Question

离子选择电极法

Answer 1

方法提要

氟化镧单晶电极对氟化物离子有选择性响应，以氟电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，放入被测溶液中，组成测量电池，其电位值(mV)与溶液中氟离子的活度呈线性关系。在控制溶液中总离子强度下，即可直接测得溶液中氟离子的含量。

本法的最低检测质量随不同的电极性能而稍有不同，一般情况下为5μg。最佳测定范围为0.1～1900mg/L。

能与氟离子形成配合物的高价阳离子(Fe³⁺、Al³⁺等)干扰测定，可以用柠檬酸钠来掩蔽。OH^-的干扰，可调节测定溶液的pH值来消除。

仪器和装置

离子计或pH计。

氧化镧单晶电极。

饱和甘汞电极。

电磁搅拌器。

试剂

离子强度缓冲溶液(pH=5.57)称取147.0g柠檬酸钠和11.7gNaCl用去离子水溶解，稀释至1000mL;再用稀盐酸调节pH至5.5。

氟离子标准储备溶液ρ(F^-)=0.10mg/mL称取在105℃烘干2h的氟化钠(NaF)0.2210g于烧杯内。用去离子水溶解后，移入1000mL容量瓶中。贮存于聚乙烯塑料瓶中。

氟离子标准溶液ρ(F^-)=0.01mg/mL移取10mL氟离子标准储备溶液，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。贮存于聚乙烯塑料瓶中。

校准曲线

移取含氟0.005mg、0.025mg、0.05mg、0.10mg、0.30mg、0.50mg的氟离子标准溶液(0.01mg/mL)于一系列50mL容量瓶中，用去离子水定容。加入5mL离子强度缓冲溶液，放入搅拌子，将塑料烧杯放在电磁搅拌器上。向塑料烧杯中插入已活化好的氟电极和饱和甘汞电极。开动搅拌器，搅拌1min，停止搅拌，待指针稳定后读取电位值(以间隔1min，前后两次读数差不超过1mV为准)。逐个测定标准系列溶液的电位值。以电位值(mV)为纵坐标，氟离子浓度为横坐标，在半对数坐标纸上绘制校准曲线。

分析步骤

取水样50.0mL于聚乙烯塑料杯中，加入5mL离子强度缓冲溶液，放入搅拌子，将塑料烧杯放在搅拌器上。以下按校准曲线的步骤进行，逐个读取电位值。同时做空白试验。

从校准曲线上查出的水样中氟离子质量浓度。

为减少复杂样品的基体影响，可采用标准添加法测定氟，步骤为:

按分析步骤测出水样的稳定电位值(E₁)后，在该水样中加入适量的氟离子标准溶液，测出稳定电位值(E₂)。按下式计算氟离子含量:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:ρ_F为水样中氟离子的质量浓度，mg/L;ρ_S为加入氟离子标准溶液的质量浓度，mg/L;V_S为加入氟离子标准溶液的体积，mL;V_F为测定时样品的体积，mL;E₁为样品测得的电位值，mV;E₂为样品加入氟离子标准溶液测得的电位值，mV;S为电极的斜率，mV。

加入氟离子标准溶液的浓度ρ_S一般为水样中氟离子浓度(ρ_F)的10～100倍，加入体积(V_S)控制在0.1～0.5mL，使测得的电位差(E₂-E₁)在30～40mV较好。

注意事项

1)如采用标准曲线法测定氟离子含量较低的水样，可在试样中加入少量氟离子(50mL水样中加0.01mg)。加入的氟量在计算结果中予以扣除。

2)氟离子选择电极性能好坏，明显影响检测下限和测定结果的准确性。故应定期检查所用电极的检测限及斜率。

3)氟离子选择电极在使用前应按说明书要求进行活化，并在去离子水中洗到一定的空白电位值，否则将影响测定结果。

4)饱和甘汞电极内的饱和氯化钾溶液，应保持一定的液面高度。

5)氟离子电极在使用时间过长，发现电极表面失去光泽或响应迟缓，重现性差时，可用零号金砂纸重新抛光使用，并同时检查参比电极的性能。如仍不正常，则需要更换电极。