牙膏中氟含量的测定
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。
氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟
氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟蔡孟珂(13322006) 蔡景恒蔡镓郦中山大学化学与化学工程学院，化学类 A 班摘要：本实验采用直接电位分析法，对牙膏样品中的氟离子含量进行测定，测得待测牙膏样品中氟含量为0.4786mg•g-1，质量分数为0.048%，低于国家要求的0. 05~ 0. 15%，属于不合格产品。
关键词：氟离子直接电位分析牙膏测定1 引言：氟是人体必需的微量元素之一，氟对人体的效应与剂量有关，低剂量无生理作用，适宜剂量有生理作用，高剂量则引起中毒。
人体氟主要通过饮水及食物获得。
其中饮水占60%，氟在体内主要分布在骨骼、牙齿、指甲及毛发中，骨骼和牙齿的含氟量约占身体含氟总量的90% 以上[1]，少量氟可以促进牙齿珐琅质对细菌酸性腐蚀的抵抗力，防止龋齿。
目前，对氟进行测定的方法主要有质子诱导γ射线发射光谱法(PIGE)、质谱法、气相色谱法、液相色谱法、分光光度法、氟离子选择电极法等。
氟离子选择电极法仪器价格低廉、操作简单、快速、所得样品溶液干扰离子少，灵敏度高、重现性好，是样品中氟测定的首选方法。
[2]本实验采用直接电位分析法测定牙膏样品中的氟，氟电极电位与溶液中的F-活度符合Nernst 方程，由氟电极与参比电极组成原电池其电动势方程E 池=常数+ 0.059 lg [aF-]，在实际测量中要求测定F-的浓度而不是活度，因此，实验中要固定溶液的离子强度，使活度系数成为常数，从而使电极电位与F-浓度的对数lgCF-的关系成线性，可用工作曲线法定量。
目前，氟离子选择电极已广泛应用于天然饮用水，工业氟污染水的分析中。
溶液中离子活度 a 是离子浓度 c 与活度系数 f 的乘积（a=f·c），Dehye 与Huckel 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：lg f=−AZf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：lg f=−AZi2离子强度μ是溶液中的各种离子的浓度 C 与它的价数Z 的平方乘积的一半。
氟离子选择性电极测定牙膏中氟的含量
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
仪器分析实验报告：直接电位法测定牙膏中的氟离子
仪器分析实验报告：直接电位法测定牙膏中的氟离子————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：选择电极直接电位法测定牙膏中的氟离子含量111111(1111111院，广州，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的范围内线性相关系数为1.0000。
结果表明本牙膏样品中的氟含量为0.595 mg/g，符合国家标准规定的含氟牙膏中氟含量范围。
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。
含氟牙膏中微量氟的检测分析报告
含氟牙膏中微量氟的检测分析报告）1 前言1.1背景介绍牙膏中的微量氟对人的牙齿有保健作用，氟可以增强牙齿钙的抗酸性，同时抑制细菌发酵产生酸，因此能够坚固骨骼和牙齿，预防龋齿。
但高浓度的氟对人体的危害很大，轻则影响牙齿和骨头的发育，出现氟化骨症、氟斑牙等慢性氟中毒，使得骨头密度过硬，很容易产生骨折，重则会引起恶心、呕吐、心律不齐等急性氟中毒，如果人体每公斤含氟量达到32～64毫克就会导致死亡。
1.2国家规定的最大允许量新国标规定，含氟牙膏必须在外包装上注明氟的添加量，而儿童含氟牙膏还须标明警示性文字。
该标准将成人含氟牙膏的氟含量底线由0.04%提高至0.05%，并规定儿童含氟牙膏中氟含量应在0.05%到0.11%之间。
牙膏产品的pH值由5.0至10.0调整为5.5至10.0. 在牙膏中最大允许浓度为1500mg/kg[1]。
