离子选择性电极法测定

实验七离子选择性电极测定牙膏中氟离子含量1 实验目的了解离子选择性电极法的基本原理及其实验注意事项；熟练掌握离子选择性电极法测定牙膏中氟离子含量的实验操作。

2 实验原理2.1方法原理流动注射分光光度法的基本原理是在把一定体积的试样溶液注入到一个流动着的、非空气间隔的试剂溶液（或水）载流中。

被注入的试样溶液与载流中的试剂混合、反应，在反应盘管中形成一个区域。

进入流通检测器进行测定分析及记录。

在酸性介质中，水中的亚硝酸盐与磺胺反应生成重氮盐，再与盐酸萘乙二胺偶联生成红色染料，于540 nm波长处测定吸光值。

2.2仪器原理FIA 基本流路系统一般包括:载液驱动系统、注入阀或进样器、微型反应器、流通式检测器( 折光计、比色计、紫外/可见分光光度计、离子选择电极、原子吸光光度计、荧光计等) 、信号记录装置[1]。

其中蠕动泵驱动载液以恒定流率流过细微的管路;注入阀将一定体积的样品溶液重现地注入载液中;微型反应器则使注入的样品带在其中适当地分散, 并与载液( 或试剂) 中某些组分进行反应, 生成能使检测器产生适量响应值的产物;检测器和信号记录装置测量和记录下响应值数据。

FIA的三大要素：试样注入：通过进样阀实现控制进样体积或进样时间；试样带受控分散：反应盘管中完成；时间控制的高度再现：由泵和流路转换阀决定可在非平衡状态下检测。

泵：用于驱动载流通过细管；进样阀：重现地定量注入样品；转换阀：进行流路切换较少使用；转换阀：进行流路切换较少使用；反应器（管）：样品带在其中分散并与载流试剂中的组份反应，包括空管式反应器、填充床反应器以及单珠串反应器；检测器：检测样品带在分散过程中的反应情况，包括分子光谱检测器、原子光谱检测器、电化学检测器以及质谱检测器；输出一般为一个峰一次进样。

其特点主要包括：简单、方便、精确、重现、快速、可处理大量样品、样品和试剂用量少、可在平衡和非平衡状态下完成测定、密闭、减少污染和不安全因素。

流动注射分光光度法的流路图如图1所示。

离子选择电极法测定水中的微量氟离子氟离子是一种常见的水中微量离子，它的存在对人体健康有一定的影响。

因此，对水中微量氟离子的测定显得尤为重要。

离子选择电极法是一种常用的测定水中微量离子的方法，下面将详细介绍离子选择电极法测定水中微量氟离子的原理、方法和注意事项。

一、原理离子选择电极法是一种基于离子选择电极的电化学分析方法。

离子选择电极是一种特殊的电极，它能够选择性地响应某种离子的浓度变化。

在离子选择电极法中，离子选择电极和参比电极组成电池，通过测量电池的电势变化来确定待测离子的浓度。

对于水中微量氟离子的测定，常用的离子选择电极是氟离子选择电极。

氟离子选择电极的工作原理是：电极表面涂有一层氟离子选择性膜，当待测溶液中存在氟离子时，氟离子会与选择性膜中的离子交换，导致电极表面的电势发生变化。

通过测量电势变化，可以计算出待测溶液中氟离子的浓度。

二、方法1. 仪器和试剂离子选择电极、参比电极、电位计、磁力搅拌器、分析天平、标准氟离子溶液、去离子水等。

2. 样品处理将待测水样取适量，加入少量去离子水稀释，使其浓度在离子选择电极的测量范围内。

3. 测量操作将离子选择电极和参比电极插入待测溶液中，开启磁力搅拌器，使溶液充分混合。

记录电位计上的电势值，待电势稳定后记录电势值。

重复测量3次，取平均值作为测量结果。

4. 标准曲线的绘制取不同浓度的标准氟离子溶液，按照上述方法测量其电势值，绘制出标准曲线。

通过标准曲线可以计算出待测水样中氟离子的浓度。

三、注意事项1. 离子选择电极的选择应根据待测离子的种类进行选择。

2. 测量前应将离子选择电极和参比电极清洗干净，避免污染。

3. 测量时应保持溶液充分混合，避免测量误差。

4. 测量结果应重复测量多次，取平均值作为最终结果。

5. 标准曲线的绘制应根据实际情况进行调整，以提高测量精度。

离子选择电极法是一种简单、快速、准确的测定水中微量氟离子的方法。

在实际应用中，应根据实际情况进行调整，以提高测量精度。

实验二离子选择电极法测定氟离子一、实验目的1. 巩固离子选择电极法的理论2. 了解并学会通用离子计的操作方法3. 掌握校正曲线的分析技术4. 了解氟离子电极测定的测试条件二、方法原理氟是人体必需的微量元素。

