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原理:氟电极是一种以LaF3单晶膜为Fˉ敏感膜的离子选择电极.
以福离子选择电极为指示电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,一起插入试液中组成原电池
（-）氟ISE丨Fˉ试液 || SCE（+）
此原电池的电动势E与溶液中氟离子活度αFˉ呈Nernst响应，即：
E=K’-2.303RT/F lgαFˉ
实际工作中,通常向标准溶液和待测溶液中加入总离子强度调节缓冲剂(TISAB)
使测定体系的离子强度相一致,离子的活度系数基本相同,此时,离子的活度可用溶度代替,25℃时即有 E=K’’-0.059lgC Fˉ
电池电动势与离子浓度的对数呈线性关系
酸度计,氟离子选择计,饱和甘汞电极,电磁搅拌器,磁芯搅棒
均为分析纯氟标准贮备液 TISAB控制溶液的酸度,掩蔽干扰离子,防止Fˉ与金属离子形成配合物干扰氟离子的测定
TISAB:冰醋酸 Nacl调节溶液酸度
柠檬酸钠掩蔽剂 NaOH
1仪器调试及氟电极检查
2标准溶液系列配制逐级稀释法 9ml TISAB
3标准曲线绘制由低浓度到高测定电动势
4水中氟含量测定 E1-E2=10~40MV
5结果处理
绘制 E- lgC Fˉ曲线 19
从曲线查水样Fˉ浓度,ρ= C FˉX V0/V X X M Fˉ X 1000
标准加入法ρ= Cs乘V s/V X (10 △E/s - 1)V0/V X X M Fˉ X 1000。
实验三氟离子选择性电极测定水样中氟离子含量一、实验目的1. 学会氟离子选择性电极测定氟离子的原理和测定方法2. 学会使用酸度计二、实验原理氟离子选择性电极的敏感膜为LaF3单晶膜，内充NaF、NaCl混合液作为内参比溶液，以Ag-AgCl电机为内参比电极。
当把氟离子选择性电极浸入含有F-的溶液中，敏感膜内外两侧产生膜电位：△φ=K-0.0592lga F-（25℃）。
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，浸入含有F-的溶液中，组成工作电池：Hg，Hg2Cl2∣KCl∣∣F-试液∣LaF3∣NaF，NaCl∣AgCl ，Ag 在测定时加入大量的离子强度调节缓冲溶液（TISAB），可以在测量过程中维持离子强度恒定，因此，E= K，-0.0592lgC F-（25℃）。
本实验采用标准曲线法测定试液中F-的含量。
即配制一系列浓度不同的F-标准溶液，分别测定工作电池的电动势，绘制E-pF曲线，并在相同的实验条件下，测得试液的Ex，从曲线上查出试液的pF。
三、仪器与试剂1. 仪器：酸度计；电磁搅拌器；聚四氟乙烯搅拌磁子；5 cm3移液管；50 cm3容量瓶。
2. 试剂：pF=1.00的NaF标准溶液，TISAB，待测水样。
四、实验步骤1. 标准溶液的配制（1）准确移取pF=1.00的F-标准溶液5.00cm3于50 cm3容量瓶中，加入TISAB溶液5.00 cm3，定容，摇匀，得pF=2.00的F-标准溶液。
（2）准确移取pF=2.00的F-标准溶液5.00cm3于50 cm3容量瓶中，加入TISAB溶液4.50 cm3，定容，摇匀，得pF=3.00的F-标准溶液。
（3）准确移取pF=3.00的F-标准溶液5.00cm3于50 cm3容量瓶中，加入TISAB溶液4.50 cm3，定容，摇匀，得pF=4.00的F-标准溶液。
（4）准确移取pF=4.00的F-标准溶液5.00cm3于50 cm3容量瓶中，加入TISAB溶液4.50 cm3，定容，摇匀，得pF=5.00的F-标准溶液。
离子选择电极法测定氟离子实验报告一．实验目的⑴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。
⑵掌握离子计的使用方法。
二．实验原理1.氟离子选择电极是目前最成熟的一种离子选择电极，将氟化镧单晶封在塑料管的一端，管内装有0.1mol/L NaF和0.1mol/L NaCl溶液，以Ag-AgCl电极为参比电极，构成了氟离子选择电极。
