氟离子选择电极法标准曲线
离子选择电极法测定环境空气中氟化物
·57·前言氟化物主要包括氟化钠、氟化铝、氟化氢、含氟的磷酸盐等，气态氟化物主要是氟化氢气体，具有强烈刺激气味。
氟化物可对人体产生极大的危害，氟的污染可以对人体和动植物产生明显的危害。
《环境空气氟化物的测定滤膜采样/氟离子选择电极法》（HJ 955-2018）在原方法上修改了采样流量，补充完善了仪器和设备中对采样头结构和采样器性能的要求，同时明确了颗粒态、气态氟化物分别测定的方法，为我国环境空气中氟化物的测定提供了统一的、规范化的技术准则和依据，为人们及时预防和控制氟化物的污染提供科学依据，对我国环境空气氟化物的监测工作具有重要意义。
1.主要仪器与试剂1.1 主要仪器大气采样器：崂应空气采样器，型号：2030型，厂家：青岛崂山电子仪器总厂有限公司。
仪器名称：离子活度计，型号：PXSJ-216F 型，厂家：上海仪电科学仪器股份有限公司。
仪器名称：磁力搅拌器，型号：JB-10型，厂家：上海仪电科学仪器股份有限公司。
仪器名称：超声清洗器，型号：KQ-600KDV 型，厂家：昆山市超声仪器有限公司。
1.2 主要试剂氟标准贮备溶液浓度为100mg/L，购置于环境保护部标准样品研究所。
氟标准使用溶液浓度为10mg/L，用氟标准贮备溶液配制，临用现配。
磷酸氢二钾浸渍液浓度为76.0g/L，称取76.0g 磷酸氢二钾溶于水后加水稀释至1L。
总离子强度调节缓冲溶液(TISAB)：称取58.0g 氯化钠，10.0g 柠檬酸钠，加入冰乙酸50mL，加水500mL。
充分溶解后，加入5.0mol/L 氢氧化钠溶液135mL，调节溶液pH 为5.0左右，转移到1000mL 容量瓶中，加水定容至标线，摇匀。
盐酸溶液:量取20.8mL 盐酸，用水稀释至1000ml，搅拌均匀，配置成浓度为0.25mol/L 的盐酸溶液。
氢氧化钠溶液：称取20.0g 氢氧化钠加水稀释至1000ml，搅拌均匀，配置成浓度为1.0mol/L 的氢氧化钠溶液。
试验一用氟离子选择性电极测定水中微量F-离子
实验一用氟离子选择性电极测定水中微量氟离子—标准曲线法一、实验目的学习氟离子选择性电极测定微量F-离子的原理和测定方法。
二、实验原理氟离子选择性电极的敏感膜为LaF3单晶膜（掺有微量EuF2，利于导电），电极管内放入NaF+NaCl混合溶液作为内参比溶液，以Ag-AgCl作内参比电极。
当将氟电极浸入含F-离子溶液中时，在其敏感膜内外两侧产生膜电位△φM△φM= K-0.059 lg a F-(25℃)以氟电极作指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，浸入试液组成工作电池：Pt |Hg |Hg2Cl2 | KCl(饱和)‖F-试液| LaF3 | NaF，NaCl(均为0.1mol/L) | AgCl |Ag 工作电池的电动势E = K ′- 0.059 lg a F- (25℃)在测量时加入以HAc，NaAc，柠檬酸钠和大量NaCl配制成的总离子强度调节缓冲液（TISAB）。
由于加入了高离子强度的溶液（本实验所用的TISAB其离子强度µ＞1.2），可以在测定过程中维持离子强度恒定，因此工作电池电动势与F-离子浓度的对数呈线性关系：E = k - 0.059 lg C-F本实验采用标准曲线法测定F-离子浓度，即配制成不同浓度的F-标准溶液，测定工作电池的电动势，并在同样条件下测得试液的E x，由E - lg C-曲线查得未F知试液中的F-离子浓度。
当试液组成较为复杂时，则应采取标准加入法或Gran 作图法测定之。
