氟离子选择性电极测定牙膏中氟的含量
牙膏中的有效氟测定
氟离子选择电极测定牙膏和漱口水中的游离氟适用范围本方法适用于牙膏和漱口水中的游离氟含量的测定原理样品中的游离氟在一定浓度范围和特定的pH范围内，可被氟离子选择的电极检测(ISE)。
SPI 有二个检测方法。
安全需求由于使用的一些试剂具毒性，应避免与皮肤接触。
操作时, 应佩戴安全眼镜和一次性手套。
处理废液应该符合环境安全的规定。
试剂氟化钠(NaF),USP级，纯度98.0% Min。
在150o C 4小时干燥后才能使用。
氢氧化钠32% w/w,分析级氯化铵,分析级醋酸铵,分析级CDTA,分析级，纯度98.0% Min。
电极填充液Orion ref. #90-00-02电极浸泡液Orion ref. #90-00-03水, ASTM Type I (≥18.2 MOhms-cm)指示剂:甲酚紫1000 ppm氟化钠标准溶液准确称取2.21g氟化钠于150mL烧杯中溶解，再定容至1000mL（使用聚乙烯容量瓶）。
可保存三个月。
离子/pH 缓冲液准确称取下列各项后定容1000mL。
氯化铵 265g醋酸铵 53gCDTA 19g约加700mL水溶解。
必要时需略加热助溶。
用32% (w/w)氢氧化钠调整到pH 6.0 ± 0.1。
在室温或以下可保存两个月。
指示剂: 加入甲酚紫0.06g。
总氟离子浓度调节缓冲液(TISAB 3) Orion ref. #94-090911。
仪器用聚碳酸酯或共聚树脂材料离心管离心机: 分离牙膏中RCF(见备注 1)，18- 20o C用最小12,000转/分钟转速，持续15分钟。
100mL塑料烧杯氟离子电极ORION ref. #94-09 或 Metrohm 6.0502.150 或相当的。
ORION十字岔管电接头ORION ref. #90-02-00 或 Metrohm 6. 0726.100 或相当的。
100mL容量瓶 (A级或相当的)推荐仪器E692 Metrohm pH/离子计或相当的电位系统。
氟离子选择电极测定牙膏中氟的含量
当代化工研究Modem Chemical Research40基础研究2021・03氣离子选择电极测定牙膏中氣的含量*王滔詹嬪娴*（湖北大学知行学院生物与化学工程学院湖北430000）摘耍：氟是自然界广泛存在的一种元素，广泛的应用于化工、轻工业、污■水处理中；在我们日常生活中，就经常接触到氟离子.氟预防轎齿是国际上公认的，但过多的氟会对人体产生副作用.本文采用电位分析方法检测牙膏中的氟离子，以氟离子选择性电极为指示电极，以饱和甘汞电极为参比电极，组成电池，同时加入总离子■强度调节缓冲液（TISAB）,测定电池电动势.采用标准曲线法，求得牙膏中的氟离子含量.该标准曲线线性关系良好，各牙膏中的氟含量均在线性范围内.关键词：氟；选择性电极；生活水中图分类号：T文献标识码：ADetermination of Fluoride in Toothpaste by Fluoride Ion Selective ElectrodeWang Tao,Zhan Jingxian*（School of Biological and Chemical Engineering,Zhixing College,Hubei University,Hubei,430000）Abstractz Fluorine is a widely existing element in nature,which is widely used in chemical industry,light industry and sewage treatment;in our daily life,we often contact with fluorine ion.Fluoride prevention of d ental caries is internationally recognized,but excessive f luoride will have side effects on human body.In this p aper,the f luoride ion in toothpaste was detected by p otentiometric analysis.The selective electrode offluoride ion was used as