离子选择电极法测定氟离子
2005级化学教育（4）班谢小花 40507153
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：
氟离子选择电极是目前最成熟的一种离子选择电极.将氟化镧单晶(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-1NaF和0.1 mol.L-1NaCl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，组成测量电池，即：氟离子选择电极┃试液││SCE
如果忽略液接电位，电池的电动势为:
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1～10-6 moL.L-1范围符合能斯特方程式。
氟离子选择电极具有较好的选择性。常见阴离子NO3-、SO42-、PO43-、Ac-、Cl-、Br-、HCO3-等不干扰，主要干扰物质是OH-。产生干扰的原因，很可能由于在膜表面发生如下反应：
①选择性
阴离子: OH- LaF3 + 3OH-＝ La(OH)3 + 3F-
反应产物F-因电极本身的响应而造成正干扰。在较高酸度时形成HF2-而降低F-离子活度，因此，测定时需控制试液PH在5—6之间。通常用乙酸缓冲溶液控制溶液的PH。
阳离子: Fe3+、Al3+、Sn(Ⅳ) ( 易与F-形成稳定配位离子)，可加入柠檬酸钠进行掩蔽。
②支持电解质------控制试液的离子强度。
③总离子强度调节缓冲液-----控制试液pH和离子强度以及消除干扰。
下图为氟离子选择电极膜：
三、仪器与试剂
离子计或pH计；氟离子选择电极；饱和甘汞电极；电磁搅拌器；容量瓶(100 mL 7只)；烧杯(100 mL 2个)；10 mL移液管,
F-标准溶液 (0.1000 mol/L) 离子强度调节缓冲液（TISAB）
四、实验步骤
1. 氟离子选择电极的准备: 氟离子选择电极在使用前，应在含10-4moL.L-1F-或更低浓度的F-溶液中浸泡（活化）约30 min。使用时，先用去离子水吹洗电极，再在去离子水中洗至电极的纯水电位（空白电位）。其方法是将电极浸入去离子水中，在离子计上测量其稳定电位，然后，更换去离子水，观察其电位变化，如此反复进行处理，直至电位稳定并达到它的纯水电位为止。纯水电位一般为300mV左右。
2. 线性范围及能斯特斜率的测量:由稀至浓分别进行测量。在五只100mL容量瓶中，用10mL移液管移取0.100 mol/L F-标准溶液于第一只100mL容量瓶中，加入TISAB10mL ，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.0×10-2mol/L F-溶液；在第二只100mL容量瓶中，加入1.0×10-2 mol/L F-溶液和TISAB10mL ，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.0×10-3 mol/L F-溶液。按上述方法依次配成1.00×10-6—1.00×10-4 mol/L F-标准溶液。
将适量的F-标准溶液（浸没电极即可）分别倒入5只塑料烧杯中，放入磁
性搅拌器子，插入F-离子选择电极和甘汞电极，连接好离子计或酸度计，开启
电磁搅拌器，由稀至浓分别进行测量，在仪器指针不再移动或数字显示在正负
1mV内，读取电位值。
3. 自来水中氟含量的测定:
①试液的制备:试样用自来水可在实验室直接取样。
②标准曲线法：准确吸取自来水样50.0mL于100mL容量瓶中，加入TISAB10mL，去离子水稀释至标线，摇匀。全部倒入一烘干的烧杯中，按上述实验方法测定
电位值，记为E1，平行测定三份。
③标准加入法：在实验②测量后，加入1.00mL1.0×10-3 mol/L F-溶液后，再测定其电位，记为E2，平行测定三次。
五、注意事项：
1.测量标准溶液时，浓度应由稀至浓，每次测定后用被测试液清洗电极、烧杯及搅拌子。
2.绘制标准曲线时，测定一系列标准溶液后，应将电极清洗至原空白电位值，然后再测定未知液的电位。
3.测定过程中，更换溶液时，测量键应断开，以免损坏离子计，且搅拌溶液的速度应恒定。
4.氟离子选择电极的纯水电位与电极组成有关，也与所用纯水的质量有关，一般为300 mV左右。