氟电极的适用酸度范围为pH=5～6，测定浓度在100～10-6mol/L范围内，△φM 与lg C-呈线性响应，电极的检测下限在10-7mol/L左右。
F氟离子选择电极是比较成熟的离子选择性电极之一，其应用范围较为广泛。
本实验所介绍的测定方法，完全适用于人指甲中F-离子的测定（指甲需先经适当的预处理），为诊断氟中毒程度提供科学依据；采取适当措施，用标准曲线法可直接测定雪和雨水中的痕量F-离子；磷肥厂的残渣，经HCl分解，即可用来快速、简便地测定其F-离子含量；用标准加入法不需预处理即可直接测定尿中的无机氟与河水中的F-离子，通过预处理，则可测定尿和血中的总氟含量；大米、玉米、小麦粒经磨碎、干燥、并经HClO4浸取后，不加TISAB，即可用标准加入法测定其中的微量氟；本法还可测定儿童食品中的微量氟。
实验一 水中微量氟的测定
实验一水中微量氟的测定（离子选择性电极法）一、实验目的1．了解氟离子选择电极测定水中微量氟的原理和方法；2．掌握离子计的使用方法。
二、实验原理离子选择电极是一种电化学传感器，它将溶液中特定离子的活度换成相应的电位。
当氟离子选择电极（简称氟电极）插入溶液时，其敏感膜对Fˉ产生响应，在膜和溶液间产生一定的膜电位：j n= K-2.303RT/FlgɑF-在一定条件下膜电位ϕ膜与Fˉ活度的对数成直线关系。
当氟电极与饱和甘汞电极插入被测溶液中组成原电池时，电池的电动势E在一定条件下与Fˉ活度的对数成直线关系：E= K'-2.303RT/FlgɑF-式中K'为常数，通过测量电池电动势可以求出Fˉ的活度。
当溶液的总离子强度不变时，离子活度系数为一定值，则有E= K''-2.303RT/Flgc F-E与Fˉ的浓度c F-的对数成直线关系。
因此，为了测定Fˉ的浓度，常在标准溶液与试样溶液中同时加入相等的足够量的中性电解质作总离子强度，调节缓冲溶液(TISAB)，保持较高的离子强度，使它们的总离子强度近似一致，不再受样品或标准溶液中原有离子含量的影响。
因而样品溶液和标准溶液中待测离子的活度系数可认为相等。
当Fˉ浓度在1.0~1.0⨯10-6mol/L范围时，氟电极电位与pF成直线关系，可用标准曲线法或标准加入法进行测定。
氟电极只对游离的Fˉ有响应。
在酸性溶液中，H+与部分Fˉ形成HF或HF2ˉ，会降低Fˉ的浓度。
在碱性溶液中，LaF3薄膜与OHˉ发生交换作用而使测定结果偏高。
因此，溶液的酸度对测定有影响。
氟电极适宜于测定的pH范围为5-7.氟电极的最大优点是选择性好。
能与Fˉ生成稳定配合物或生成沉淀的元素（如Al、Fe、Zr、Th、Ca、Mg、Li及稀土元素）会干扰测定，通常可用柠檬酸、DCTA、EDTA、磺基水杨酸及磷酸盐等掩蔽。
其他阴离子（如Clˉ、Brˉ、Iˉ、SO42ˉ、NO3ˉ、Acˉ、C2O42ˉ等）均不干扰测定。
实验 4 水中氟化物的测定--离子选择电极法
实验四水中氟化物的测定—离子选择电极法水中氟化物的含量是衡量水质的重要指标之一，生活饮用水水质限值为1.0mg·L-1。
测定氟化物的方法有氟离子选择电极法、离子色谱法、比色法和容量滴定法，前两种方法应用普遍。
本实验采用氟离子选择电极法测定游离态氟离子浓度，当水样中含有化合态（如氟硼酸盐）、络合态的氟化物时，应预先蒸馏分离后测定。
一．实验目的和要求1.掌握用离子活度计或pH计、晶体管毫伏计及离子选择电极测定氟化物的原理和测定方法，分析干扰测定的因素和消除方法。
2.复习教材第二章中的相关内容；在预习报告中列出被测原电池，简要说明测定方法原理和影响测定的因素。
二.仪器1.氟离子选择电极（使用前在去离子水中充分浸泡）。