摄入适量的氟有利于牙齿的健康。

但摄入过多时，则对人体有害。

轻者造成斑釉牙，重者造成氟胃症。

测定溶液中的氟离子，一般由氟离子选择电极作指示，饱和甘汞电极作参比电极，与待测液（或标准溶液）组成测量电池，可表示为:Ag,AgCl，NaCl(0.1mol/L)∣LaF3膜∣（待测液或标准溶液）‖KCl(饱和溶液)Hg2Cl2，Hg其电池电动势：E电池=φSCE-φF-而φF-=φAg/Agcl+ K -FRTlnαF-因此：E电池=φSCE-φAg/Agcl- K +FRTlnαF-令：K’=φSCE -φAg/Agcl- K，则E电池= K’ +FRTlnαF-在25℃时，E电池表示为:E电池=K’+0.059lgαF-式中K’为内外参比电极电位及不对称电位常数。

这样通过测定电位值，即可得到氟离子的活度（或浓度）。

本实验采用校正曲线法。

配制一系列已知浓度的氟离子标准溶液，加入总离子强度调节剂（TISAB）,得到对应的电位值（E），绘制E--lgCF-校正曲线。

未知样品测得电位值Ex值后，在校正曲线上查处对应的氟离子浓度，即得分析结果。

LaF3单晶敏感膜电极，在氟离子浓度为1.00×10-1---1.00×10-6mol/L的范围内，氟电极电位与lgC呈线性关系。

三、仪器与试剂1.仪器:氟离子选择电极，232型饱和甘汞电极，磁力搅拌器，pHS—3C酸度计，塑料小烧杯5只，10ml移液管5支，25ml量筒一个，100ml容量瓶5个，250ml 容量瓶，烧杯2个（250ml、100ml各一个），滴管、玻璃棒、吸耳球各一个。

2.试剂：用去离子水配制以下试剂，且都是用聚氯乙烯塑料瓶储存。

（1）1.000×10-1mol/L F-标准储备液：准确称取NaF（分析纯，120℃烘1h）4.199g溶与容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀。

水质氟化物的测定离子选择电极法
氟化物是水质中重要的有毒物质，它可以与水相聚合形成复杂的混合物，影响人体健康，因此需要对水域中氟化物的浓度进行监测。

离子选择电极法是进行水质氟化物分析的
最常用方法，它包括采样、容器、滴定液、试剂和离子选择电极等，全面评价水质氟化物
成分，在行业中得到广泛应用。

离子选择电极法是一种特殊分析仪器，能够同时进行多元组分的测定，其原理是根据
微量测定组分在不同离子强度下的电位差进行分析，因此被称为离子选择电极法。

利用离
子选择电极法测定水质中氟化物时，首先是采样，把水样放入容器，在离子选择电极法测
定完成后，分析表示水质氟化物的浓度。

接下来就是做滴定液，将试剂根据比例加入水样中，使得滴定液有效反应。

如果滴定液的测试结果出现氟化物，则与预定的电位测定参数
一起，在所用的离子选择电极器上进行电位测定。

离子选择电极法测量水质氟化物的特点：一是效率高，容易操作; 二是可以测量多种
氟化物，量程较大; 三是准确、稳定、重复性好，数据可靠可追溯; 四是仪器投资少，价
格较低。

离子选择电极法的优越性使其成为水质氟化物测量的理想工具，且市场供应也很充足。

它能准确、可靠地测定水体中的氟化物含量，是确定水质氟化物浓度和及时预警的有效工具。

但也需要专业技术人员来操作，考虑到可能会存在的准确性、可行性问题，在使用前，一定要充分做好准备，包括完整的操作指南、完整的仪器设备和相关实验设备等，将离子
选择电极法用于监测水质氟化物，才是最可靠的方法。

