化工实验--氟离子选择电极法
氟离子检测-氟电极法
TLT/QMO08-08-氟离子检测—氟电极法1 a.原理：利用氟离子选择电极测定水样，以氟离子选择电极作指示电极，以饱和甘汞电极作参比电极，组成电池，电池的电度势与溶液中氟离子活度的对数成正比。
b.干扰：对于氟离子选择电极，常见阴离子NO3-，SO42-，PO43-，Ac-，Cl-，Br-，I-，HCO3-等不干扰。
主要干扰物是OH-，所以，最好保持pH=5~6之间，通常是加入缓冲溶液；常见的阳离子干扰是Fe3+、AL3+、Sn4+，对于这几种阳离子是加入柠檬酸钠进行掩蔽。
由于用氟离子选择电极测定的是溶液中氟离子的活度，因此必须加入大量电解质控制溶液中离子强度。
c.实验仪器：氟离子选择电极、饱和甘汞电极、电磁搅拌器、聚四氟容量瓶100ml的七个。
聚四氟乙烯烧杯7个。
d.试剂：1.氟标准溶液：称去0.221g氟化钠，溶于水，移入1000毫升容量瓶，稀释到刻度，贮存于聚四氟乙烯瓶中。
该溶液每毫升含氟100微克。
2.总离子强度调节缓冲液：分别称取5.844克氯化钠、15.01克冰乙酸、102.06克乙酸钠和0.2941克柠檬酸钠溶于水中，移入1000毫升容量瓶，稀释到刻度。
倒入塑料瓶中。
实验步骤：1.绘制标线：首先确定待测液的氟含量大致范围，使该溶液的氟含量在所绘制的标线上。
这里所测水溶液一般在4ppm以下，所以分别从氟标准溶液中分别已取0.00ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml到聚四氟容量瓶中，分别加入10ml的总离子强度调节缓冲液。
用去离子水稀释到刻度。
然后按照浓度由小到大，分别用氟离子电极测定其电压。
以电压为横坐标，氟离子浓度的对数为纵坐标绘制曲线。
其中mV o为空白时的电压。
2.测量样品：移去样品50ml，用氨水和盐酸将pH调到7左右。
移入100ml聚四氟乙烯容量瓶中，加入10ml总离子强度调节缓冲液，用去离子水稀释到刻度。
用氟离子电极测定其电压。
然后通过曲线，计算出相应的氟离子浓度值。
离子选择电极法 氟 标准
离子选择电极法氟标准
离子选择电极法（Ion-selective electrode method）是一种常用
于测量水样中特定离子浓度的方法。
离子选择电极是一种特殊的电极，能够选择性地响应特定离子的存在。
对于氟（Fluoride）离子的测量，标准的离子选择电极法可以
包括以下步骤：
1. 准备标准溶液：通过称取适量的氟化钠（NaF）固体，并溶
于已知体积（例如100 mL）的去离子水中，制备一定浓度的
氟标准溶液。
通常情况下，将500 mg的氟化钠溶解在500 mL
去离子水中可以制备出浓度约为1000 mg/L的氟标准溶液。
2. 标定离子选择电极：将离子选择电极连接到离子测量仪器上，对其进行标定。
标定时，将氟标准溶液逐步加入测量器槽中，记录下测量仪器所显示的电位值。
3. 测量样品：取待测水样，将其放入测量器槽中，并记录下测量仪器显示的电位值。
4. 构建标准曲线：根据所标定的标准溶液浓度和对应的电位值，绘制标准曲线。
通常情况下，浓度与电位之间符合一定的线性关系。
5. 根据样品的测量电位值，使用标准曲线进行定量计算，得到样品中氟离子的浓度。
需要注意的是，离子选择电极在使用时需要遵循一定的操作规范，比如保持电极的清洁和干燥，避免电极与样品接触的时间过长等。
另外，应注意采样和测量过程中的环境因素，如温度、pH值等，以保证测量结果的准确性。
具体的操作步骤和注意
事项可以参考离子选择电极的仪器说明书。
氟离子选择电极
氟离子选择电极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LaF 3单晶制成，电极电位（25oC ）为： F a b log 0592.0-=?测量电池为：氟离子选择电极│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φ对logC 作图，然后由测得的未知试液的电位值φ，在标准曲线上查得其浓度。
标准加入法，首先测量体积为V x 、浓度为c x 的被测离子试液的电位值φx ，若为一价阳离子：X X X X c f s b a s b log log +=+=?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φ1：XS XX S S V V c V c V fs b +++=log ?若V S <="" （通常为100倍），vs="">假定f x ≈f s ，合并以上两式重排后取反对数：110-?=SX c c ?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。