2.测量电极：氟离子选择电极|试液||SCE电池电动势为E=b-0.0592()1F a log-3.TISAB溶液的构成乙酸缓冲溶液排除OH-的干扰柠檬酸钠溶液掩蔽Fe+3、Al+3、Sn(IV)配位离子氯化钠溶液增加导电性三．实验仪器与试剂离子计，氟离子选择电极，饱和甘汞电极，离子计100mL容量瓶，50mL烧杯，100mL烧杯，10mL移液管，50mL移液管。
0.1000mol/L F1-标准溶液，TISAB。
四．实验步骤㈠氟离子选择电极的准备氟离子选择电极在使用前在含104-mol/L F1-中浸泡约30min，直至测定去离子水时电位为277mV左右，氟离子活化完成。
㈡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 F1-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1.00*102-mol/L F1-溶液；在第二只100mL容量瓶中，加入1.00*102-mol/L F1-溶液10.00mL和TISAB10mL，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00*103-mol/L F1-溶液。
按上述方法依次配制1.00*106-~1.00*104-mol/L F1-标准溶液。
将适量F1-标准溶液分别倒入5只塑料烧杯中，放入磁性搅拌子，插入氟离子选择电极和饱和甘汞电极，连接好离子计，开启电磁搅拌器，由稀到浓测量，等读数稳定后读电压值，稳定后每隔5秒读取一个数，读取3个数，再分别测其他F1-浓度溶液的电位值。
4.氟离子选择性电极法测定自来水中的氟含量氟离子选择性电极法测定自来水中氟离子含量一实验目的1 熟悉仪器的基本操作。
2 掌握氟离子选择性电极法测定水样中氟离子含量的原理。
3 学会以“氟离子选择性电极”为指示电极，测定水样中氟离子含量的测定方法。
二实验原理以氟离子选择性电极（为指示电极）、饱和甘汞电极（为参比电极），与被测溶液组成一个电化学电池。
测定前将总离子强度调节剂TISAB 加入到被测溶液中以保证该溶液的离子强度基本不发生变化。
一定条件下其电池的电动势E 与氟离子活度αF -的对数值成直线关系。
测量时，若指示电极接正极，则()C K E oF 25lg 0592.0'--=α。
当被测溶液的总离子强度不变时，氟离子选择性电极的电极电位与溶液中氟离子浓度的对数呈线性关系，即()C C K E o F 25lg 0592.0'--=。
可用标准曲线法和标准加入法进行测定。
三仪器1 自动电位滴定仪（ZDJ-4A 型）一台2 氟离子选择性电极（PF-1） 1个，指示电极5 容量瓶 50mL ，9个/2个6 分度移液管 1mL 、10 mL 各1个7 移液管 25 mL ，1个8 量筒 10 mL ，1个9 塑料试杯 50 mL ，若干个四试剂1 氟离子标准储备液（100μg/ mL ）：将分析纯的氟化钠于120℃烘干2h ，冷却后准确称取0.2210g 于小烧杯中，用去离子水溶解后转移到1000 mL 容量瓶中，定容摇匀。
转移至聚乙烯塑料瓶中备用。
2 氟离子标准使用液（10μg/ mL ）：准确移取10 mL 氟离子标准储备液定量转移到100 mL 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，定容摇匀。
3 NaOH 6mol/L4 总离子强度调节剂TISAB 溶液：于1000 mL 烧杯中，加入500 mL 去离子水，随之量取60 mL 冰醋酸倒入其中。
再将称取的NaCl 58g ，及二水柠檬酸钠12g 倒入后，搅拌至完全溶解。
离子选择性电极法测定自来水中氟的含量一、实验目的(1)掌握离子选择性电极法测定离子含量的原理和方法； (2)掌握标准曲线法和标准加入法的适用条件； (3)了解使用总离子强度调节缓冲溶液的意义和作用； (4)熟悉氟电极和饱和甘汞电极的结构和使用方法；二、实验原理饮用水中氟含量的高低对人体健康有一定影响，氟的含量太低易得龋齿，过高则会发生氟中毒现象，适宜含量为0.5mg ·L -1左右。