the indicator electrode,and the saturated calomel electrode was used as the reference electrode.The content offluoride in toothpaste was determined by standard curve method.The linear relationship of t he standard curve was good,and the f luorine content in each toothpaste was in the linear range.Key words x fluorine^selective electrode\domestic water1.前言牙膏是人们经常用来清洁和保护牙齿的一种日常化妆品，牙膏中含有一定量的含氟化合物。
离子选择性电极法测定牙膏中微量的氟
第２ ６期
２ １ ９月 ０ １年
科
学
技
术
ห้องสมุดไป่ตู้
与
工
程
Ｖｏ．１１ Ｎｏ ２６ Ｓ ｐ． ２ １ １ ． ｅ ０１
１７ — １ １ ｆ０ １ ２ －４ ７０ ６ １ ８５ ２ １ ）６ ６ ２ —３
Ｓｉ ｃ ｅｈ ｏ ｇ ｎ ｎ ｎｅ ｎ ｃ ｎ ｅ ｃ ｎｌ ｙａｄＥ ￣ ｅｆ ｇ ｅ Ｔ ｏ ｉ
Ｒ １； ９ ３
文献标志码
Ｂ
氟是 人 体 必 须 的 微 量 元 素 之 一 ， 以 通 过 水 、 可 食 物 等多 种途 径进 人 人 体 ， 乎 人 体 的各 个 器 官 中 几
１ 实验部分
１ １ 实验仪 器及试 剂 ．
都有 氟 离 子 的 存 在 ［ 。 氟 在 人 体 内 主 要 集 中在 骨 １ ］
如
加
１０ｍＬ５ Ｌ容 量 瓶 内 ， 加入 ５ｍ ＩＡ ０ ，０ｍ 各 ＬＴＳ Ｂ缓 冲 溶 液 ， 去离 子 水稀 释至 刻 度 ， 匀 。此 时 ， 们 的 用 摇 它 浓 度 分 别 为 １０ ×１ ～、 ． ０ １ ０×１ ． ０ １ ０ｘ１ ～、 ． ０～、 １０×１ 一、． ． ０ １０×１ ｍ ／ ， ０～ Ｌ Ｌ 分别 取 ５ ０ｍＬ各 溶 液 至烧杯 中 ， 磁力 搅 拌器 下用 酸 度 计 分别 测 量 其 电 在
２ 样 品的制备
２ １ 标 准 曲线 的绘 制 ．
１０×１ ～ ｍｏ Ｌ 回收 率高 ， ． ０ ｌ ， ／ 结果 可靠 ， 和标 示 值
致。
一
准确称 取市 售 “ 中华 皓 清 ” 品牌牙 膏 样 品
２ １ 年 ６月 １ 收到 ０１ ０日 陕西省教 育厅 专项基金 （ ９Ｋ ２ ） ０ Ｊ ４ ５ 资助
氟离子选择性电极测定牙膏中氟的含量
《仪器分析实验》
中南民族大学工商学院
实验五 氟离子选择性电极测定牙膏中氟的含量
E1= _____________ mv； E2= ___________ mv ；E3= ___________ m （Cs=100μg/mL；Vs=0.25 mL；Vx=25.00 mL）
稀释法是在测出E2后的溶液中加同体积的空白溶液， 然后测定其电位E3，则实际响应斜率为：
S2 E3 E2 E3 E2
CF- （μg/mL）
100
10
1
0.1
lgCF-
2
1
0
-1
E（mv）
以E为纵坐标，以lgCF-为横坐标作图，斜率即为 电极的响应斜率S1，给出回归方程和相关系数。
4、一次标准加入法
(1)准确移取上述试样溶液25 mL于100 mL的干燥塑料烧 杯中，放入搅拌磁子，安装电极，测定电动势E1，即为样 品的电动势。 (2) 向上述己测定样品电动势的溶液中准确加入0.25 mL 浓度为100 μg/mL的氟标准溶液，放入搅拌磁子，搅拌 均匀，测定其电动势E2，准确移取空白溶液25.00 mL加 到上面测过E2的试液中，搅拌均匀，测其电动势E3。通 过E2和E3计算电极的响应斜率S2。
总离子强度调节缓冲剂（TISAB）。
四、操作步骤
1、氟电极的准备 连接电极，预热30 min，再用去离子水清洗电极到空白电位， 即氟电极在去离子水中的电位，约320 mv以上（各种类型的 电极的此值不同）。 2、样品溶液的配制 准确称取牙膏样品0.1~0.2克，用50°C温水使其溶解后 转移至100 mL容量瓶中，加入TISAB溶液10 mL，用去 离子水稀释至刻度，定容，摇匀，即得供试样溶液。
离子选择电极法测定含氟牙膏中氟的含量
