实验 4 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。

3.标准曲线绘制：用吸液管取1.00、3.00、5.00、10.00、20.00mL氟化物标准溶液，分别置于5只50mL容量瓶中，加入10mL总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至标线，摇匀。分别移入100mL聚乙烯杯中，放入一只塑料搅拌子，按浓度由低到高的顺序，依次插入电极，连续搅拌溶液，读取搅拌状态下的稳定电位值（E）。在每次测量之前，都要用水将电极冲洗净，并用滤纸吸去水份。在半对数坐标纸上绘制E—lgcF-标准曲线，浓度标于对数分格上，最低浓度标于横坐标的起点上。

4.水样测定：用无分度吸管吸取适量水样，置于50mL容量瓶中，用乙酸钠或盐酸溶液调节至近中性，加入10mL总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至标线，摇匀。将其移入100mL聚乙烯杯中，放入一只塑料搅拌子，插入电极，连续搅拌溶液，待电位稳定后，在继续搅拌下读取电位值（Ex）。在每次测量之前，都要用水充分洗涤电极，并用滤纸吸去水份。根据测得的毫伏数，由标准曲线上查得试液氟化物的浓度，再根据水样的稀释倍数计算其氟化物含量。

5.空白试验：用去离子水代替水样，按测定样品的条件和步骤测量电位值，检验去离子水和试剂的纯度，如果测得值不能忽略，应从水样测定结果中减去该值。

当水样组成复杂时，宜采用一次标准加入法，以减小基体的影响。其操作是：先按步骤4测定出试液的电位值（E1），然后向试液中加入与试液中氟含量相近的氟化物标准液（体积为1/10～1/100），在不断搅拌下读取稳定电位值（E2），按下式计算水样中氟化物的含量：

cx=[cs·Vs/(Vx+Vs)]×[10×ΔE/S-Vx/(Vx+Vs)]-1

式中：cx—水样中氟化物（F-）浓度，mg·L-1；

      Vx—水样体积，mL；

      cs—F-标准溶液浓度，mg·L-1；

      Vs—加入F-标准溶液体积，mL；

      ΔE—等于E1- E2（对阴离子选择电极），其中E1为测得水样试液的电位值，mV；

      E2—为试液中加入标准溶液后测得的电位值，mV；

      S—氟离子选择电极实测斜率。

如果Vs﹤﹤Vx，则上式可简化为：

cx =( cs·Vs / Vx)×(10×ΔE/S-1)-1

五.结果处理

1.绘制标准曲线。

2.计算水样中氟化物的含量。

3.分析测定方法中采取的控制和消除各种干扰因素的措施。