因此，监测饮用水中氟离子含量至关重要。
氟离子选择性电极法已被确定为测定饮用水中氟含量的标准方法。
离子选择性电极是一种电化学传感器，它可将溶液中特定离子的活度转换成相应的电位信号。
氟离子选择性电极的敏感膜为LaF 3单晶膜(掺有微量EuF 2，利于导电)，电极管内装有0.1mol ·L -1 NaCl-NaF 组成的内参比溶液，以Ag-AgCl 作内参比电极。
当氟离子选择电极(作指示电极)与饱和甘汞电极(参比电极)插入被测溶液中组成工作电池时，电池的电动势正在一定条件下与F -离子活度的对数值成线性关系：--=F S K E αlg式中，K 值在一定条件下为常数；S 为电极线性响应斜率(25℃时为0.059V)。
当溶液的总离子强度不变时，离子的活度系数为一定值，工作电池电动势与F -离子浓度的对数成线性关系：--=F c S K E lg '为了测定F -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惰性电解质以固定各溶液的总离子强度。
试液的pH对氟电极的电位响应有影响。
在酸性溶液中H+离子与部分F-离子形成HF或HF2-等在氟电极上不响应的形式，从而降低了F-离子的浓度。
在碱性溶液中，OH-在氟电极上与F-产生竞争响应，此外OH-也能与CaF3晶体膜产生如下反应：CaF3+3OH-—→La(OH)3+3F-由此产生的干扰电位响应使测定结果偏高。
因此测定需要在pH=5~6的溶液中进行，常用缓冲溶液HOAc-NaOAc来调节。
自来水中氟含量的测定（氟离子选择性电极法）之五兆芳芳创作一、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、办法.2、了解总离子强度调节缓冲溶液的组成和作用.3、熟悉用尺度曲线法和尺度参加法测定水中氟的含量.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，组成的丈量电池为氟离子选择性电极︱试液‖SCE如果疏忽液接电位，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.由此可采取尺度曲线法和一次性尺度参加法测定氟含量或浓度.三、仪器与试剂（自己整理）四、实验步调（自己整理）（1）电极的准备（2）尺度曲线制作（3）水样中氟含量的测定①尺度曲线法②尺度参加法五、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参加TISAB的组成和作用各是什么？2尺度曲线法和尺度参加法各有何特点，比较本实验用这两种办法测得的结果是否相同，如果不合说明原因.答：⑴.尺度曲线法：可以适用于多次丈量，并且要求尺度溶液和样品具有恒定的离子强度,并维持在适宜的pH规模内.调节离子强度所用电解质不该对测定有搅扰，调节离子强度的溶液，也常参加适当的络合剂或其他试剂以消除搅扰离子的影响.⑵.尺度参加法：是在其他组分共存情况下进行丈量的，因此实际上减免了共存组分的影响，古这种办法适合于成分不明或是组成庞杂的试样的测定.尺度参加法比尺度曲线法操纵简洁，这两种办法测得的实验结果在排除误差的影响时基底细同.3—6.0原因？较高碱度时，主要的搅扰物是-OH.在膜的概略产生如下反响：反响产生的氟离子搅扰电极的响应，同时使氟离子浓度偏高；在较高酸度时由于形成HF2－而下降F－的离子活度，测定结果偏低.。
仪器分析实验讲义04实验地点化学楼205 实验学时 3 授课教师 实验项目 氟电极法测定自来水中的氟含量预习提要1. 氟离子选择电极基本构造，内参比电极；2. 直接电位法基本原理；3. TISAB 的组分构成和作用；实验报告部分一、实验目的与要求1. 掌握离子选择性电极的响应机理；2. 学会使用离子计；3. 掌握氟离子电极测定F -的条件。
二、实验原理1. 直接电位法电位分析法是通过测定在零电流条件下的电极电位和浓度间的关系进行分析测定的一种电化学分析法。
它包括直接电位法和电位滴定法。