而且对于含氟牙膏中氟含量的规定国际上已有了公认的标准：儿童牙膏中每公斤氟的含量为500毫克，成人牙膏中每公斤氟的含量为1000毫克至1500毫克，只要使用的是符合标准的含氟牙膏，除非故意大量吞咽，否则不可能引起氟中毒。
2 具体方法2.1样品的前处理用离子电极法测定牙膏中氟，由氟离子选择电极作为氟离子活度的指示电极，饱和甘汞电极作为工作电极，与待测溶液组成化学电池，通过测定其电池的电动势从而测定其离子活度（浓度）。
由于氟离子选择电极对待测离子有选择性响应，对于牙膏这种有浑浊度、色度、粘稠的样品可直接测定，省去了对样品进行的繁琐前处理[2]。
2.2仪器与试剂PXD - 2 型离子计一台, PHS- 2 型酸度计一台, 电磁搅拌一套, 氟离子选择性电极、饱和甘汞电极各一个。
2.3实验药品NaF、HAC、NaAC、NaCH 、NaOH、CDTA、柠檬酸钠2.4实验步骤2.4.1 试液酸度的选择配制若干份不同酸度的NaF 标液, 浓度均匀为10- 3mol/L ,分别测其电位值(mv) , 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。
含氟牙膏中氟离子的测定及分析
含氟牙膏中氟离子的测定及分析含氟牙膏中氟离子的测定及分析萌芽杯科技大赛参赛作品——含氟牙膏中氟离子的测定及分析摘要：本文通过查阅文献，总结了含氟牙膏的配方组成、生产工艺以及氟的防龋原理及其作用，并对含氟牙膏中氟离子进行测定，对含氟牙膏的利弊进行了探讨，分析了如何正确选择使用含氟牙膏，而且做了关于含氟牙膏的问卷调查，阐述了当前人们对含氟牙膏的认识。
最后对含氟牙膏的市场前景进行预测和展望。
参赛人员：樊学峰姚元含氟牙膏中氟离子的测定及分析材料0503 樊学峰姚元本文通过查阅文献，总结了含氟牙膏的配方组成、生产工艺以及氟的防龋原理及其作用，并对含氟牙膏中氟离子进行测定，对含氟牙膏的利弊进行了探讨，分析了如何正确选择使用含氟牙膏，而且做了关于含氟牙膏的问卷调查，阐述了当前人们对含氟牙膏的认识。
最后对含氟牙膏的市场前景进行预测和展望。
关键词：含氟牙膏，氟化钠，单氟磷酸钠，防龋。
随着人们生活水平的提高，牙膏已成为人们日常生活中不可缺少的用品，纵览牙膏市场，尽管牙膏品牌繁多，但其中含氟牙膏一直处于市场的主导位置。
含氟牙膏对龋齿的预防作用早在50多年前就已经过研究得到了肯定。
但是最近在网上、报纸上开始沸沸扬扬地讨论起关于含氟牙膏话题：不正确使用含氟牙膏是否影响健康；儿童该不该使用含氟牙膏；国内生产的某些含氟牙膏是否严重超标等等。
因此，我们科技小组对市场上常见的几种含氟牙膏含氟量进行测定，同时进行社会调查，希望了解人们是否可以正确使用含氟牙膏及对含氟牙膏防蛀的认识程度。
最后总结探讨如何正确选择牙膏以及如何使用含氟牙膏。
附：补氟的标准当人体内缺乏氟时会产生龋齿，骨质疏松等病症；如果氟过量则会导致氟斑牙，氟骨症等。
因此补氟必须要有一个标准。
每天氟最大安全摄入量：7~15岁：1.9~2.1mg；成人：3.4mg 。
牙膏国家标准：GB8372-2001规定：牙膏中含F 量应在0.04%~0.15%之间。
水中含F 量一般为：0.5~1.0mg/L，相当于每天氟最大安全摄入量（7~15岁：1.9~2.1mg；成人：3.4mg ）。
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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牙膏中氟含量的测定
一、实验目的
1．掌握离子选择电极法的测定原理及实验方法。
2．学会正确使用氟离子选择性电极。
3．学会使用离子选择电极的测量方法和数据处理方法。
二、方法原理
氟离子选择电极是以氟化镧单晶片为敏感膜的电位法指示电极，对溶液中的氟离子具有良好的选择性。
氟电极与饱和甘汞电极组成的电池可表示为：
其中0.059为25℃时电极的理论响应斜率，其它符号具有通常意义。
用离子选择电极测量的是溶液中离子活度，而通常定量分析需要测量的是离子的浓度，不是活度。
所以必须控制试液的离子强度。
如果测量试液的离子强度维持一定，则上述方程可表示为：
用氟离子选择电极测量F-最适宜pH范围为5.5～6.5。
