离子选择电极法测定水中氟化物

【摘要】经济的快速发展，使居民生活水平也有了很大的提高，因此现在人们的健康意识也有所提高。导致对氟的检测也更加的重视。目前最常用的检测方法就是离子选择电极法对水中氟化物进行检测。本文先简单说明了离子选择电极法测定水中氟化物的原理，以及检测之前要做的准备，然后对检测的步骤和结果进行分析，最后阐述了对测定结果有影响的因素。

【关键词】电极法，氟化物，离子选择，氟离子 中图分类号：tm924.11文献标识码： a 文章编号： 一、前言

氟这种元素的含量位居第13位，在日常生活中也广泛应用。氟是人类不能缺少的元素，不能过少，也不能过多，少了会对婴幼儿的牙齿有危害，但是摄入量多了就会中毒。因此检测其含量就成为了重点。检测氟含量的方法有很多，但是氟离子选择电极法来检测水中氟化物的方法是比较简单的，所以一般都使用这中方法进行检测。但是这种方法也会受到很多因素的影响，而导致测定结果不准确。在检测中一定要采取相应的措施，以此提高精确度。 二、离子选择电极法测定氟化物原理以及准备 1.原理及方法

水中氟化物的测定通常都使用氟离子电极法进行测定，氟电极与含氟的液体发生接触的时候，电池的电动势（e）就会随溶液中氟离子活度的变化而发生变化（其中氟离子活度使用cf-来表示），这

种变化遵循能斯特方程。试液总离子强度是定值并且足够的情况下，会满足如下关系式：

e = e0 - （2.303rt/f）logcf- 该关系式中

e0 — 参比电极电位，该值为固定值； r— 理想气体常数； f— 法拉第常数； t— 绝对温度。

其中e与logcf-是直线关系，可以根据标准试剂的电动势绘制曲线，然后标明直线的斜率，直线的斜率也就是电极的斜率，再通过要检测的试剂的电动势根据标准曲线计算出logcf-，这样待测样品中氟离子的含量也就能计算出来了。2.测定前准备（一）氟化物测定使用的仪器

氟离子测定中使用的仪器有氟离子复合电极、离子计、磁力搅拌器以及容量为150ml的聚乙烯烧杯。

（二）氟化物测定使用的试剂使用的试剂主要有氟化物标准贮备液，氟化物标准溶液，总离子强度调节缓冲溶液以及参比电极填充液。

三、离子选择电极法测定氟化物步骤 1．仪器准备

离子计和电极需要连接，仪器、试剂以及待测试剂温度要控制在24℃到26℃。

2.分析方法（一）标准试剂配制取出氟化物标准溶液0.5、1.0、3.0、5.0、7.0（单位：毫升）放入到50毫升的比色管内，然后加入10毫升总离子强度调节缓冲溶液，用水将其稀释到标线出然后摇匀。然后分别放入到150毫升的聚乙烯杯内，加入塑料搅拌子，按照浓度由低至高插入电极，并且搅拌溶液，等电位平稳之后，读取电位值，读取电位值的时候要保证继续搅拌状态。（二）计算方法电位测定值在离子水空白的时候是185.1mv，其标准曲线值与参数值如下：

读取电位值，计算曲线斜率后，与标准值进行比对，查看是否符合要求。

浓度的计算公式是：

四、离子选择电极法测定水中氟化物的注意事项

1测定仪器的精密度 根据《水质氟化物测定离子选择性电极法》中的阐述：氟离子选择电极与参比电极组成的电动势与待测试剂氟离子浓度的关系是直线。所以，电位计测量误差在±1mv的时候，对应的浓度误差在3.9%左右。想在分析中得到0.4%的精确度，那么电位计精度就要保证在±1mv；如果想得到2.0%的精确度，那么电位计的精度就要保证在±0.5mv之间。所以仪器的精确度对数据的准确度有决定性作用。

电极性能及保养电极性能是离子选择电极法测定水中氟化物的主要因素，其对曲线、待测样品相应时间以及结果等方面都有很大的影响。多数测试中都使用复合电极。（一）浸没液浓度选择电极