电位分析法一般使用一支指示电极和一支参比电极。
其中，指示电极的电极电位与待测离子的活度（或浓度）符合能斯特方程：2. 离子选择性电极及响应机理离子选择性电极是一类利用膜电位测定溶液中离子的活度或浓度的电化学传感器，当它和含待测离子的溶液接触时，在它的敏感膜和溶液的相界面上产生与该离子活度直接有关的膜电位。
当敏感膜两边分别与两个不同浓度或不同组成的电解质相接触时，膜两边交换、扩散离子数目不同，形成了双电层结构，在膜的两边形成两个相界电位，产生电位差，即形成膜电位。
氟离子选择电极是目前最成熟的一种离子选择性电极。
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-1 NaF 和0.1mol ·L-1 NaCl 溶液，以Ag/AgCl 电极为参比电极，构成氟离子选择电极。
测定时，以F-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。
3. 总离子强度调节剂由于离子选择性电极响应的是离子活度，但离子活度只在较稀释的溶液内和离子浓度相等。
离子的活度取决于由离子内容决定的样品溶液中的离子强度。
为确保标准液和样品液离子强度相同，需要向溶液中加入离子强度调节剂。
另外，有些离子选择性电极只能用于一定范围pH 值溶液内。
在离子强度调节剂内加缓冲液可以将标准液和样品液调节至要求的pH 值。
实验一离子选择电极测定自来水中的氟
一．实验目的
1.掌握用氟离子选择电极测定水中微量氟的方法；
2.了解离子强度调节缓冲液的意义和作用；
3.掌握环境样品的预处理方法。
二．实验原理
1.离子选择性电极
1975年国际纯粹与应用化学协会给出明确的定义：离子选择性电极是一种电化学传感体，它的电位对溶液中给定离子的活度的对数呈线性关系，这些装置不同于包含氧化还原反应的体系。
其基本结构是由四部分组成：敏感膜、内导体系（内参比电极、内参比溶液）、电极杆、绝缘导线。
氟离子选择电极(简称氟电极)是晶体膜电极。
它的敏感膜是由难溶盐LaF3单晶(定向掺杂EuF2)薄片制成，电极内装有0.1mol·L–1NaF－0.1mol·L–1NaCl组成的内充液，浸入一根Ag—AgCl内参比电极。
测定时，氟电极、饱和甘汞电极(外参比电极)和含氟试液组成下列电池：
Ag│AgCl│(NaF(0.1moL·L–1)NaCl(0.1moL·L–1)│LaF3单晶│含氟试液(αF－)‖KCl(饱和)，Hg2Cl2│Hg
氟电极试液饱和甘汞电极
一般离子计上氟电极接(－)，饱和甘汞电极接(＋)，测得电池电位差为：
E电池=E SCE－(E膜＋E Ag-AgCl)＋E a＋E j
在一定的实验条件下(如溶液的离子强度、温度等)，外参比电极电位E SCE、活度系数，内参比电极电位E Ag-AgCl、氟电极的不对称电位E a以及液接电位E j等都可以作常数处理，而氟电极的膜电位E膜与氟离子活度的关系符合Nernst公式，因此上述电池的电位差E电池与试液中氟离子的浓度的对数呈线性关系，即
E电池=K – (2.303RT/F) lgC F
式中，K为常数，R为摩尔气体常数8.314J·mol–1·K–1，T为热力学温度，F为法拉第常数96485C·mol–1。
2.应用氟电极时需考虑三个问题：
（1）溶液pH的影响，试液的pH对氟电极的电位有影响，pH值在5~6是氟电极最佳pH 使用范围，在低pH值的溶液中，由于形成HF、HF2–等在电极上不响应的型体，降低了αF–。
pH值高时，OH–浓度增大，OH–在氟电极上与F–产生竞争响应，也由于OH–能与LaF3晶体
膜产生反应(LaF3＋3OH–→La(OH)3＋3F–)。
从而干扰电位响应，因此测定需要在pH5~6缓冲溶液中进行。
（2）为了使测定过程中F–的活度系数、液接电位E j保持恒定，试液要维持一定的离子强度，因此常在试液中加入一定浓度的惰性电解质，如KNO3，NaCl等以控制试液的离子强度。
（3）氟电极的选择性较好，但能与F–形成络合物的阳离子如Al(III)，Fe(III)，Th(IV)
以及能与La(III)形成络合物的阴离子对测定有不同程度干扰。