5.绘制标准曲线与测定水样时的条件应保持一致，如采用相同的总离子强度缓冲溶液，维持恒定的温度等。
6.每次测定前，都要用水冲洗电极，并用滤纸吸干。
六、数据处理
（1）绘制标准曲线
E
/ V log C F -
（2）由标准加入法测得的结果，计算出试样中氟含量。
1.自来水的电位值E 1：
测量的标准偏差：1
n
i S ==∑ =0.208 mV
相对标准偏差:/RSD S X = ×100﹪=0.069﹪
由标准曲线可知自来水中F -含量为：2.624×10-6 mol/L
2.加入1.00mL1.0×10-3 mol/L F - 溶液后的电位值：
标准偏差 1
n
i S ==∑=0.0579mV
相对标准偏差：/RSD S X =×100﹪=0.021﹪
Cx1= 4.814×10-6 mol/L (△E=-28.9mV)
Cx2= 4.705×10-6 mol/L (△E=-29.3mV)
Cx3= 4.759×10-6 mol/L (△E=-29.1mV)
〈Cx〉=4.759×10-6 mol/L
∴自来水中F-的浓度为：F-=2
C〈Cx〉=9.518×10-6 mol/L
七、思考题
1.用离子选择性电极法测定氟离子时加入TISAB的组成和作用各是什么？
答：
2.标准曲线法和标准加入法各有何特点，比较本实验用这两种方法测得的结果是否相同，如果不同说明原因。
答：⑴.标准曲线法：可以适用于多次测量，并且要求标准溶液和样品具有恒定的离子强度,并维持在适宜的pH范围内.调节离子强度所用电解质不应对测定有干扰，调节离子强度的溶液，也常加入适当的络合剂或其他试剂以消除干扰离子的影响。
⑵.标准加入法：是在其他组分共存情况下进行测量的，因此实际上减免了共存组分的影响，古这种方法适合于成分不明或是组成复杂的试样的测定。
经比较，通过两种方法在本实验中所得结果基本接近，故可认为此次测量中由于溶液的性质所带来的干扰叫小。两种方法皆比较理想。
大气固定污染源氟化物的测定离子选择电极法方法确认 1.仪器设备 离子选择电极法测定氟化物的仪器设备主要包括：离子选择电极、参 比电极、pH计、电位计等。离子选择电极可以选择氟化物离子选择电极，参比电极可以选择银/银氯化物电极或玻璃电极。 2.样品处理 样品的处理主要包括取样、前处理、稀释等。首先要确保样品取得代 表性，一般可以按照空气质量监测的方法进行采样。然后，可以先过滤去 除悬浮物，进一步获取溶解态氟化物。对于浓度较高的样品，可以进行适 当稀释，以便在测定时落在量程范围内。 3.试剂选择 离子选择电极法测定氟化物需要使用的试剂主要有标准溶液、缓冲液等。标准溶液是用于构建标准曲线的溶液，可以选择氟化钠标准溶液。缓 冲液的选择视具体样品的pH值而定，一般可以选择盐酸-氯化钠缓冲液。 4.实验操作 实验操作的步骤主要包括：校正电极、构建标准曲线、样品测定等。 首先，要校正电极，即使电位计和pH计校准。接下来，构建标准曲线， 将不同浓度的标准溶液加入测定容器中，然后测取其电位值，并绘制标准 曲线。最后，进行样品测定，将样品溶液加入测定容器中，测取其电位值，并通过标准曲线确定其氟化物的浓度。 5.数据处理
数据处理主要包括标准曲线的绘制和样品浓度的计算。可以通过标准曲线的外推法或内插法来确定样品浓度。外推法即将样品的电位值代入标准曲线中，得到相应的浓度值；内插法即通过样品电位值在标准曲线上找到相应浓度值。最后，可以根据测得的样品浓度进行评估，并与相应的环境标准进行比较。 综上所述，离子选择电极法是一种常用于大气固定污染源氟化物测定的方法。通过合适的仪器设备、样品处理、试剂选择和实验操作，可以准确快速地测定氟化物浓度，为环境监测提供科学依据。
,氟离子选择电极一般在 离子选择电极法测定氟离子 一.头验目的 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 氟离子选择电极使目前最成熟的一种离子选择电极。将氟化镧单晶封在塑料管的一端，管内装O.1mol/L NaF和O.1mol/L NaCI溶液，以Ag-AgCI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，以饱和甘汞电极作为参比电极，组成的测量电池为： 氟离子选择电极丨试液II SCE 如果忽略液接电位，电池的电动势为： E= i? - 0.0592 log 即电池的电动势与试液中氟离子活度的对数成正比1? 10-6moL.L-1范围符合能斯特方程式。 