088地质环境DI ZHI HUAN JING土壤中的氟化物是水和食物中的氟的主要来源，可通过[1]饮用水、降水、及飘尘等途径影响人类的健康。

氟在土壤中的存在形态极为复杂，其中水溶性氟对植物、动物、微[2]生物及人类有较高的有效性，被国家生态环境部列为土壤无机污染物的重要控制指标之一。

目前土壤中的水溶性氟化物的测定方法有离子选择电极法和离子色谱法2种。

离子色谱法干扰因素比较多，仪器价格比较贵，分析成本比较高。

而离子选择电极法具有操作简单，成本低，精密度好，准确度高等优点。

因此，选择离子选择电极法测定土壤中的水溶性氟。

1 实验部分1.1 仪器设备及试剂1）多参数测试仪S220-F，精度±0.1mV 。

2）PerfectION 复合氟离子电极。

3）超声波清洗器，频率20-50KHz。

4）离心机。

5）聚乙烯瓶（带盖）：100mL。

6）聚乙烯离心管。

7）氢氧化钠（NaOH）溶液：c（NaOH）=0.1mol/L，称取4g 氢氧化钠（分析纯），用蒸馏水溶解后定容至1L。

8）1+1盐酸（HCl）溶液：用量筒准确量取250mL 的盐酸（优级纯），用蒸馏水稀释至500mL。

9）1.0mol/L 柠檬酸三钠（Na C H O ·7H O）缓冲溶液：36572称取294g 柠檬酸三钠放入1000mL 的烧杯中，加入约900mL 的蒸馏水，溶解，用盐酸溶液调节pH 至6.0-7.0，装入塑料瓶中，冷藏。

10）氟化钠（NaF）：优级纯，经105-110℃烘干2小时，干燥冷却。

-11）氟标准溶液：ρ（F ）=500mg/L称取1.1050g 氟化钠，用蒸馏水溶解后，转至1000mL 的容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度线，摇匀，装入塑料瓶中。

-12）氟标准工作液：ρ（F ）=50.0mg/L量取氟标准溶液（11）10.00mL，转至100mL 的容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度线，摇匀。

1.2 实验步骤称取5.00g 的土壤样品装入聚乙烯瓶中，加入50mL 的蒸馏水，盖上盖子，放入超声震荡器中，震荡30分钟，震荡过程温度应控制在20-30℃，静置，取一定量清液倒入聚乙烯离心管中，放入转速为4000r/min 离心机，离心5-10分钟，取上层清液待测。

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。

实验四 离子选择性电极测定天然水中F -一、实验目的1、掌握用氟离子选择性电极测定水中氟含量的原理和方法；2、掌握氟离子选择性电极的结构和使用条件；3、学会精密酸度计的使用方法。

二、实验原理饮用水中的氟含量的高低对人体的健康有一定的影响，氟的含量过低易得龋齿，过高则会发生氟中毒现象，适宜的含量为0.5毫克/升左右。

目前测定氟的方法有比色法和电位法。

前者的测量范围较宽，但干扰因素多，往往要对试样进行预处理，后者的测量范围虽然范围不如前者宽，但一般能满足大多数水质分析的要求，而且操作简便，干扰少，样品一般不必进行预处理。

因此，现在电位法测定氟离子以成为常规的分析方法。

本实验中应用氟离子选择性电极、饱和甘汞电极（SCE ）和待测试液组成原电池。

测量的电池电动势E 与氟离子活度符合能斯特方程：--=F C S K E lg （1）式中，S 为电极响应斜率。

25℃时上式可写作：--=F C K E lg 0592.0 （2）由于水样中常含有干扰物质氢氧根离子，可发生以下反应：LaF 3+3OH - =La(OH)3+3F -对测定产生正干扰，在较高酸度时形成HF 2-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Fe 3+,Al 3+,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。

为排除基体成分干扰，可使用单次标准加入法：设试液中F -浓度为C x ，体积为V x ，测试电位为E x 。

F -加入浓度为C x ，体积为Vs 的F -标准溶液后，测试电位为E x+s 。

则：X X C S K E lg -= （3）S X S X C S K E ++-=lg （4）所以，1212lg lg E E C C S --= （5） S X S S S X C C S E E E ++=-=∆lg（6） 式（5）中，C 1、C 2为标准溶液中F -浓度，E 1、E 2相应电位。