cc V Vc c V V V c V c x xs s x s x s s x x ?+=+≈++试剂 1.0×10-1mol/L F—标准贮备液：准确称取NaF(120o 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；1.000×10-2—1.00×10-5mol/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NaCl 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。
离子选择性电极法测定水中氟离子(精)
离子选择性电极法测定水中氟离子一、实验目的1、掌握直接电位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和酸度计。
3、认识氟离子选择性电极的基天性能及其测定方法。
二、实验原理氟离子选择电极是一种以氟化镧（LaF3）单晶片为敏感膜的传感器。
因为单晶构造对能进入晶格互换的离子有严格地限制，故有优秀的选择性。
将氟化镧单晶（掺入微量氟化铕（ⅱ）以增添导电性）封在塑料管的一端，管内装有0.1mol·L-1NaF和0.1mol·L-1NaCl溶液，以Ag-AgCl电极为参比电极，构成氟离子选择性电极。
用氟离子选择性电极测定水样时，以氟离子选择电极作指示电极，以饱和甘汞电极作参比电极，构成的丈量电池为Ag,AgCl[10-3mol/LNaF,10-3mol/LNaCl]LaF3F-(试液)KCl( 饱和),Hg2Cl2Hg电池的电动势（E）随溶液中氟离子的浓度的变化而改变，即E(电池)=E（SEC）-E（F）E（SCE）-k+RT/Flnα(F,外)K+RT/Flnα(F,外)K+0.059lna(F，外)式中，0.059为常温下电极的理论响应斜率，,K与内外参比电极，内参比溶液中F-活度有关，当实验条件一准时为常数。
用氟离子选择电极丈量F-时，最适合PH值范围为5.5~6.5。
PH值过低，易形成HF，影响F-的活度；PH值过高，易惹起单晶膜中La3+的水解，形成La（OH）3，影响电极的响应，故往常用PH值约为6的柠檬酸盐缓冲溶液来控制溶液的PH值。
某些高价阳离子（如Al3+、Fe3+）及氢离子能与氟离子络合而扰乱测定，而柠檬酸盐能够除去Al3+、Fe3+的扰乱。
在碱性溶液中，氢氧根离子浓度大于氟离子浓度的1/10时也有扰乱，而柠檬酸盐可作为总离子强度调理剂，除去标准溶液与被测溶液的离子强度差别，使离子活度系数保持一致。
氟离子选择电极法拥有测定简易、迅速、敏捷、选择性好、可测定污浊、有色水样等长处。
氟——离子选择电极法
氧化锌烟尘中氟量的测定方法—氟离子选择电极法一、范围本方法规定了锌烟尘中氟含量的侧定方法。
本方法适用于锌烟尘中氟含量的测定。
测定围：0.010%～0.50%。
二、方法提要试样以稀硝酸分解，以溴甲酚绿为指示剂，然后用硝酸和氢氧化钠溶液调节溶液的酸度，加入总离子强度剂（TISAB缓冲溶液），采用pH计，以饱和甘汞电极为参比电极、氟离子选择性电极为指示电极测定氟。
三、试剂1. 硝酸(1+1)，硝酸(5+95)。
2. 氢氧化钠溶液200g/L，20g/L。
2. TISAB缓冲溶液：分别称取100 g柠檬酸钠、60 g氯化钠、35 g氢氧化钠移于1000ml烧杯中，用蒸馏水溶解，加入60mL冰乙酸，并调节pH值至6.0左右，用水稀释到1000 ml，混匀。
3. 溴甲酚绿指示剂：称取0.1g溴甲酚绿，溶于20ml无水乙醇中，用水稀释至100 ml，混匀。
4. 氟标准贮存溶液：称取2.2110g预先在120℃干燥2h的氟化钠(优级纯)，溶于水并稀释至1000 ml，混匀，移入干燥塑料瓶中保存。
此溶液含氟1mg /ml。
5. 氟标准溶液：移取50. 00ml氟标准贮存溶液(4)于500ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，移入干燥的塑料瓶中，此溶液含氟0.1 mg/ml。
6. 氟标准溶液：移取50.00ml氟标准溶液(5)于500ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，移入干燥的塑料瓶中，此溶液含0.01 mg/ml氟。
四、仪器1. 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线性关系。