2.饱和甘汞电极。
3.精密pH计或离子活度计、晶体管毫伏计，精确到0.1mV。
4.磁力搅拌器和塑料包裹的搅拌子。
5.100mL、50mL容量瓶。
6.10.00mL、5.00mL移液管或吸液管。
7.100mL聚乙烯杯。
三.试剂所用水为去离子水或无氟蒸馏水。
1.氟化物标准贮备液：称取0.2210g基准氟钠（NaF）（预先于105～110℃烘干2h或者于500～650℃烘干约40min，冷却），用水溶解后转入1000mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。
贮存在聚乙烯瓶中。
此溶液每毫升含氟离子100µg。
2.乙酸钠溶液：称取15g乙酸钠（CH3COONa）溶于水，并稀释至100mL。
3.盐酸溶液：2mol·L-1。
4.总离子强度调节缓冲溶液（TISAB）：称取58.8g二水合柠檬酸钠和85g硝酸钠，加水溶解，用盐酸调节pH至5～6，转入1000mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。
5.水样①，②。
四.测定步骤1.仪器准备和操作：按照所用测量仪器和电极使用说明，首先接好线路，将个开关置于“关”的位置，开启电源开关，预热15min，以后操作按说明书要求进行。
2.氟化物标准溶液制备：用氟化钠标准贮备液、吸液管和100mL容量瓶配制每毫升含氟离子10µg的标准溶液。
离子选择电极法测定氟离子
因此必须 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：氟化物在自然界广泛存在， 有时人体正常组织成分之一。
人每日从食物及饮水中摄取 一定量的氟。
摄入量过多对人体有害，可致急、慢性中毒。
据国内一些地区的调查资料表 明，在一般情况下，饮用含氟量0.5~1.5mg/L 的水时，多数地区的氟斑牙患病率已高达45%^上，且中、重度患者明显增多。
而水中含氟量0.5mg/L 以下的地区，居民齿禺齿患病率一般高达50%~60%水中含氟0.5~1.0mg/L 的地区，仅为 30%~40%综合考虑饮用水中 氟含量对牙齿的轻度影响和防鹊作用，以及对我国广大的高氟区饮水进行除氟或更换水源所付的经济代价，1976年全国颁发的〈〈生活饮用水卫生标准》制定饮用水中氟含量不得超过1mg/L 。
水中痕量氟的测定可采用蒸储比色法和氟离子选择电极法。
前者费时，后者 简便快捷。
氟离子选择电极是目前最成熟的一种离子选择电极。
将氟化铜单晶(掺入微量氟化销(n )以增加导电性)封在塑料管的一端，管内装 0.1mg/LNaF 和0.1mg/LNaCl 溶液，以 Ag-AgCl 电极为参比电极，构成氟离子选择电极。
用氟离子选择电极测定水样时，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，组成的电池为：氟离子选择电极I 试液I I SCE 如果忽略液接电位，电池的电动势为：E=b — 0.0592 log a即电池的电动势与试液中氟离子活度的对数成正比。
氟离子选择电极一般在 1~10-6mg/L 范围内符合能斯特方程式。
氟离子选择电极具有较好的选择性。
常见阴离子 NO , SO 、PO 、Ac 、Cl 、Br 、I > HCO 等不干扰，主要干扰物是 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 + 3OHLa (OH 3 + 3F反应产物F 「因电极本身的响应而造成干扰。