1. 氟离子选择电极具有较好的选择性 阴离子：：OH -LaF3 + 3OH = La(OH) 3 + 3F - 阳离子：Fe 3+、Al3+、Sn(W)(易与F-形成稳定配位离子) 2. 氟离子选择电极法测定的是溶液中离子的活度，因此，必须加入大量支持电解质， 如NaCl控制试液的离子强度。 3. 用总离子强度调节缓冲液控制试液pH和离子强度以及消除干扰。通常用乙酸缓冲溶液控制溶 液的pHo用柠檬酸钠进行掩蔽。 三、仪器与试剂 离子计或pH计；氟离子选择电极；饱和甘汞电极；电磁搅拌器；容量瓶(100 mL7 只)； 烧杯(100 mL6 个)；10 mL移液管(2 个)；F-标准溶液(0.1000 mol/L)；离子强度调节缓冲液(TISAB) 四、实验步骤 1氟离子选择电极的准备：氟离子选择电极在使用前，应在含10-4moL.L-1 F- 或更低浓度 氟 离 子 选 择 膜 电 极 Au-AyCI 内参比电 极 内多比 氟化麴 单晶膜
实验讲义：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%以上，且中、重度患者明显增多。而水中含氟量0.5mg/L以下的地区，居民龋齿患病率一般高达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龋作用，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馏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。将氟化镧单晶（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0.1mg/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∣试液∣∣SCE 如果忽略液接电位，电池的电动势为：E=b－0.0592㏒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NO3－，SO 42－、PO 4 3－、Ac－、Cl－、Br－、 I－、HCO 3 -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：LaF 3 + 3OH－→ La（OH） 3 + 3F－ 反应产物F－因电极本身的响应而造成干扰。在较高酸度时由于形成HF 2 －而降低F－的离子活度，因此测定时，需控制试液的PH在5~6之间通常用乙酸缓冲溶液控制.常见阳离子除易与F－形成稳定配位离子的Fe3+、Al3+、Sn（Ⅳ）干扰外其他不干扰。这几种离子的
离子选择电极法原理 一、引言 离子选择电极法（ISE）是一种用于测量溶液中离子浓度的分析方法。它是基于离子选择性电极（ISE）的原理而发展起来的。本文将详细介绍ISE法的原理。 二、离子选择性电极的构成 ISE由三部分组成：电极体、内部参比电极和外部参比电极。其中，电极体是最关键的部分，它由一个半透膜覆盖在玻璃或塑料管上，并在 其表面涂上一层选择性膜。这个膜可以通过化学反应与待测离子发生 选择性作用，使得只有特定种类的离子能够穿过半透膜进入到电极体 内部。 三、ISE法的原理 当一个具有特定离子选择性膜的ISE放置在含有待测离子的溶液中时，这些待测离子会通过半透膜进入到电极体内部，并与内部参比电极反应，产生一个微小但稳定的电位差。这个微小但稳定的电位差可以用 来计算溶液中待测离子的浓度。
四、Nernst方程 根据Nernst方程，ISE的电势与待测离子的浓度之间存在一个线性关系： E=E0+(RT/zF)ln[a] 其中，E是ISE的电势，E0是参比电极的电势，R是气体常数，T是温度，z是离子的电荷数，F是法拉第常数，a是待测离子的活度。 五、ISE法的优缺点 ISE法具有以下优点： 1.选择性强：由于膜对特定离子有选择性作用，因此只有特定种类的离子能够进入到电极体内部。 2.灵敏度高：由于反应在半透膜表面上进行，并且只有特定种类的离子能够进入到电极体内部，因此可以检测非常低浓度的离子。 3.操作简单：与其他分析方法相比，ISE法操作简单、快速、便捷。