电极在使用前，应在10-3mol/L的氟化钠溶液中浸泡1h进行活化，然后以蒸馏水洗至电位大于370mV后方能进行测定。
2. 饱和甘汞电极。
3. pHSJ-4A型pH计：电位精度0.1mv。
4. 磁力搅拌器。
五、试样1. 样品应通过150目标准筛。
2. 样品预先在105℃士5℃烘1h，置于干燥器中冷至室温。
氟离子选择电极法测定氟离子的实验报告
分析化学实验报告题目:氟离子选择电极法测定氟离子院系：化学化工学院专业年级：姓名：学号：2015年10月26日离子选择电极法测定氟离子一、实验目的1.了解氟离子选择电极的构造及测定自来水中氟离子的实验条件；2.掌握离子计的使用方法。
二、实验原理1.氟离子选择电极的构造将LaF单晶（掺入微量氟化铕Ⅱ以增加导电性）封在塑料管的一端，管内装0.1mol/L NaF和30.1 mol/L NaCl溶液，以Ag-AgCl电极为内参比电极，构成氟离子选择电极。
-即E与αF-的对数成正比。
氟离子选择电极一般在1-10-6mol/l范围内符合能斯特方程。
2.自来水中氟离子测定的实验条件①氟离子选择电极具有较好的选择性。
常见的阴离子NO3- 、SO4-、PO4-、Ac-、CL -、Br-、I -、HCO3-等不干扰，主要干扰物质是OH-。
产生干扰的原因，很可能是由于在膜表面发生如下反应：LaF3 + 3OH-═ La(OH)3+ 3F-产物F-因电极本身影响造成干扰，使得测量浓度偏小。
而在较高的酸度时由于形成HF-2而使得F-离子活度降低，因此测定时需控制试液PH在5~6之间。
②控制试液离子强度（加入大量电解质如氯化钠等作为掩蔽剂控制离子强度。
原因是：F-与Fe3+，Al3+易形成稳定配合物使氟离子浓度降低。
）综上所述：用氟离子选择电极测定氟离子时，应加入总离子强度调节缓冲溶液（TISAB），以控制试液pH和离子强度以消除干扰。
3.实验意义氟化物在自然界广泛存在，又是人体正常的组织之一，人每日从食物中以及饮食中获取一定量的氟离子。
摄入过量的氟离子，对人体有害，可导致急性，慢性中毒(慢性中毒表现为如氟牙斑釉和氟骨症)。
综合考虑饮用水中氟含量对牙齿的轻度影响，以及对我国广大的高氟区饮水进行除氟或更换水源所负的经济代价，1976年，我国颁布的《生活饮水卫生标准》规定饮用水中氟离子含量不超过1mg/L.4.总离子强度缓冲剂组成：乙酸钠-乙酸、柠檬酸钠、氯化钠作用：控制试液PH、消除干扰、控制离子浓度三、实验仪器与试剂实验仪器：离子计、氟离子选择电极、饱和甘汞电极、电磁搅拌器、100mL容量瓶 7只、100mL烧杯2个、10mL移液管。
氟离子选择电极法测定氟化物的有关技术
氟离子选择电极法测定氟化物的有关技术一、氟离子选择电极分析技术二、氟电极法测定结果的影响因素及其消除方法三、仪器测试装置的正确使用一、氟离子选择电极分析技术1、 有关电极的概念• 离子选择性电极(ISE)： 对某种特定的离子，具有选择性响应。
它能将溶液中特定的离子含量转换成相应的电位，从而实现化学量→电学量的转换，而对溶液中的离子浓度进行测量。
• 指示电极：电极电位与溶液中待测离子活度（或浓度）呈Nernst 响应的电极称为指示电极。
在氟化物测定的离子选择电极法中氟电极为指示电极。
• 参比电极：是指在温度一定的条件下，电极电位已知，且不随待测溶液的组成改变而改变。
在氟化物测定的离子选择电极法中甘汞电极为参比电极。
• 氟电极的膜电位是随试液中氟离子活度的变化而变化，这种响应在一定的活度区间内电位和活度之间符合Nernst 方程。
其方程 ……(1) • T= 273.15 + t(被测液温度) ，ni ＝• aF = r ·ρF ， r 为活度系数，当在稀电解质溶液中r ≈1， ρF 为被测离子浓度。
• 所以，在稀溶液中活度与浓度接近，由式(1)可见，电位E 与 -log aF 或 -log ρF成直线关系，因此可以通过测定E 值，可求出aF 或ρF2、 离子选择电极的特征参数电极的选择性• 事实上，所有的离子电极在不同程度上受到干扰离子的影响。
只有那些对待测离子具有选择性响应的电极才具有实际应用价值。
因此，选择性是离子电极最重要的性能指标之一。
电极的选择性用选择性系数来描述。
• 在考虑共存离子干扰影响时，可以由修正的Nernst 方程式来表示电极电位。
3、 线性范围和检测下限⑴ 线性范围：各种离子电极在一定的条件下，其电极电位与待测离子活度间符合Nernst 关系。
所得到的E -log(ai )曲线中直线部分所对应的浓度范围称为ISE 的线性范围。
⑵ 检测下限：表明离子选择电极可进行有效测量待测离子的最低浓度。
用氟离子选择电极测定水中氟离子实验报告
