實(shí)驗(yàn)三 土壤中氟含量的測(cè)定.ppt

1、家畜環(huán)境衛(wèi)生學(xué)2011 華中農(nóng)業(yè)大學(xué),實(shí)驗(yàn)三 土壤中氟含量的測(cè)定離子選擇電極法,氟化物的測(cè)定可采用電極法和比色法。電極法的濃度適應(yīng)范圍較寬，樣品溶液渾濁和有色均不干擾測(cè)定，且簡(jiǎn)便、快速、靈敏。比色法適用于較清潔的水樣，當(dāng)干擾物質(zhì)過(guò)多時(shí)需預(yù)先進(jìn)行蒸餾，且操作繁鎖，干擾較多。,預(yù)備知識(shí),一、電位分析法的基本知識(shí) （一）工作原理 電位分析法是在零電流下測(cè)定指示電極與參比電極間的電位差，進(jìn)而求出被測(cè)組分的活度。 將指示電極和參比電極插入溶液構(gòu)成工作電池，參比電極電位保持恒定，指示電極電位取決于試液中被測(cè)組分的活度，即電極間的電位差變化反映了指示電極的電位變化。,（二）氟離子選擇性電極的結(jié)構(gòu),單晶膜：由

2、LaF3單晶片制成，其組成為：0.1%0.5% EuF2和1%5% CaF2, 晶格點(diǎn)陣中La3+被Eu2+，Ca2+取代，形成較多空的F-點(diǎn)陣,降低晶體的電阻，導(dǎo)電由F-完成。,氟電極的使用方法,氟電極在每次使用前應(yīng)在去離子水中浸泡過(guò)夜，使其電位值達(dá)達(dá)到300mV以上，然后在低濃度氟化鈉溶液中適應(yīng)1520min，再用去離子水充分洗滌后進(jìn)行正式測(cè)定。氟電極連續(xù)使用的間隙可浸在去離子水中，若長(zhǎng)期不用，應(yīng)風(fēng)干后保存。 電極使用的適宜pH范圍為5-7。,飽和甘汞電極,飽和甘汞電極在定溫下具有穩(wěn)定的電極電勢(shì)，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用較為廣泛的一種參比電極。 甘汞電極穩(wěn)定性檢驗(yàn)： （1）電極使用前，必須從排除所

3、有的氣泡。使用前應(yīng)取下電極側(cè)管口和液接部的小橡皮帽。 （2）電極中內(nèi)充KCI溶劑應(yīng)保持過(guò)飽和狀態(tài)。 （3）不用時(shí)應(yīng)在加液口和液接部套上橡膠帽。長(zhǎng)期不用的甘汞電極應(yīng)充滿(mǎn)內(nèi)滲液，在電極盒內(nèi)靜置保存。 （ 4）每隔一定的時(shí)間，要用電阻測(cè)試儀或電導(dǎo)儀檢查一次電極內(nèi)阻，平常應(yīng)小于10kW。,離子活度計(jì),離子活度計(jì)可與各種離子選擇性電極配用，測(cè)量電極在水溶液中產(chǎn)生的電池電動(dòng)勢(shì)。儀器可直接讀溶液中離子活度的負(fù)對(duì)數(shù)（PX）值，亦可作酸度計(jì)等使用，進(jìn)行直接電位法（有計(jì)算法、標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法、離子計(jì)法、標(biāo)準(zhǔn)添加法、多次添加法等）來(lái)測(cè)量水溶液中的離子濃度。 在選mV檔時(shí)，不需要調(diào)節(jié)定位和斜率旋鈕，只需要在使用前進(jìn)行溫度調(diào)

4、節(jié)。,（三） Nernst方程,F -=fi C ；F 為離子活度； fi為離子活度系數(shù)；C為溶液濃度,（四）干擾及消除方法,酸度：應(yīng)控制pH在5-7。 陽(yáng)離子（Al3+, Fe3+, Th4+, Zr4+ ）干擾：加絡(luò)合掩蔽劑消除。 離子活度系數(shù)的不同：標(biāo)準(zhǔn)和樣品中同時(shí)加入惰性電解質(zhì)，使離子強(qiáng)度相同，從而使離子活度系數(shù)相同。 溫度：標(biāo)準(zhǔn)和樣品應(yīng)在相同溫度下測(cè)定，并進(jìn)行溫度校正。,二、土壤樣品的采集與制備,（一）采樣點(diǎn)分布及采樣深度 （二）土壤樣品的制備：風(fēng)干、磨細(xì)、過(guò)篩、混勻、裝瓶，以備各項(xiàng)測(cè)定之用,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.掌握離子選擇電極法的工作原理以及離子活度計(jì)的使用方法； 2.掌握土壤、水中

5、氟化物的測(cè)定原理、方法以及結(jié)果的計(jì)算。,二、方法原理,氟化鑭單晶對(duì)氟離子具有選擇性，被電極膜分開(kāi)的兩種不同濃度氟溶液之間存在的電位差（膜電位）。氟電極與飽和甘汞電極組成一對(duì)電化學(xué)電池，電池電動(dòng)勢(shì)和溶液中氟離子活度的對(duì)數(shù)呈直線(xiàn)關(guān)系。測(cè)定時(shí)加入TISAB溶液，以控制離子強(qiáng)度，同時(shí)消除干擾陽(yáng)離子干擾、控制pH值。本方法有很寬的濃度適應(yīng)范圍，最適宜的F-為0.2-20mg/L。,三、儀器,氟離子電極 飽和甘汞電極 離子活度計(jì),四、溶液和試劑,氟標(biāo)準(zhǔn)溶液 10g/ml 離子強(qiáng)度緩沖溶液（TISAB） 鹽酸溶液1mol/L 注：所用試劑均為分析純，均用不含氟的去離子水配制。,五、測(cè)定步驟,1.取2只50m

6、l比色管各稱(chēng)取土壤樣品35g，精確到0.1mg。加10ml 1mol/L鹽酸，密閉浸泡提取0.5h，不斷搖動(dòng)試管，并盡量減少樣品粘于瓶壁上。提取后，加10ml蒸餾水。準(zhǔn)確加入20ml TISAB，搖勻，備用。 2.分別取10g/ml氟標(biāo)準(zhǔn)溶液0.50、1.00、2.00、5.00、10.00ml于50ml比色管中，各加純水至10ml，分別準(zhǔn)確加入加10ml 1mol/L鹽酸，20ml TISAB，振蕩使混合均勻。,3. 將各標(biāo)準(zhǔn)管溶液轉(zhuǎn)入塑料燒杯中，分別插入氟離子電極和甘汞電極，由低濃度至高濃度逐一測(cè)定，不斷攪拌下，讀取平衡電位值（指每分鐘的電位值改變小于0.5mV）。以電位值為縱坐標(biāo)，氟濃度的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo)，求標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。 4.將樣品溶液轉(zhuǎn)入50ml塑料燒杯中，插入氟離子電極和甘汞電極，不斷攪拌下讀取平衡電位值并在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上查出氟離子的濃度。,六、結(jié)果的計(jì)算,1.測(cè)定結(jié)果的記錄及標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制 2.代入樣品的電位值，求出濃度的對(duì)數(shù)，并求出反對(duì)數(shù)，得出樣品中氟的質(zhì)量。 3.計(jì)算樣品中氟的含量(mg/kg)。,注