9408 离子选择电极法测定水中氟的含量.doc实验十二离子选择电极法测定水中氟的含量；一、目的要求；1、掌握电位法的测定原理和方法；2、学会正确使用；自从氟离子选择电极问世以来，用该电极直接电位法测；图1氟离子选择电极结构简图；以氟电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，插入；氟离子选择电极│F－试液│饱和甘汞电极；当试液的离子强度为定值时，电池的电动势E 与F－试；2.303RT；E?K?lgCF?；F实验十二离子选择电极法测定水中氟的含量一、目的要求1、掌握电位法的测定原理和方法；2、学会正确使用氟离子选择电极。

二、方法原理自从氟离子选择电极问世以来，用该电极直接电位法测定各种水样中的氟便是一种普遍、方便和准确的方法。

氟离子选择电极简称为氟电极，其敏感膜是LaF3单晶(结构简图见图1)。

图1 氟离子选择电极结构简图以氟电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，插入试液中，组成一个测量电池：氟离子选择电极│F－试液│饱和甘汞电极当试液的离子强度为定值时，电池的电动势E与F－试液的浓度CF－有确定的关系：2.303RTE?K?lgCF?FE与lgCF?成线性关系，因此可以用直接电位法测定F －的浓度。

当氟电极插入到F-溶液中时，F-在晶体膜表面进行交换。

25℃时： E = K - 0.059 lgaF- = K + 0.059 pF离子选择性电极测量的是溶液中的离子活度，通常定量分析需要测量的是离子的浓度，不是活度，所以必须控制试液的离子强度，才可以近似认为测量的是离子浓度。

本实验用标准工作曲线法测定水中氟离子的含量，测量的pH值范围为5.0－6.0，加入含有氯化钠、乙酸及柠檬酸钠的总离子强度调节缓冲剂（TISAB）以控制酸度、保持一定的离子强度和消除干扰离子对测定的影响。

三、仪器与试剂仪器： pH离子计，电磁搅拌器；氟离子选择电极和饱和甘汞电极各一支；玻璃器皿一套。

试剂：0.1000mol/L氟标准溶液：准确称取经105℃下烘2h的NaF4.199g，用二次去离子水溶解后定容于1L容量瓶中，贮存于聚乙烯瓶中备用。

离子选择性电极测定法——矿物质的测定方法一、概述 [H+]的测量关键性的问题是电位计是否能被用来测定其他离子。

最近几年这个问题已引起了广泛的重视。

事实上，许多电极已经进展为可挺直对多种阳离子和阴离子举行测定，如溴化物、钙、氯化物、氟化物、钾、钠和硫，甚至有可以测定可溶性气体的电极，如氨、CO2和O2。

因为其他离子的干扰，使得一些办法在应用上有一定的限制，通常这一问题的解决可以通过调整pH来削减干扰或通过络合作用、沉淀反应来去除干扰。

转变玻璃电极的组成可转变玻璃膜对其他离子的敏感性，一种对钾敏感的电极的膜组成为：71% SiO2、11% Na2O和18% Al2O3。

一种典型的钠离子电极可在0.000001一1mol/L或0.023一23000mg/kg范围内举行测定。

但是可能会受到银离子、锂离子，钾离子，铵离子的干扰，反应时光少于30s。

在这个系统中也可用法复合钠离子挑选性电极，其中包含了甘汞参比电极。

固态离子挑选性电极也同样牢靠。

这些电极不用法玻璃传感膜，其活性膜是由单一的经稀土元素处理的无机结晶体组成，氟电极就是一个很好的例子，其电极是由经铕处理过的氟化镧组成，转变了电荷通透性并且降低了电阻，用这种电极可以测出浓度达到0.02mg/kg浓度的氟化物。

其他普遍用法的固态离子挑选性电极同样牢靠，例如溴电极可以测定的浓度极限为0.04mg/kg,氯电极为0.178mg/kg；相应地，全部固态离子挑选性电极的响应时光都少于30s，但这些电极同样碰到其他干扰离子的干扰问题。

除了各种玻璃膜电极和固态电极外，值得强调的是，还有许多其他类型的电极，如沉淀一渗透膜，液一液膜，甚至酶电极一气体感应电极的应用也日益增强，这些电极具有气体渗透性膜和与内部缓冲溶液相衔接的pH复合电极，透过这层膜，气体能溶解于小包着复合电极的pH缓冲溶液的薄膜层中，溶解的气体引起了溶液pH的变幻，同时复合电极也能探测到这种变幻，氨、CO2、SO2和O2都能由该类电极举行测定。