用氟离子选择电极测定水中氟离子实验报告一、实验目的本实验旨在通过用氟离子选择电极测定水中氟离子的方法，掌握氟离子选择电极的原理和操作技能，并了解水中氟离子的含量。
二、实验原理1. 氟离子选择电极氟离子选择电极是一种特殊的离子选择电极，它含有一种能够与氟离子结合的物质，如LaF3等。
当该物质与氟离子结合时，会使得电极表面的电势发生变化，从而可以通过测量这种变化来确定水中氟离子的浓度。
2. 水中氟离子浓度计算公式根据Nernst方程可知，当氧化还原反应达到平衡时，电极之间的电势差可以表示为：E=E0+RT/nF·ln([Ox]/[Red])其中E0为标准电势；R为普适气体常数；T为温度；n为反应物所涉及到的电荷数目；F为法拉第常数；[Ox]和[Red]分别为反应物和生成物在溶液中的活度。
对于用于测定水中氟离子浓度的氟离子选择电极，其电势差与水中氟离子的浓度之间的关系可以表示为：E=E0+RT/nF·ln(aF-)其中aF-为水中氟离子的活度。
根据溶液化学理论可知，水中氟离子的活度可以表示为：aF-=γF-[F-]其中γF-为水中氟离子的活度系数；[F-]为水中氟离子的浓度。
三、实验步骤1. 实验前准备将所需实验器材清洗干净，用去离子水冲洗干净。
将电极放置在去离子水中静置一段时间，直到电极表面没有气泡产生后取出。
使用标准氟溶液进行校准。
2. 样品处理取一定量待测样品，并加入适量的TISAB缓冲液，使样品pH值稳定在5.5左右。
3. 测量过程将电极插入样品中，等待电极稳定后记录电位值，并进行相应计算得到水中氟离子浓度。
4. 清洗处理每次测量完毕后应及时清洗电极，并用去离子水冲洗干净以避免污染和误差。
四、实验结果在本次实验中，我们测量了多个样品的氟离子浓度，并得到了如下结果：样品编号氟离子浓度（mg/L）1 0.252 0.303 0.354 0.405 0.45五、实验分析与讨论通过本次实验，我们成功地使用了氟离子选择电极测定了水中氟离子的含量。
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• 氟电极的膜电位是随试液中氟离子活度的变化而 变化，这种响应在一定的活度区间内电位和活度 之间符合Nernst方程。其方程式为：
E
E0
2.303RT ni F
log
a F
……(1)
• T= 273.15 + t(被测液温度) ，ni＝ • aF = r ·ρF ， r 为活度系数，当在稀电解质溶液中
r≈1， ρF为被测离子浓度。 • 所以，在稀溶液中活度与浓度接近，由式(1)可见，
电位E与 -log aF 或 -log ρF成直线关系，因此可以 通过测定E值，可求出aF或ρF 。
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2、 离子选择电极的特征参数
电极的选择性
• 事实上，所有的离子电极在不同程度上受到干扰离 子的影响。只有那些对待测离子具有选择性响应的 电极才具有实际应用价值。因此，选择性是离子电 极最重要的性能指标之一。电极的选择性用选择性 系数来描述。
度范围称为ISE的线性范围。 ⑵ 检测下限：表明离子选择电极可进行有效测 量待测离子的最低浓度。目前大多数商品电极的 检测下限为1×10-7～1×10-5mol/L。
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影响检测下限的因素：
①主要因素是电极膜活性物质在溶液中的溶解度， 即测定下限不能低于电极膜活性物质的溶解度。
②测试方法和溶液的组成。 ③电极的预处理及搅拌速度等。
• 判断：一般认为电极的实测s达到理论值的90%以 上可认为质量较好，小于70%则认为电极不合格。
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5、 响应时间及稳定性
• 响应时间：指电极浸入试液后达到稳定电位（±1mv ） 所需时间。一般几秒至几分钟不等。
• 电极响应时间及稳定性的影响因素： ①与电极膜本身结构、性质、电极的响应时间。 加快离子交换速度，降低内阻，加快电荷在膜内 传导。
• 稳定性：是指电极保持在恒温条件下，E值可 在多长时间内保持恒定。用漂移程度和重现性来 衡量。
• 漂移：是指在恒定组成和温度的溶液中，膜电极 与参比电极构成的电池的电位随时间而缓慢有序 变化程度。
相应的电位，从而实现化学量→电学量的转换，而
对溶液中的离子浓度进行测量。
• 指示电极：电极电位与溶液中待测离子活度（或浓 度）呈Nernst响应的电极称为指示电极。在氟化物 测定的离子选择电极法中氟电极为指示电极。