C x V x C s V sV x V sC x C s V sV xC x离子选择电极法测定含氟牙膏中氟的含量一目的要求1. 掌握用标准曲线法测定未知物浓度。
2. 学会使用离子计和离子选择性电极。
二原理氟离子选择电极的电极膜由LaF3单晶制成，电极电位（25°C）为:b 0.0592 log a F测量电池为：氟离子选择电极丨试液（c=x ）|| SCE测定时试液中应加入离子强度调节剂TISAB。
标准曲线法，配制一系列标准溶液，以电位值0对logC作图，然后由测得的未知试液的电位值0,在标准曲线上查得其浓度。
标准加入法，首先测量体积为V<、浓度为C x的被测离子试液的电位值0 x,若为一价阳离子：X b slog a x b slog f x C x接着在试液中加入体积为V X,浓度为C x的被测离子的标准溶液，并测量其电位值0 1:V S C S V X C Xb slog f ■V S V X若V s<V X （通常为100倍），Vs可忽略，则假定f x-f s,合并以上两式重排后取反对数：CC x10 S1式中为两次测得的电位值之差；s为电极的实际斜率，可从标准曲线上求出。
用标准加入法时，通常要求加入的标准溶液的体积比试液体积小100倍，浓度大100倍，使加入标准溶液后测得的电位变化达20—30mV三仪器与试剂仪器数字离子酸度计；磁力搅拌器；电极：氟离子选择电极和饱和甘汞电极。
试剂1.0 x 10-1 mol/L F —标准贮备液：准确称取NaF（120°C烘1h）4.199g溶于1000mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。
贮存于聚乙烯瓶中待用； 1.000 x 10-2—1.00 x 10-5mol/L F—标准溶液用上述贮备液配制；配制离子强度调节剂（TISAB）:称取NaCI 58克，柠檬酸钠10克，溶解于800毫升蒸馏水中，再加入冰醋酸57毫升，用固体氢氧化钠（或40%氢氧化钠溶液）调节到pH=5,最后稀释到1升。
仪器分析实验报告：直接电位法测定牙膏中的氟离子
选择电极直接电位法测定牙膏中的氟离子含量111111(1111111院，，519072)摘要: 本文采用氟离子选择性电极直接电位分析法测定了牙膏样品中的氟元素含量。
使用TISAB（总离子强度调节缓冲溶液）稳定溶液的总离子强度及pH，测定了一系列含氟离子溶液的标准曲线，在0.01-0.00001 mol/L的围线性相关系数为1.0000。
结果表明本牙膏样品中的氟含量为0.595 mg/g，符合标准规定的含氟牙膏中氟含量围。
关键词: 氟离子牙膏选择电极直接电位法1 前言氟为人体必需元素，若饮用水中氟含量过高，会引起牙釉和骨软症，而适量氟对预防龋齿有利。
龋病是一种危害人类牙齿最常见的多发病，尤其以儿童更为普遍。
如何能及早预防儿童龋病的发生，是当今口腔医学上一重大课题。
目前最简便有效的方法是使用含氟化钠的牙膏刷牙，其目的是使氟离子与牙齿表面钙盐结合形成抗酸蚀能力较强的氟磷灰石保护层，以增强牙齿的抗酸蚀能力，达到预防龋齿的目的。
又由于氟化钠有毒，须严格控制其用量，因此测定牙膏中氟的含量具有重要的实际意义[1]。
目前氟化物的测定方法主要有[2-3]:分光光度法、离子色谱法、滴定法、扫描极谱法、原子发射光谱法、荧光法、气相色谱法等。
其中比色法方法简单，但灵敏度低；分光光度法测定时要将样品中F-转化为吸光物质，受条件影响因素较多；离子色谱法作为一种新技术, 发展很快, 但此法大多用于测定阴离子且仪器昂贵；滴定法涉及样品预处理操作，手续繁杂，特别对微量元素的测定准确度和精密度不高；气相色谱法需对分析物进行衍生。
本实验采用氟离子选择性电极法，直接溶样测定牙膏中游离氟，该法与其他方法相比，操作更简单，方便快速，灵敏度高准确，选择性好，仪器简单，成本低，是一种实用的测定氟离子方法。
自从氟离子选择电极问世以来，用该电极直接电位法测定各种水样中的氟便是一种普遍、方便和准确的方法。
氟离子选择电极简称为氟电极，其敏感膜是LaF 3单晶(结构简图见图1)。
牙膏中氟含量的测定实验报告(华南师范大学)
实验报告学生姓名学号专业化学（师范）年级班级课程名称仪器分析实验实验项目牙膏中氟含量的测定实验类型 验证 设计 综合实验时间2020 年11 月8 日指导老师胡小刚实验评分一、实验原理牙膏中添加适量的氟是防龋齿的有效措施，氟在机体内有95%存在于骨骼和牙齿中。