使用说明书中说明，电极需要浸没在100mg/l或10mg/l的氟化物液体中，通过多次的实验，在10mg/l的氟化物液体中保存能够使电极的使用寿命更长。并且，测定中氟化物所使用的标准试剂的浓度就是10mg/l，所以实现起来就更加的方便。（二）空白浓度检测电极虽然是需要在氟化物液体中保存，但是不能长时间的保存在去离子水中，所以，建议在调节电极初点位的时候，将浓度稀释到0.05mg/l以下，并且在空白浓度检测的时候，要加入0.5ml,10mg/lf的氟化物标准液，然后在加标检测的时候去掉0.1mg/l，这样操作起来更为便捷。（三）保存高浓度样品的测定中，针对那些经常接触高浓度试剂的仪器，最好是每个月换一次填充液，并且每个月使用填充液对电极进行清洗，清洗次数两到三次最佳。无样品测定天数如果高于一个星期，建议将点集中的填充液废弃，并且需要使用去离子水对电极的内外进行多次清洗，然后用吸水纸将水分吸干，电极帽盖上，然后放置在干燥避光出存放。（四）尽量不要使用定量滤纸在测试过程中，可能会需要对滤纸过滤，或者是需要使用滤纸将刚检测完的残留在电极上的待测也擦拭掉，建议最好使用定性滤纸，尽量不要使用定量滤纸。原因是定量滤纸的制造中一定是要使用氢氟酸将硅去除掉，而滤纸中氟的含量高并且含量也不稳定，因此要使用定性滤纸，避免使用定量滤纸而影响检测结果。（五）清除记忆效应记忆效应就是在测试完高浓度的溶液后，再对低浓度溶液进行测定，电极的功能无法立刻恢复，出现的情况一般还是显示高浓度时的测定电位，这样就会影响结果的精确。所以需要清楚

记忆效应。方法就是测定顺序是先低浓度再高浓度。如果存在特殊情况无法按照这个顺序进行检测，那么需要使用去离子水对电极进行清洗，保证电极浓度低于0.05mg/l。

五、测试条件对测定结果的影响1.溶液ph值对结果的影响溶液的ph值对测定结果也是有影响的，为了保证结果较为精确，溶液的ph值最好是在5到6之间，如果ph值过小，则为酸性，这种酸性的溶液氟离子浓度比较低，氢离子和氟离子结合后形成比较难分解的hf；如果ph较大，则为碱性溶液，氢离子和氟离子的离子半径有效值比较接近，这样可能会穿过半透膜，并且氟化镧在碱性溶液中很有可能会释放氟离子，这样就会造成氟离子浓度偏高这种假现象。因此，保证溶液的ph值对结果的影响很大。2.温度对结果的影响温度对测定结果的影响很大，温度是通过影响电极的斜率来改变电极电位的，从而影响了样品的分离。所以，在相同温度下测定样品和标准溶液是必须遵守的规则。3.搅拌速度对结果的影响为了使溶液主体和电极的表面保持相对一致。我们通常可以这样操作，使用搅拌方法是例子扩散加速。但是搅拌时对电极电位，检测，电极的响应时间都有很大影响，而且也会比电极的盐桥不易达到稳定的液接点位，这就要求我们在测定的过程中，要保持溶液处于没有涡流和气泡的，柔和的，稳定的状态下，并保证试液和标准溶液处于相同的搅拌速度。4.电极浸入深度及位置对结果的影响电极两端深入溶液的深度和位置也会使搅拌时的电极表面试液的流速发生改变，这样就改变了流动电位，也大大影响了电极的“压力效应”。

所以，为了减少测定误差，我们要在测定中保持电极深入溶液的深度和位置一样。5.测定顺序对结果的影响电极是具有“记忆效应”的，但是记忆效应是具有时间短的特征的。为了消除“记忆效应”，应按照浓度先低后高的顺序进行标准溶液系列的测定。测定结束后，一定要用空白溶液将电极洗至接近空白溶液的电位值，然后进行样品待测液的测定，有时电极需要漫洗10min以上才能完全恢复功能。 六、结束语

人们对自身的健康问题越来越重视，因此对于氟化物的检测也就成为了人们关注的焦点。使用离子选择电极法对水中氟化物进行检测的过程中，有很多影响检测结果的因素，要对所有能够影响测定结果的因素进行分析和排除，争取能够测定出最精确的结果。这样才能从根本上保证水的质量，从而给民众一个健康的水环境，也就能带来健康的身体。 参考文献：

[1]hj 480—2009环境空气 氟化物的测定 滤膜采样氟离子选择电极法 中国环境科学出版社 2009-11-01 [2]氟化物的测定离子选择电极法 2001-10-01 [3]离子选择电极 中国标准出版社 2012-01-01 [4]离子选择电极校准溶液制备方法 中国标准出版社 2012-01-01

[5]水基防锈液防锈性能试验多电极电化学法 开明出版社

2006-02-01

郝燕：女；1974年8月；河北邢台；助理工程师