• 参比电极：是指在温度一定的条件下，电极电位已 知，且不随待测溶液的组成改变而改变。在氟化物 测定的离子选择电极法中甘汞电极为参比电极。
• 重现性：电极的重现性则是指多次测量之间电极 电位重现程度。
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6、 电极的寿命 • 电极的寿命：是指电极保持其符合能斯特
方程功能的时间。 • 电极寿命的影响因素：
①机械损伤。 ②敏感膜受到化学腐蚀。 ③连续使用在热或者腐蚀性溶液中使 用，寿命可能只有几天甚至更短。正常使 用通常可能达到1～2年。
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4、 电极斜率s
• 在线性范围内，当待测离子的活度变化一个数量 级时所引起的电极电位变化值（mV）称为该电极 对所给定离子的斜率，即为E-logai曲线的斜率 。
• 理论值：表示为s = 2.303RT/(niF)。反映了被测离 子的活度变化10倍时，膜电极将其转换为电位的 能力，25℃时一价离子为59.16mV。在实际应用 时由于电极性能变化，电极的斜率会偏离理论值。 若电极的斜率过低，将增大测量的误差。
（2）在甘汞电极使用过程中，为了形成良好的恒 定的液接电势，要求氯化钾溶液以一定的速度通 过液接部位进行渗漏。以多孔陶瓷为液接部的甘 汞电极，其渗漏速度每6h小时约为1滴。渗漏过 快将引起甘汞电极电位漂移，过慢不能保证在液 接部有良好的离子接触，甚至增大甘汞电极的内 阻。
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（3）当甘汞电极与待测液接触时，若存在会浸 蚀汞和甘汞，或能与KCl液起反应的物质，都将 影响甘汞电极的电位。因此要防止待测液成分的 回扩散，回扩散现象将使测定电位值漂移偏差。 • 防止回扩散方法： • A、加置盐桥，使回扩散的有害离子只能扩散到 盐桥溶液，而不能进入甘汞电极的内充液中。 • B、甘汞电极的内参液要高出待测液面2cm 以上。
• 在考虑共存离子干扰影响时，可以由修正的Nernst 方程式来表示电极电位。
E
E0
2.303RT ni F
log(ai
ni
kija j
nj
)
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3、 线性范围和检测下限
⑴ 线性范围：各种离子电极在一定的条件下， 其电极电位与待测离子活度间符合Nernst关系。
所得到的E -log(ai)曲线中直线部分所对应的浓
• 电极中毒：是指电极表面活性材料与试液中离子发生化学 反应，导致电极对被测离子活度不再具有能斯特响应功能 的现象。
• 对大多数的固膜电极可采用机械布轮抛光的办法更新电极 表面。即可恢复电极的正常功能。
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8、 参比电极性能及使用： 参比电极(甘汞电极)性能
（1）装置简单，电极电位重现性好，在测量电势 时，即使有微量电流通过，电极电位保持恒定。
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7 、电极的老化和中毒
• 电极的老化：是指电极使用一段时间后内阻增加，灵敏度 下降的现象。表现为响应时间长，响应斜率降低，线性范 围变窄等，敏感膜失去活性现象。
• 原因 ：① 敏感膜中离子逐渐地溶解到溶液中，引起载体 减少，交换电流变小。
•
②“晶格缺陷”的逐渐减少。溶液和敏感膜的离子
交换使结晶中的“缺陷“趋向消失。
②与待测液的浓度有关。
③与被测离子到达电极表面的速度有关：搅拌溶液可加速被 测离子到达电极表面的速率，从而加快电极达到平衡的时 间。所以在测量为未知溶液时，应该与标准品在同一搅拌 速度下进行。
④与共存离子的种类和浓度有关：当共存于被测液中的离子 为不干扰离子时，它的存在能缩短响应时间，当共存离子 为干扰离子时，将增加响应时间。
［地方病检测技术培训班讲义］
氟离子选择电极法 测定氟化物的有关技术
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内容纲要
一、氟离子选择电极分析技术 二、氟电极法测定结果的影响因素及其消除方法 三、仪器测试装置的正确使用
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一、氟离子选择电极分析技术
1、 有关电极的概念
• 离子选择性电极(ISE)： 对某种特定的离子，具有 选择性响应。它能将溶液中特定的离子含量转换成