国标规定：总氟量要大于等于牙膏总重的0.04%，并小于等于0.15%；可溶氟或游离氟则必须大于等于0.04%，一般用0.11%的即可。
一般情况下牙膏可溶性氟是游离氟的3. 2～4.5倍。
目前，牙膏生产厂家生产的双氟牙膏除添加氟化钠(钾)以外，还添加了单氟磷酸钠(钾)。
氟化钠在pH值为中性的水中主要以氟离子的形式存在。
而单氟磷酸钠(钾)则主要以单氟磷酸盐的形式存在。
但过量的氟会导致各种慢性氟中毒疾病，饮用水中含有氟的适宜浓度为0.5~1.0mg/L(F-)，当长期饮用含氟量高于1.5mg/L的水时，则易患斑齿病，如水中含氟高于4mg/L时，则可导致氟骨病。
测定游离氟的方法主要有氟离子选择电极法、氟试剂分光光度法、茜素锆比色法、离子色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、原子发射光谱法、荧光法等。
仪器法虽灵敏，但不易在基层实验室推广应用．分光光度法虽设备简单．但样品需进行繁琐的化学分离，难以获得理想的重复性。
本实验采用氟离子选择电极法，其测定可溶性氟具有方法简便，操作快速，可测线性范围宽，抗阳离子干扰能力强，不受浊度、色度的影响等优点。
因此，得到广泛应用。
氟离子选择性电极以氟化镧单晶为敏感膜，为提高其电导率，在氟化镧中掺杂少量氟化铕。
氟离子选择性电极的电位响应机制是，氟化镧单晶具有氟空穴的固有缺陷，氟离子可以在溶液和空穴之间迁移，因此电极具有良好的选择性。
氟离子选择性电极结构示意图见图12.1。
氟电极与饱和甘汞电极组成的电池可表示为：Ag,AgCl|(10−3mol/L NaF10−1mol/L NaCl) | LaF3 | F−试液 || KCl(饱和),Hg2Cl2 | HgE(电池)=E(SCE)−E(F)=E(SCE)−k+RT/F lnα(F,外)=K+ RT/F lnα(F,外)= K+0.059 lnα(F,外)式中，0.059为25℃时电极的理论响应斜率，其他符号具有通常意义。
用氟离子选择电极额直接电位法测定牙膏中的氟
2.3牙膏测定结果
E=220mv，根据标准曲线得，-lg c=3.1115，得c=7.7360e-4 mol/L。
得，m（F-）=7.3492e-4g，w=0.068%。
牙膏中氟含量为0.068%，符合国家标准（GB8372-2008）中要求。
2.4分析与讨论
在使用氟离子选择电极测定氟含量时，可以采用工作曲线法或者标准加入法。标准加入法在加入标准点时，加入量是否合适以及曲线是否超出仪器的检测上上限等等，这些都是影响结果的重要因素，而是用工作曲线法，可以通过测定空白是仰赖扣除集体影响，标准加入法则可以用于检测后的数据验证。
溶液中离子活度a是离子浓度c与活度系数f的乘积（a=fc），Dehye与Hückel从理论上推导出离子活度f与溶液的离子强度μ的关系式：
其中，Zi是离子的电荷，A是与温度和浓度有关的常数，但此式仅适用于极稀溶液，Davies提出修正公式：
离子强度μ是溶液中的各种离子的浓度C与它的价数Z的平方成绩的一半。
3)其柠檬酸盐能络合Al3+、Fe3+等使原来被它们缔合的氟离子释放出来。
1实验部分
1.1试剂与仪器
仪器：
pH510型离子计；电磁搅拌器；氟离子选择电极；Ag/AgCl电极；超声波清洗器；50mL容量瓶
试剂：
F-标注溶液（0.1000mol/L）、TISAB（总离子强度调节缓冲溶液）
1.2实验过程
1)配制1.000*10-2~1.000*10-5的氟的标准溶液系列：取一个50ml的容量瓶，准确加入5ml0.1000mol/L的氟标准溶液，加入25mlTISAB，用水稀释至刻度，此溶液为1.000*10-2mol/L的氟标准溶液；然后从中吸取5ml溶液，转入另一个50ml容量瓶，加入22.5mlTISAB，用水稀释至刻度，即得1.000*10-3mol/L的氟标准溶液。同理可一次稀释得其他标准溶液。单独配制一瓶空白溶液，不加入氟标准溶液，直接加入25mlTISAB并定容。
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五、数据处理
S 2.303RT nF
S —电极响应斜率
1、工作曲线法
电动势和氟离子浓度之间的关系如下：
2.303RT
EK
F
lg
c F
根据回归方程、回归方程的斜率S1和上述测得的E1值计算CF-.