但是ISE法也存在以下缺点： 1.响应时间长：由于反应在半透膜表面上进行，并且只有特定种类的离子能够进入到电极体内部，在某些情况下响应时间较长。 2.容易受干扰：由于膜对特定离子有选择性作用，在某些情况下容易受到其他离子的干扰。 六、总结 ISE法是一种基于离子选择性电极的分析方法，其原理是利用半透膜上的选择性膜与待测离子发生选择性作用，并通过Nernst方程计算出待测离子的浓度。ISE法具有选择性强、灵敏度高、操作简单等优点，但也存在响应时间长、容易受干扰等缺点。
离子选择电极法测定氟离子 离子选择电极法是一种常用的测定氟离子（F-）浓度的方法。本方法基于离子选择电极对特定离子的选择性，通过测量电极电位的变化来确定溶液中氟离子的浓度。 我们来了解一下离子选择电极的原理。离子选择电极是一种特殊的电极，它具有对特定离子的高选择性。在测定氟离子浓度时，常用的离子选择电极是氟离子选择电极。该电极由一个内部参比电极和一个外部工作电极组成。内部参比电极通常是银/银氯化银电极，用于提供参比电位。外部工作电极是一种特殊的电极材料，能够与氟离子发生特异性的反应。 在测定氟离子浓度时，首先需要校准离子选择电极。校准的方法通常是使用标准溶液，测量不同浓度的标准溶液的电极电位，并绘制电极电位与浓度的关系曲线。校准完成后，就可以使用该电极来测定未知溶液中氟离子的浓度了。 测定氟离子浓度的步骤如下： 1. 准备样品溶液：将待测溶液取一定体积，加入容器中。 2. 校准电极：将离子选择电极浸入标准溶液中，测量电极电位，并记录下来。 3. 测定样品溶液：将离子选择电极浸入待测溶液中，测量电极电位，并记录下来。
4. 计算浓度：利用校准曲线，将测得的电极电位转化为氟离子的浓度。 需要注意的是，在测定过程中，要保持电极的清洁和干燥，避免与其他离子发生干扰反应。此外，离子选择电极的使用寿命有限，需要定期更换。 离子选择电极法测定氟离子浓度的优点包括：操作简便、快速、灵敏度高、选择性好、无需昂贵的仪器设备等。但也存在一些限制，如对溶液样品的要求较高，不能存在与氟离子具有相似性质的其他离子，以及离子选择电极的使用寿命有限等。 在实际应用中，离子选择电极法广泛用于水质分析、环境监测、药品制造和生物化学等领域。例如，可以用于监测饮用水中的氟离子浓度，以确保水质安全；也可以用于药品制造中，控制氟离子的浓度，以保证产品的质量。 离子选择电极法是一种可靠、快速、灵敏的测定氟离子浓度的方法。通过测量电极电位的变化，可以准确地确定溶液中氟离子的浓度。离子选择电极法在各个领域具有广泛的应用前景，对于保障水质安全、控制药品质量等方面具有重要意义。
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。
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、了解氟离子选择性电极的基本性能及其测定方法。 二、实验原理 ）单晶片为敏感膜的传感器。由于单氟离子选择电极是一种以氟化镧（LaF 3 晶结构对能进入晶格交换的离子有严格地限制，故有良好的选择性。将氟化镧单晶（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，组成的测量电池为 Ag,AgCl [10-3mol/L NaF,10-3mol/L NaCl]LaF3 F-(试液) KCl(饱和),Hg2Cl2 Hg 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/F lnα(F,外) = K + RT/F lnα(F,外) = K +0.059 lna(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，当实验条件一定时为常数。 用氟离子选择电极测量F-时，最适宜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，易引起单晶膜中La3+的水解，形成La（OH） ，影响电极的响应，故通常用PH值约为6的柠檬酸盐缓冲溶液来控制溶液的3 PH值。某些高价阳离子（如Al3+、Fe3+）及氢离子能与氟离子络合而干扰测定，而柠檬酸盐可以消除Al3+、Fe3+的干扰。在碱性溶液中，氢氧根离子浓度大于氟离子浓度的1/10时也有干扰，而柠檬酸盐可作为总离子强度调节剂，消除标准溶液与被测溶液的离子强度差异，使离子活度系数保持一致。 氟离子选择电极法具有测定简便、快速、灵敏、选择性好、可测定浑浊、有色水样等优点。最低检出浓度为0.05mg/L（以F-计）；测定上限可达1900mg/L （以F-计）。适用于地表水、地下水和工业废水中氟化物的测定。 三、仪器和试剂 1．仪器：PHS-3C pH计，85-2型恒温电磁搅拌器，氟离子选择性电极，饱和甘汞电极，1mL，5mL，10mL吸量管，25mL移液管，100mL，50mL烧杯各一个，50mL容量瓶7个，胶头滴管，洗耳球，滤纸，镊子。 2. 试剂：氟离子标准溶液：0.100mol/L；1.0×10-3mol/L，柠檬酸钠缓冲溶液：0.5mol/L（用1：1盐酸中和至PH值约为6），去离子水。
