無機非金屬指標測定-水中氟化物的測定（理化檢驗技術(shù)）

延時符（一）概述1.氟（F）相關(guān)性質(zhì)氟是自然界最活潑的非金屬鹵族元素，氧化活性強。常溫下幾乎能與所有的金屬和非金屬元素化合，形成各種氟化物。在自然情況下，不存在游離狀態(tài)的氟。含氟化合物的天然礦石有螢石(CaF2)、氟磷灰石[CaF2?3Ca(PO4)2]和冰晶石(3NaF?A1F)等。延時符（一）概述2.來源氟廣泛存在于自然界中，各類水體中都含有一定量的氟化物。工業(yè)生產(chǎn)過程中用到氟及化合物，如冶金、電子、水泥、玻璃等產(chǎn)品。延時符（二）測定意義氟是人體正常組成的微量元素之一，是牙齒和骨骼的重要組成成分。成人每天需攝入2~3mg氟，一般通過飲水攝入。人體攝入氟不足，可誘發(fā)齲齒，特別是嬰幼兒；但過量攝入則會發(fā)氟斑牙，嚴重時會發(fā)生氟骨癥。一般認為，飲用水氟的適宜含量為0.5~1.0mg/L中華人民共和國《生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-2006）》規(guī)定了氟的上限值，即不超過1.0mg/L以（F-計）。延時符（三）氟化物的測定氟離子選擇電極法（選擇性好，操作簡單，抗干擾能力強）氟試劑分光光度法（增色法）茜素磺酸鋯比色法（褪色法）離子色譜法（準確度高，重復(fù)性好，但成本高）

1.測定方法靈敏度不高，操作煩瑣，需將氟從干擾物中分離延時符2.離子選擇電極法（1）原理氟離子選擇電極的氟化鑭單晶膜對氟離子有選擇性響應(yīng)。在氟化鑭電極膜兩側(cè)的不同濃度氟溶液之間存在電位差，這種電位差通常稱為膜電位。膜電位的大小與氟化物溶液的離子活度有關(guān)。利用電動勢與氟離子活度負對數(shù)值的線性關(guān)系直接求出水樣中氟離子濃度。（三）氟化物的測定離子選擇性電極（ISE）

對某種特定的離子，具有選擇性響應(yīng)。它能將溶液中特定的離子含量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電位，對溶液中的離子濃度進行測量。指示電極電極電位與溶液中待測離子活度（或濃度）呈Nernst響應(yīng)的電極稱為指示電極。參比電極是指在溫度、壓力一定的條件下，其電極電位已知，且不隨待測溶液的組成改變而改變。氟離子選擇電極是晶體均相膜電極的一種，是用電位法測量溶液中氟離子活度的指示電極。

1—氟化鑭單晶膜

2—內(nèi)參比溶液

3—內(nèi)參比電極}4—電極插頭

5—電極罩6—電極支持桿

△E=0.0591lg[F-]延時符2.離子選擇電極法標準曲線法①樣品測定吸取10.00ml水樣，加入10ml離子強度緩沖液（TISAB）于50ml燒杯中。于燒杯中放入一個絕緣攪拌子，插入氟電極和飽和甘汞電極，開動攪拌器，當電位穩(wěn)定時，讀取測定電位值。（三）氟化物的測定延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法標準曲線法②標準系列電位值的測定管號0123456氟化物標準使用液/ml0.000.200.400.601.002.003.00蒸餾水/ml10.009.809.609.409.008.007.00離子強度緩沖液/ml各加10.0ml，混勻氟化物含量0.000.200.400.601.002.003.00電位值/mv

延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法標準曲線法③計算氟化物質(zhì)量濃度(以F-計，mg/L)可直接在標準曲線上查得。延時符測定步驟示意圖插入氟離子電極和甘汞電極讀取平衡電位值10.00ml水樣或稀釋水樣于電磁攪拌器上攪拌計算結(jié)果加10ml離子強度緩沖液（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法標準曲線法延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法標準加入法①吸取50.00ml水樣，加入50ml離子強度緩沖液（TISAB）于200ml燒杯中。于燒杯中放入一個絕緣攪拌子，插入氟電極和飽和甘汞電極，開動攪拌器，當電位穩(wěn)定時，讀取毫伏數(shù)φ1。②繼續(xù)向燒杯中加入一定體積的100μg/ml的氟標準儲備液，記錄加入的儲備液的體積數(shù)，攪拌，測定毫伏數(shù)φ2

。延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法標準加入法③計算氟含量（mg/L）=延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法方法說明測定氟化物的水樣，應(yīng)用聚乙烯瓶收集和儲存；儲存試劑宜用聚乙烯瓶；因為玻璃瓶可能會溶出氟化物，使測定結(jié)果偏高。色度、渾濁度較高及干擾物質(zhì)較多的水樣可用本標準直接測定。污染嚴重的水樣，檢測前需作蒸餾處理{蒸餾時，氟以氫氟酸或氟硅酸(H2SiF4)的形式從沸點高的酸溶液中蒸出}。延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法方法說明在測定前，氟離子選擇電極最好在NaF溶液（10-3mol/L）中浸泡1~2h進行活化，再用去離子水浸泡數(shù)小時或過夜，若長期不用，宜風干后妥善保存。為消除溶液的pH對電池電動勢的影響，應(yīng)將測定水樣的pH控制在5.5～6.5。含有大量的OH-時，氟化鑭單晶薄膜與產(chǎn)生OH-產(chǎn)生離子交換作用，導(dǎo)致溶液中F-濃度增加，測定結(jié)果偏高。在酸性介質(zhì)中，H+與F-可形成HF或HF2-，降低F-濃度，使測定結(jié)果偏低。延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法方法說明總離子強度緩沖液(TISAB，TotalIonicStrengthAdjustmentBuffer)。其作用是①維持相同離子活度。保持被測溶液離子強度的穩(wěn)定性，防止因離子活度不同而產(chǎn)生的誤差；②掩蔽干擾離子的影響，緩沖液中的檸檬酸鹽能與待測溶液中的鋁和鐵離子發(fā)生配合反應(yīng)，避免鋁和鐵與氟離子本身可以形成氟配合物；③維持適宜的pH范圍。乙酸鹽緩沖液可為測定提供適宜的酸堿度環(huán)境，保證溶液在適宜的pH范圍內(nèi)；④加快反應(yīng)速度，縮短平衡時間。如10-6mol/L的F-在純水中的平衡時間需要1h，而加入離子強度緩沖溶液后僅需10min即可達到平衡。延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法方法說明測定水樣時必須調(diào)節(jié)溫度補償裝置，使標準溶液系列與水樣的測定應(yīng)保持溫度一致。測量時應(yīng)按照低濃度至高濃度的順序進行，測定前，電極在水中的電位值應(yīng)在-340mV以下待測樣品液的濃度越低，電極響應(yīng)時間越長。電極接觸待測液5min后，電極電位變化范圍小于0.5mV時，可以讀數(shù)記錄。用標準加入法分析時，加入氟標準儲備液的體積要小于0.5ml，且E1與E2應(yīng)相差30mV～40mV以內(nèi)。使用氟電極時測應(yīng)避免與硬物擦碰。若電極沾上油污，可用脫脂棉依次用酒精、丙酮輕輕擦洗，再用水沖洗。檢測完成后，須用去離子水清洗電極至本底值。延時符3.離子色譜法（1）原理水樣中待測陰離子隨碳酸鹽-重碳酸鹽淋冼液進入離子交換柱系統(tǒng)(由保護柱和分離柱組成)，根據(jù)分離柱對各陰離