牙膏样品中氟质量浓度计算公式
氟质量浓度(1) CF 100103 (mg / ml) mx
2、一次标准加入法（稀释一倍法得斜率）：
空白溶液的制备：取100 mL容量瓶一个，加入TISAB溶液 10 mL，用去离子水稀释至刻度，摇匀。
3、工作曲线法 准确移取5.00 mL 100 μg/mL NaF储备液（内含TISAB） 置于50 mL的容量瓶中，加入TISAB 4.5 mL，用去离子水 稀释至刻度，摇匀。用逐级稀释法配成100、10、1、0.1 μg/mL的一组标准溶液，按顺序从高到低依次测定上述配 制的标准溶液的电动势，记录数据如下
E1= _____________ mv； E2= ___________ mv ；E3= ___________ m （Cs=100μg/mL；Vs=0.25 mL；Vx=25.00 mL）
稀释法是在测出E2后的溶液中加同体积的空白溶液， 然后测定其电位E3，则实际响应斜率为：
S2 E3 E2 E3 E2
lg 2
0.301
牙膏样品试液中氟浓度计算公式：
CF
C
E 2E1
(g / ml )
10 S 2 1
牙膏样品中氟质量浓度计算公式：
氟质量浓度(2) CF 100103 (mg / ml) mx
六、思考题
1、用氟电极测得F-原理是什么？ 2、用氟电极测得的电位是F-的浓度还是活度的
响应值？在什么条件下才能测得F-的浓度？ 3、总离子强度调节缓冲剂有什么作用？
插入试液中时，组成测量原电池。电池电动势E在一定条件下
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，则
E
K
2.303RT F
lg
F
当溶液的总离子强度不变时，离子活度系数也是常数，于
是上式可写成：
2.303RT
EK
F
lg
c F
2.303RT
EK
F
lg
c F
式中K为截距电位，包括内外参比电极电位、液接电位、 不对称电位和离子活度系数的对数项等，一定测量条件 下是常数。
《仪器分析实验》中南民族大学工学院实验五 氟离子选择性电极测定牙膏中氟的含量
一、实验目的
1、了解氟离子选择电极测定牙膏中微量氟的原理； 2、了解总离子强度调节缓冲剂的意义和作用； 3、学习标准加入法和工作曲线法 4、学会离子计的使用方法
氟离子选择电极
二、实验原理
当氟离子选择电极（指示电极）和饱和甘汞电极（参比电极）
总离子强度调节缓冲剂（TISAB）。
四、操作步骤
1、氟电极的准备 连接电极，预热30 min，再用去离子水清洗电极到空白电位， 即氟电极在去离子水中的电位，约320 mv以上（各种类型的 电极的此值不同）。 2、样品溶液的配制 准确称取牙膏样品0.1~0.2克，用50°C温水使其溶解后 转移至100 mL容量瓶中，加入TISAB溶液10 mL，用去 离子水稀释至刻度，定容，摇匀，即得供试样溶液。
上式表明，在一定温度下，当溶液中离子强度保持 不变，E和氟离子的浓度cF-的对数成直线关系。
三、仪器与试剂
仪器：离子计，氟离子选择电极，饱和甘汞电极，电磁
搅拌器，容量瓶100 mL，2个,吸量管10 mL， 2支，移液管1 mL、25 mL各一支。
试剂：100 μg/mL氟标准溶液 ，10 μg/mL氟标准溶液，
CF- （μg/mL）
100
10
1
0.1
lgCF-
2
1
0
-1
E（mv）
以E为纵坐标，以lgCF-为横坐标作图，斜率即为 电极的响应斜率S1，给出回归方程和相关系数。
4、一次标准加入法
(1)准确移取上述试样溶液25 mL于100 mL的干燥塑料烧 杯中，放入搅拌磁子，安装电极，测定电动势E1，即为样 品的电动势。 (2) 向上述己测定样品电动势的溶液中准确加入0.25 mL 浓度为100 μg/mL的氟标准溶液，放入搅拌磁子，搅拌 均匀，测定其电动势E2，准确移取空白溶液25.00 mL加 到上面测过E2的试液中，搅拌均匀，测其电动势E3。通 过E2和E3计算电极的响应斜率S2。