离子选择电极法测定氟离子 2005级化学教育（4）班谢小花 40507153 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： 氟离子选择电极是目前最成熟的一种离子选择电极.将氟化镧单晶(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-1NaF和0.1 mol.L-1NaCl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，组成测量电池，即：氟离子选择电极┃试液││SCE 如果忽略液接电位，电池的电动势为: 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1～10-6 moL.L-1范围符合能斯特方程式。 氟离子选择电极具有较好的选择性。常见阴离子NO3-、SO42-、PO43-、Ac-、Cl-、Br-、HCO3-等不干扰，主要干扰物质是OH-。产生干扰的原因，很可能由于在膜表面发生如下反应： ①选择性 阴离子: OH- LaF3 + 3OH-＝ La(OH)3 + 3F- 反应产物F-因电极本身的响应而造成正干扰。在较高酸度时形成HF2-而降低F-离子活度，因此，测定时需控制试液PH在5—6之间。通常用乙酸缓冲溶液控制溶液的PH。 阳离子: Fe3+、Al3+、Sn(Ⅳ) ( 易与F-形成稳定配位离子)，可加入柠檬酸钠进行掩蔽。 ②支持电解质------控制试液的离子强度。 ③总离子强度调节缓冲液-----控制试液pH和离子强度以及消除干扰。 下图为氟离子选择电极膜：
离子选择性电极法测定氯离子 实验目的： ⑴了解氟离子选择性电极的构造及测定自来水中氟离子的实验条件； ⑵掌握离子计的使用方法。 实验原理： 氟离子选择性电极是目前比较成熟的一种离子选择性电极。将氟化镧单晶（掺微量氟化铕）封在塑料管的一端，管内装0.1mol/LNaF和0.1mol/L NaCl溶液，以Ag/AgCl电极为参比电极，构成氟离子选择电极。 测量水样中的氟离子浓度时，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，构成如下电池： 氟离子选择性电极︳试液‖SCE 在忽略液接电位的情况下，电池的电动势可表示为如下：E = b - 0.0592log a(F-) . 由于水样中常含有干扰物质氢氧根离子，可发生以下反应：LaF3+3OH- =La(OH)3+3F-对测定产生正干扰，在较高酸度时形成HF2-而降低F-离子活度，故需用乙酸缓冲溶液控制溶液的pH；常见阳离子如Fe3+,Al3+,Sn(Ⅳ)可与F-形成配合物而产生干扰，故采用柠檬酸钠进行掩蔽；在测量水样中的氟离子活度时必须加入大量电解质控制试液的离子强度；在本实验中使用总离子强度调节缓冲液除去干扰因素。
仪器与试剂： 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5个，100mL塑料烧杯5个，10mL移液管2个； 0.1000mol/L F-标准溶液，总离子强度调节缓冲液（TISAB）。 实验步骤： ⑴氟离子选择电极的准备： 在使用氟离子选择电极前，将其浸泡在含有10-4 mol/L F-溶液中浸泡30分钟，然后取出再将其浸入去离子水中，在离子计上测量其电位值，然后更换去离子水，观测其电位变化，直至其电位稳定不变化位置。 ⑵线性范围及能斯特斜率的测量： 在5只100mL容量瓶中，用10mL移液管移取0.1000mol/L F-标准溶液于第一只容量瓶中，加入TISAB 10mL，用去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00×10-2mol/L F-溶液;在第二只容量瓶中加入1.00×10-2mol/L F-溶液10mL 和TISAB 10mL，用去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00×10-3mol/L F-溶液;按照上述方法依次配制1.00×10-6到1.00×10-4mol/LF-标准溶液。 将浓度为1.00×10-6到1.00×10-2mol/L F-标准溶液分别倒入5只塑料烧杯中，从浓度为1.00×10-6mol/L F-标准溶液