生活饮用水 氟化物 -离子选择电极法方法证实
氟化物测定方法确认实验报告1.方法依据依据GB-T 5750.5-2006 生活饮用水标准检验方法氟离子的测定离子选择电极法本法适用于生活饮用水及其水源水中可溶性氟化物的测定。
本法最低检测质量为2μg，若取10 mL水样测定，则最低检测质量浓度为0.2mg/L。
色度、浑浊度较高及干扰物质较多的水样可用本方法直接测定。
为消除OH-对测定的干扰，将测定的水样pH值控制在5.5—6.5之间。
2.方法原理氟化镧单晶对氟化物离子有选择性，在氟化镧电极膜两侧的不同浓度氟溶液之间存在电位差，这种电位差通常称为膜电位。
膜电位的大小与氟化物溶液的离子活度有关。
氟电极与饱和甘汞电极组成一对原电池。
利用电动势与离子活度负对数值的线性关系直接求出水样中氟离子浓度。
3.仪器3.1 氟离子选择电极和饱和甘汞电极。
3.2 离子活度计或精密酸度计。
3.3 电磁搅拌器。
4.试剂4.1 冰乙酸(ρ20 =1.06 g／mL)。
4.2 氢氧化钠溶液(400 g/L):称取40 g氢氧化钠，溶于纯水中并稀释至100 mL，4.3 盐酸溶液(1+1)：将盐酸(ρ20=1.19g/mL)与纯水等体积混合。
4.4 离子强度缓冲液1：称取348.2 g柠檬酸三钠(Na3C6H5O7．5H2O)，溶于纯水中。
用盐酸溶液(4.3)调节pH为6后，用纯水稀释至1000 mL。
4.5 离子强度缓冲液Ⅱ：称取59 g氯化钠(NaCl)，3.48 g柠檬酸三钠(Na3C6H5O7．5H2O)，和57mL冰乙酸(4.1)，溶于纯水中，用氢氧化钠溶液(4.2)调节pH为5.0～5.5后，用纯水稀释至1000mL。
4.6 氟化物标准储备溶液[ρ(F-)=1 mg/ mL]:称取经105℃干燥2h的氟化钠(NaF)O. 221 0 g，溶解于纯水中，并稀释定容至100 mL。
储存于聚乙烯瓶中。
4.7 氟化物标准使用溶液[ρ(F-) =10μg／mL]:吸取氟化物标准储备溶液(4.6)5.00 mL。
离子选择电极法测定水样中微量氟-标准曲线法(讲义)(1)
离子选择电极法测定水中微量氟-标准曲线法实验目的：1.掌握氟离子选择性电极的作用原理；2.掌握氟离子选择性电极和甘汞电极的正确使用方法；3.掌握氟离子选择性电极测定微量F —离子的原理；4.掌握标准曲线法测量氟离子的方法。
实验原理：氟离子选择电极是一种化学传感器，能将试液中特定离子（游离态的氟离子）活度转换为相应的电位，简称氟电极。
氟电极由敏感薄膜LaF 3单晶膜（掺有微量EuF 2利于导电）、内参比溶液和内参比电极Ag-AgCl 电极等组成。
当将氟电极浸入含F —离子溶液中时，氟电极敏感膜对氟离子产生响应，F -在电极表面进行交换，在其敏感膜内外两侧（膜和溶液间产生一定的膜电位，膜电位与溶液中F -活度的关系，遵循能斯特方程，在25℃时：0.059lg F E K a -=-膜。
测量时以氟电极作指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，浸入试液组成工作电池：电池电动势：试pF K a K E F 059.0lg 059.0-'=+'=-实际测定中加入总离子强度调节缓冲溶液（TISAB ）或离子强度调节液（ISA ）。
本实验中加入的TISAB 组成：HAc,NaAc ，柠檬酸钠和大量NaCl ，可以在测量过程中维持离子强度恒定，因此工作电池电动势与F -离子浓度的对数成线性关系：--+=-=F F pc K c K E 059.0lg 059.0本实验采用标准曲线法测定水样中F -离子浓度，即配制成不同浓度的F -离子标准溶液，测定工作电池的电动势，并在同样条件下测得试液的E x ，绘制-F c E lg ~曲线查得未知试液中的F -离子浓度。