pH值过低，易形成HF2-影响F-的活度；pH值过高，易引起单晶膜中La3+水解，形成La(OH)3，影响电极的响应。
故通常用pH=6的柠檬酸盐缓冲溶液来控制溶液的pH值。
柠檬酸盐还可消除Al3+、Fe3+（生成稳定的络合物）的干扰。
使用总离子强度缓冲调节剂（TISAB），既能控制溶液的离子强度，又能控制溶液的pH值，还可消除Al3+、Fe3+对测定的干扰。
TISAB的组成要视被测溶液的成份及被测离子的浓度而定。
三、仪器试剂
1、仪器与试剂
PXD-2型离子计一台, PHS-2型酸度计一台, 电磁搅拌一套, 氟离子选择性电极、饱和甘汞电极各一个。
2、实验药品
NaF、HAC、NaAC、NaCH 、NaOH、CDTA、柠檬酸钠
四、实验步骤
1、仪器装臵
按图2装好仪器。
附近环境应无浓盐酸等酸雾，也无强烈电磁场干扰。
2、配制氟离子标准溶液和TISAB缓冲溶液
（1）F-标准溶液（0.1000mol/L)：
准确称量2.0000g在120℃干燥后的干燥过后的氟化钠（A.R），以水溶解转入500mL容量瓶中用水稀释至刻度。
（2）TISAB缓冲溶液的配制：
在500mL水中，加入57mL冰醋酸（A.R），58.5g 的氯化钠和0.3g 的柠檬酸钠（A.R），用水稀释至1L，pH 值为5.0～5.5之间。
3、配制1.000×10-2～1.000×10-5mol/L的氟的标准溶液系列：
取1个50mL的容量瓶，准确加入5mL0.1000mol/L的氟标准溶液，加入25mL TISAB，用水稀释至刻度，此溶液1.000×10-2mol/L氟标准溶液。
然后在1.000×10-2mol/L标准溶液的基础上逐级稀释成1.000×10-3～1.000×10-5mol/L氟标准溶液，每个浓度差为十倍,在容量瓶中加入25mL TISAB溶液，用蒸馏水稀释至刻度即可。
4、配制牙膏溶液
（1）称量：称量10g（精确至0.001g）牙膏样品，用玻璃棒取，在天平上垫上称量纸，玻璃棒与烧杯一起称。
（2）超声助溶：用25ml TISAB溶液分数次将牙膏样品稀释后转移至50ml容量瓶中（第一次用5ml，充分缓慢搅拌，直到不溶物比较少，大概三分钟），用水定容至刻度（可能会有少量气泡）。
定容后不盖塞子，超声震荡几分钟。
（3）离心分离：倒入4ml的离心管中，放入离心机中，以3000r/min的速度离心分离15min，冷却至室温，取上层清液，倒入50ml容量瓶中，用蒸馏水定容。
5、溶液电极电位的测定：
分别移取10-1~10-5mol/L 的标准溶液25mL于50mL塑料烧杯中，同时，用移液管准确移取牙膏试样溶25.00mL 于50mL塑料烧杯中待测。
五、数据处理
表1. 标准溶液的电极电势
1.根据上表中标准溶液的E、lgc，用origin可做出E-lgc图，通过线性拟合，可以得到相关的线性关系。
通过线性关系，就可以求算氟离子含量(mg.g-1)
2．根据标准加入法所得的△E和从校正曲上计算得到的电极响应斜率S代入下述方程：
计算滤液中氟离子的含量，进而计算牙膏中氟的含量。
式中c s和V s分别为加入标准溶液的浓度和体积。
c x和V x分别为滤液的氟离子浓度和体积。
附PHS-2型酸度计的使用：
一、仪器标定
1．接通电源，预热30分钟。
2．清洗玻璃电极与甘汞电极，用滤纸轻轻吸干电极表面的水（注意：不能用力摩擦玻璃电极），并接好所有的连线。
3．将“选择”开关调至“pH”档。
4．将“斜率”旋扭按顺时针旋到底（即100%的位臵）。
5．量取少量pH=6.86 或pH=9.18的标准缓冲溶液，插入玻璃电极与甘汞电极。
6．调节“定位”旋扭，使显示的读数与该缓冲溶液的pH相一致。
7．取出电极，用蒸馏水清洗干净，用滤纸吸干水分，再插入pH= 4.00的标准缓冲溶液中，调节“斜率”旋扭，使显示的读数与该缓冲溶液的pH相一致。
8．仪器经标定后，“定位”和“斜率”旋扭不应再有变动。
二、电池电动势的测定
1．选择测量电极（氯离子选择性电极），并洗净。
接好测量电极与参比电极（甘汞电极）。
2．将“选择”开关调至“E”档。
3．依次测定不同浓度的待测液的E。
4．每次测完，用蒸汽水淋洗电极并用滤纸吸干水分，再进行下一次测定。
5．实验完成后，放好各种电极。