离子选择性电极法测定氟离子 一、实验目的 1、认识氟离子选择性电极的结构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 氟化物在自然界中宽泛存在，也是人体正常的组织之一。人在平时生活中过 多或过少的摄取氟离子都会对人体有害。 1976 年全国颁发的《生活饮用水卫生标 准》拟订饮用水中的氟含量不得超出 1mg·L-1。水中权衡氟的测定可采纳蒸馏 比色法和氟离子选择电极法。前者费时，后者简易迅速。 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-1 NaF和 0.1mol ·L-1 NaCl 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 氟离子选择性电极︱试液‖SCE 假如忽视液接电位，电池的电动势为： - F 即电池的电动势与试液中的氟离子活度的对数成正比。氟离子选择性电极一般在 1–10-6 0.1mol · L-1范围内切合能斯特响应。 氟离子选择性电极拥有较好的选择性。常有的阴离子 NO -3、SO24-、PO34-、Ac-、Cl -、 Br -、 I -、HCO3-等不扰乱，主要的扰乱物是 OH -。产扰乱的原由，很可能 是因为在膜的表面发生以下反响： LaF33OH -La(OH) 33F- 反响产生的氟离子因电极自己的响应而造成扰乱。在较高酸度时因为形成 而降低了离子活度，所以，测准时须控制试液的pH在 5～6 之间。往常用乙酸 缓冲溶液控制溶液的pH。常有的阳离子除易于氟离子形成稳固配位离子的 Fe3、 Al 3、Sn（ⅳ）扰乱外其余不扰乱。这几种离子的扰乱能够加入柠檬酸 钠进行遮蔽。用氟离子选择性电极测定溶液中氟离子的活度，所以，一定加入大 批的电解质如 NaCl 控制试液的离子强度。
离子选择电极法的基本原理 离子选择电极法（Ion Selective Electrode, ISE）是一种用于测定溶液中特定离子浓度的分析方法。它基于离子在电极表面与固定化层之间的选择性吸附或化学反应，从而导致电势的变化。ISE方法广泛应用于环境监测、食品安全、生物医学、水质分析等领域。 ISE方法的基本原理是基于Nernst方程，该方程是描述电势和溶液中离子浓度之间关系的定量关系。Nernst方程的一般形式为： E = E0 + (RT/zF) ×ln([X]a/[X]b) 其中，E为电势变化，E0为标准电势，R为理想气体常数，T为温度，z为离子电荷数，F为法拉第常数，[X]a和[X]b分别为溶液中物质X在测量电极和参比电极两侧的浓度。 离子选择电极由电极主体、填充溶液和离子感受层构成。电极主体通常是一根细长的玻璃或塑料杆，其内部含有测量电极和参比电极，两者之间有一定的距离隔开。填充溶液是一种稳定的电解质溶液，用于维持电极的稳定性和电势。离子感受层是离子选择性膜，通常是一种聚合物基质与化学配合物相结合的薄膜。离子感受层的选择性是根据离子在膜上扩散速率的不同来实现的。 离子选择电极的工作过程分为测量和校准两个步骤。
在测量过程中，溶液中的离子会通过离子感受层与膜内的化学配合物发生选择性吸附或离子交换反应。这些反应导致了界面处电荷分布的变化，进而引起电势的变化。该电势变化可用于计算出溶液中目标离子的浓度。此时，测量电极的电势与参比电极的电势之间的差值与离子浓度成正相关关系。 在校准过程中，通过一系列标准溶液的测量，建立起电势与离子浓度之间的关系。校准的目的是确定标准曲线或方程，以便后续测量中根据电势值计算出溶液中离子的浓度。 离子选择电极的选择性是通过离子感受层的设计和配合物选择来实现的。离子感受层中的化学配合物能与目标离子发生特异的配位反应或吸附作用。这种特异性使得离子选择电极对其他离子的干扰很小或可以忽略。 离子选择电极的优点包括操作简便、快速测量、实时监测和高选择性。无需对样品进行复杂的前处理或稀释操作，避免了传统分析方法中常见的问题，如试剂消耗、污染和分析时间长等。离子选择电极还具有很高的选择性，可以同时测量多种离子，并对溶液中其他离子的干扰能力较强。 然而，离子选择电极也存在一些限制。首先，离子选择电极对测量溶液中离子浓度的范围有一定的限制。其次，离子选择电极对温度变化敏感，需要根据测量条件进行温度校正。此外，离子选择电极在某些情况下可能受到化学干扰，比如测