为了消除金属离子的干扰，加入掩蔽剂，如柠檬酸钾K3Cit、EDTA等。
以上三种实验条件用总离子强度调节缓冲剂(Total Ionic Strength Adjustment Buffer，TISAB)来控制，其组份为KNO3，HAc—NaAc，K3Cit。
三．仪器与试剂
1. 仪器：pH－S pH计；氟离子选择电极，使用前应在去离子水中浸泡1-2h；电磁搅拌器、50mL容量瓶、烧杯等。
2. 试剂：
(1)TISAB溶液，102g KNO3，83gNaAc，32g K3Cit，放入1L烧杯中，加入冰醋酸14mL，加600mL去离子水溶解，溶液的pH应为5.0-5.5，如超出此范围，应加NaOH或HAc调节，然后稀至1L。
(2)0.100mol·L–1NaF标准溶液：称取2.10gNaF(已在120℃烘干2h以上)，放入500mL烧杯中，加入100mL TISAB和300mL去离子水溶解后转移至500mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，转移至聚乙稀瓶中。
(3)高氯酸70-72%。
四．实验步骤
1. pHS-3酸度计使用方法
(1) 开机通电预热30min。
(2) 测量电极电位
①按下―mV‖档(此时定位键，斜率补偿键，温度补偿键不起作用)。
②将清洗过电极插入溶液内，并开动电磁搅拌机，仪器即指示两电极电位差。
2.实验操作
(1) 水样的预处理：
用聚乙烯瓶采集水样，用水蒸气蒸馏法预处理环境水样，水中氟化物在含高氯酸(或硫酸)的溶液中，通入水蒸气，以氟硅酸或氢氟酸形式被蒸出。
取50mL水样(氟浓度高于2.5mg/L时，可分取少量样品，用水稀释到50mL)于蒸馏瓶中加10mL高氯酸(70-72%)，加热，待蒸馏瓶内溶液温度升到约130℃开始通入蒸气，并维持温度在130-140℃，蒸馏速度为5-6mL/min,待接收瓶中馏出液体积约为200mL时，停止蒸馏，并用水稀释至200mL，供测定用。
(2) 标准溶液系列的配制：
取5个50mL容量瓶，在第一个容量瓶中加入10mL TISAB溶液，其余加入9mL TISAB 溶液。
用5mL移液管吸取5.0mL 0.100mol·L–1NaF标准溶液放入第一个容量瓶中，加去离子水至刻度。
即为1.00×10–2mol·L–1 F–溶液，1.00×10–3－1.00×10–6mol·L–1 F–溶液逐级稀释配制。
(3) 工作曲线的测绘：
上述(2)溶液分别倒入干燥的50mL烧杯中，并分别插入洗净的F－电极和SCE，在电磁搅拌机上搅拌3-4min，读下mV值，测量的顺序由稀到浓，这样在转换溶液时电极不必清洗，仅用滤纸吸去附着的溶液即可。
（注：更换水样溶液之前，电极必须用蒸馏水清洗。
） 以测得的电位值(mV)为纵坐标，以pC F－(或C F－)为横座标，在(半对数)坐标纸上作出工作曲线。
根据水样测得的电位值，从工作曲线上查出经预处理水样的C F-值，并换算成未经预处理水样的C F－并以mg·L–1表示。
五．数据处理
用半对数座标纸绘制标准曲线，从标准曲线上求实际斜率和线性范围，并求出样品中C F－。
六．思考题
1. 为什么测定时试液要按由稀到浓的顺序?
1.TISAB的组成是什么?它在测量中各起什么作用?
2.从工作曲线上可以得到哪些离子选择电极的特征参数?
3.写出离子选择电极的电极电位完整表达式。
4.用氟电极测得的是F－离子的浓度还是活度?如果要测量F－离子浓度，应该怎么办?
【注意事项】
1．在测定一系列标准溶液后，应将电极清洗至原空白电位值，然后再测定未知试液的电位值。
测定过程中搅拌溶液的速度应恒定。
2．F－离子电极在使用前应在纯水中充分浸泡，若电极初用可浸泡1-2天，使得它在纯水中的电位值(VS SCE)应在＋340mV以上，若小于此值，可更换去离子水几次，直至电位在＋340mV以上，若无法达到此值，有可能是电极漏水或单芯片表面沾污，必须重装或作相应清洗。
3．电极内装电解质溶液，为防止芯片内侧附着气泡而使电路不通，在第一次使用前或测量后，可让芯片朝下，轻击电极杆，以除去芯片上的气泡。