氟电极的适用酸度范围为pH=5-7，测定浓度在1-10-6mol.L -1范围内，-F c E lg ~呈线性响应，即其线性范围为1-10-6mol.L -1，电极的检测下限在10-7mol.L -1左右。
本方法不仅可以测定水样中微量氟，也可以用于人指甲、雪和雨水、磷肥厂的废渣、尿液、食品（如大米、小麦、玉米等）等样品中F -离子的测定。
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。
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氟离子选择电极法标准曲线
一、引言
氟离子选择电极法是一种常用的电化学分析方法，通过测量电极电位来确定溶液中氟离子的浓度。
该方法具有灵敏度高、选择性好、操作简便等优点，被广泛应用于环境监测、工业生产、生物医学等领域。
本文将详细介绍氟离子选择电极法的原理、标准曲线的绘制及应用。
二、氟离子选择电极法原理
氟离子选择电极是一种离子选择性电极，其敏感膜对氟离子具有选择性响应。
当氟离子通过敏感膜进入电极内部时，与电极内部的参比电解质发生电化学反应，产生电势差。
这个电势差与氟离子浓度的对数呈线性关系，符合Nernst方程。
因此，通过测量电极电位，可以确定溶液中氟离子的浓度。
三、标准曲线的绘制
1.准备试剂和仪器
绘制标准曲线需要准备一系列已知浓度的氟离子标准溶液、氟离子选择电极、参比电极、pH计、电磁搅拌器、离子计或电位计等仪器。
2.配制标准溶液
根据实际需要，配制一系列不同浓度的氟离子标准溶液。
通常选择5-7个浓度点，包括低浓度、中浓度和高浓度，以覆盖实际样品的浓度范围。
标准溶液的浓度应准确可靠，可通过重量法或其他方法进行标定。
3.电极准备
将氟离子选择电极和参比电极分别浸入相应的电解质溶液中，按照说明书进行活化、清洗和校准。
确保电极处于良好的工作状态，以提高测量的准确性。
4.测量电位值
将已活化的氟离子选择电极和参比电极浸入已知浓度的氟离子标准溶液中，开启电磁搅拌器，使溶液充分搅拌。
待电位稳定后，记录各浓度点的电位值。
为了减小误差，每个浓度点应测量3-5次，取平均值作为该浓度点的电位值。
5.绘制标准曲线
以氟离子浓度的对数为横坐标，以对应的电位值为纵坐标，绘制散点图。
通过线性回归方法拟合散点图，得到一条直线，即为氟离子选择电极法的标准曲线。
标准曲线的斜率应符合Nernst方程的理论值，截距与电极的灵敏度和选择性有关。
标准曲线的相关系数应大于0.99，以保证测量的准确性。
四、应用示例
以某地区地下水中氟离子的测定为例，介绍氟离子选择电极法的应用。
采集地下水样品，经过前处理后，使用氟离子选择电极法测定样品中氟离子的浓度。
将测得的电位值代入标准曲线方程，即可计算出样品中氟离子的浓度。
通过与国家标准进行比较，判断地下水是否受到氟污染。
此外，氟离子选择电极法还可用于工业废水处理过程中氟离子的监测和控制，以及生物医学领域中氟化物的检测等。
五、结论与展望
本文详细介绍了氟离子选择电极法的原理、标准曲线的绘制及应用示例。
该方法具有灵敏度高、选择性好、操作简便等优点，被广泛应用于环境监测、工业生产、生物医学等领域。
然而，实际应用中仍存在一些问题和挑战，如干扰离子的影响、电极漂移和老化等。
因此，未来的研究应致力于改进电极性能、优化测量方法、提高测量准确性和稳定性等方面的工作。