欧阳文创编 自来水中氟含量的测定（氟离子 选择性电极法） 二、实验目的 1、掌握氟离子选择电极测定水中氟离子含量的原理、方法。 2、了解总离子强度调节缓冲溶液的组成和作用。 3、熟悉用标准曲线法和标准加入法测定水屮氟的含量。 二、实验原理 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，组成的测量电池为 氟离子选择性电极丨试液II SCE 如果忽略液接电位，电池的电动势为: E=b~O. 05921oga F' 即电池的电动势与试液屮的氟离子活度的对数成正比。 由此可采用标准曲线法和一次性标准加入法测定氟含量或浓度。三、仪器与试剂（自己整理）四、实验步骤（自己整理） （1）电极的准备
欧阳文创编 （2）标准曲线制作 （3）水样屮氟含量的测定 ①标准曲线法②标准加入法 五、实验数据结果处理（自己整理） 六、思考题 1用离子选择性电极法测定氟离子时加入TISAB的组成和作 用各是什么？ 2标准曲线法和标准加入法各有何特点，比较本实验用这两种方法测得的结果是否相同，如果不同说明原因。 答：（1）.标准曲线法：可以适用于多次测量，并且要求标准溶液和样品具有恒定的离子强度，并维持在适宜的pH范围内.调节离子强度所用电解质不应对测定有干扰，调节离子强度的溶液，也常加入适当的络合剂或其他试剂以消除干扰离子的影响。 （2）.标准加入法：是在其他组分共存情况下进行测量 的，因此实际上减免了共存组分的影响，古这种方法适合 于成分不明或是组成复杂的试样的测定。 欧阳文创编
标准加入法比标准曲线法操作简便，这两种方法测得的实验结果在排除误差的影响时基本相同。 3为什么控制PH5. 0—6. 0原因？ 较高碱度时，主要的干扰物是OH-。在膜的表面发生如下反应：反应产生的氟离子干扰电极的响应，同时使氟离子浓度偏高； 在较高酸度时由于形成HF「而降低百的离子活度，测定结果偏低。
离子选择性电极法测定溶液中氟离子 、实验目的 1、了解电位分析法的基本原理。 2、掌握电位分析法的操作过程。 3、掌握用标准曲线法测定水中微量氟离子的方法 4、了解总离子强度调节液的意义和作用。 、实验原理 般氟测定最方便、灵敏的方法是氟离子选择电极。氟离子选择电极的敏 感膜由LaF3单晶片制成，为改善导电性能，晶体中还掺杂了少量0• 1 %〜0. 5%的EuF2和1 %〜5%的CaF2。膜导电由离子半径较小、带电荷较少的晶体离子氟离子来担任。Eu2+、Ca2+代替了晶格点阵中的La3+,形成了较多空的氟离子点阵，降低了晶体膜的电阻。 将氟离子选择电极插入待测溶液中，待测离子可以吸附在膜表面，它与膜上相同离子交换，并通过扩散进入膜相。膜相中存在的晶体缺陷，产生的离子也可以扩散进入溶液相，这样在晶体膜与溶液界面上建立了双电层结构，产生 2.303RT F lga F_ 氟离子选择电极对氟离子有良好的选择性般阴离子，除OH-外，均不 相界电位，氟离子活度的变化符合能斯特方程： 干扰电极对氟离子的响应。氟离子选择电极的适宜pH范围为5-7。一般氟离子电极的测定范围为10-6~10-1mol /L。水中氟离子浓度一般为10-5mol /L。 在测定中为了将活度和浓度联系起来，必须控制离子强度，为此，应该加 入惰性电解质（如KNO3）。一般将含有惰性电解质的溶液称为总离子强度调节液
（total Ionic strength adjustment buffer ，TISAB）。对氟离子选择电极来说，它由KNO3、柠檬酸三钠溶液组成。 用离子选择电极测定离子浓度有两种基本方法。方法一：标准曲线法。先测定已知离子浓度的标准溶液的电位E,以电位E对Igc作一工作曲线，由测得 的未知样品的电位值，在E-lgc曲线上求出分析物的浓度。方法二：标准加人法。首先测定待分析物的电位E1,然后加人已知浓度的分析物，记录电位E2, 通过能斯特方程，由电位E1和E2可以求出待分析物的浓度。本实验测定氟离子采用标准曲线法。 三、仪器与试剂 氟离子选择电极一支；饱和甘汞电极一支；恒温水浴锅一台。