降低.

㈦ 氟离子电极空白电位是多少

仪器与试剂
离子计或pH计；氟离子选择电极；饱和甘汞电极；电磁搅拌器；100 ml容量瓶7只；100 ml烧杯2个；10 ml移液管.
0.1000 mol L-1 F-标准溶液 称取分析纯NaF (120℃烘干1h) 4.199g溶于适量去离子水中,转入1 L容量瓶中,去离子水稀释至标线,摇匀,贮存于聚乙烯瓶中.
总离子强度调节缓冲液（TISAB） 称取NaCl 158 g,柠檬酸钠10 g,溶于800 ml去离子水中,再加入冰乙酸57 ml,用40% NaOH调节至pH = 5.2,然后用去离子水稀释至1 L.
氟离子选择电极在使用前,应在含10-4 moL L-1 F-或更低浓度的F-溶液中浸泡（活化）约30 min.使用时,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（空白电位）.其方法是将电极浸入去离子水中,在离子计上测量其电位,然后,更换去离子水,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它的纯水电位为止.
实验步骤
1、氟离子选择电极的准备 氟离子选择电极在使用前,应在含10-4 moL L-1 F-或更低浓度的F-溶液中浸泡（活化）约30 min.使用时,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（空白电位）.其方法是将电极浸入去离子水中,在离子计上测量其电位,然后,更换去离子水,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它的纯水电位为止.氟离子选择性电极的纯水电位与电极组成（LaF3单晶的质量,内参比溶液的组成）有关,也与所用纯水的质量有关,一般为300 mV左右.氟离子选择电极若暂不使用,宜于干放.
2、线性范围及能斯特斜率的测量 在5只100 ml容量瓶中,用10 ml移液管移取0.100 moL L-1 F-标准溶液于第一只100 ml容量瓶中,加入TISAB 10 ml,去离子水稀释至标线,摇匀,配成1.00×10-2 mol L-1 F-溶液；在第二只100 ml容量瓶中,加入1.00×10-2 mol L-1 F-溶液10.00 ml和TISAB 10 ml,去离子水稀释至标线,摇匀,配成1.00×10-3 mol L-1 F-溶液.按上述方法依次配制1.00×10-6～1.00×10-4 mol.L-1 F-标准溶液.
将适量F-标准溶液（浸没电极即可）分别倒入5只塑料烧杯中,放入磁性搅拌子,插入氟离子选择电极和饱和甘汞电极,连接好离子计或酸度计,开启电磁搅拌器,由稀至浓分别进行测量,在仪器指针不再移动或数字显示在±1 mV内,读取电位值.再分别测定其他F-浓度溶液的电位值.

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。