100mL烧杯若干个，50mL容量瓶若5个，25mL移液管、10mL移液管，1mL和10mL 有分刻度的移液管各 一支，100mL容量瓶一个。 NaF（基准试剂）；KNO3（分析纯）；柠檬酸三钠份析纯）；NaOH（分析纯）。 氟标准溶液0.5g/L :称取于120°C干燥2小时并冷却的NaF 1.106g溶于去离子水中，而后转移至1000 mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀，保存在聚乙烯塑料瓶中备用。 氟标准溶液0.2g/L :移取0.5g/L氟离子标准溶液20mL稀释到50mL。实验前随配 随用，用完倒掉洗净容量瓶。 依照上述方法依次配制0.01g/L、0.04g/L的氟标准溶液。 氟标准溶液60mg/L :移取0.5g/L氟离子标准溶液6mL与TISAB溶液25mL 至50ml 容量瓶，稀释至刻度，摇匀。 按照上述方法依次配制0.2mg/L、0.6mg/L、0.8mg/L、1.6mg/L、2.0mg/L、4.0mg/L、
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 氟离子选择电极使目前最成熟的一种离子选择电极。将氟化镧单晶封在塑料管的一端，管内装0.1mol/L NaF和0.1mol/L NaCl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，以饱和甘汞电极作为参比电极，组成的测量电池为： 氟离子选择电极︱试液‖SCE 如果忽略液接电位，电池的电动势为: 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1～10-6 moL.L-1范围符合能斯特方程式。 1.氟离子选择电极具有较好的选择性 阴离子: : OH- LaF 3 + 3OH-＝ La(OH) 3 + 3F- 阳离子: Fe3+、Al3+、Sn(Ⅳ) ( 易与F-形成稳定配位离子) 2.氟离子选择电极法测定的是溶液中离子的活度，因此，必须加入大量支持电解质， 如NaCl控制试液的离子强度。 3.用总离子强度调节缓冲液控制试液pH和离子强度以及消除干扰。通常用乙酸缓 冲溶液控制溶液的pH。用柠檬酸钠进行掩蔽。 三、仪器与试剂 离子计或pH计；氟离子选择电极；饱和甘汞电极；电磁搅拌器；容量瓶(100 mL 7只)；烧杯(100 mL 6个)；10 mL移液管（2个）；F-标准溶液 (0.1000 mol/L)； 离子强度调节缓冲液（TISAB）
四、实验步骤 1．氟离子选择电极的准备: 氟离子选择电极在使用前，应在含10-4moL.L-1F-或更低浓度的F-溶液中浸泡（活化）约30 min。 2．线性范围及能斯特斜率的测量:在5只100mL容量瓶中，用10mL移液管移取0.100mol/L F-标准溶液于第一只100mL容量瓶中，加入TISAB 10mL，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00×10-2 mol/L F-溶液；在第二只100mL容量瓶中，加入1.00×10-2 mol/L F-溶液10.00mL和TISAB 10mL，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00×10-3 mol/L F-标准溶液。按上述方法依次配制1.00×10-6 ～1.00×10-4 mol/L F-标准溶液。 将适量F-标准溶液分别倒入5只塑料瓶烧杯中，放入磁性搅拌子，插入氟离子选择电极和饱和甘汞电极，连接好酸度计，开启电磁搅拌器，由稀至浓分别进行测量，在仪器指针不再移动或数字显示在±1mv内，读取电位值。再分别测定其他F-浓度溶液的电位值。 3．自来水中氟含量的测定: ①试液的制备:试样用自来水可在实验室直接取样。 ②标准曲线法:准确吸取自来水样50.0mL于100mL容量瓶中，加入TISAB 10mL，去离子水稀释至标线，邀约。全部倒入一烘干的烧杯中，按上述实验方法测定电位值，记下数据。平行测定三次。 ③标准加入法: 再实验②测量后，加入1.00mL 1.00×10-3 mol/L F-溶液后，再测定其电位值。 五、数据处理 1.绘制标准曲线确定该氟离子选择电极的线性范围及实际能斯特响应斜率。 2.由标准加入法测得的结果，计算出试样中氟含量。