电极法测定氟离子含量

氟离子选择性电极（作为指示电极）。饱和甘汞电极（作为参比电极）与测量溶液形成电化学电池。测量前，将总离子强度调节剂 TISAB 添加到被测溶液中，以确保溶液的离子强度没有发生实质性变化。在一定条件下，电池的电动势E与氟离子活度αF-的对数成线性关系。测量时，如果指示电极接正极，则为0.05921gCF25oC)。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0.0592lgCF(25oC)。可用标准曲线法和标准添加法测定。
一、仪器
1 ZDJ-4A全自动电位滴定仪一套
2 氟离子选择电极（PF-1型） 1个指示电极
3 饱和甘汞电极（212 型） 1 个参比电极 n4 1 个 T-818-B-6 温度传感器
5 7个50mL容量瓶； 100毫升
6 个刻度移液器，每个 1mL 和 10mL； 25mL 移液器各 7 个量筒 10mL 1 个
二、试剂
1 氟离子标准储备液（100ug/mL）：120oC干燥分析纯氟化钠2h，冷却后准确称取0.2210g放入小烧杯中，溶于去离子水中，转移至1000mL容量瓶中，定容摇匀。转移到聚乙烯塑料瓶中以备后用。
2 氟离子标准溶液：（10ug/mL）：准确吸取10mL氟离子标准储备液，定量转移至100mL瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀。
3 氢氧化钠 6mol/L
4 总离子强度调节剂 TISAB 溶液：向 1000 烧杯中加入 500 mL 去离子水，然后量取 60 mL 冰醋酸并倒入其中。然后，倒入58g NaCl和12g柠檬酸钠二水合物，搅拌至完全溶解。然后缓慢加入 NaOH 6mol/L 溶液调节至 pH=5.5~6.5，冷却后转移至1000mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀备用。
三、分析
(1) 标准曲线法
1 标准曲线绘制
用分度管准确吸取氟离子标准溶液0.20、0.40、0.60、0.80、1.00ml，分别分5个5ml容量放入瓶中，分别加入，用去离子水定容，摇匀出色地。在50ml塑料试杯中加入少许待测液体，清洗塑料试杯，清洗干净后再进行测量。在搅拌条件下依次测定各试验溶液的电位E值。以电位E的绝对值为纵坐标，以样品浓度lgCF的对数值为横坐标，绘制E-lgCF标准曲线。 2 样品测量
准确吸取25.0ml水样于50ml容量瓶中，加入10ml TISAB，用去离子水稀释至刻度，摇匀后倒入塑料烧杯中，然后在与标准系列测量相同的条件下测量水样潜在的 E 值。根据测量结果，可以从标准曲线得到lgCF，进而得到CF（以ug/mL表示）。
(2)标准添加方法
在100ml容量瓶中，加入10ml TISAB和20.00ml水样，用去离子水稀释至刻度，摇匀后倒入塑料烧杯中测其电位值，记为E1：；准确加入氟离子标准溶液1.00ml，继续测量电位值，记为E2。按下列公式计算水样中的氟含量（以 ug/mL 计）。
C=C(10E/S—1)-1
式中：C——加入标准溶液后F的浓度增加； E——加入标准溶液后电位的增加；
S——电极的斜率；即- 2.303RT/F 为 -0.0592 (25℃)
四、数据记录与处理
FE~lgCF-标准曲线。
3 根据测得的水样E值，可从E~lgCF-标准曲线得到水样的氟含量C（/ug/mL）。
五、项注意事项
1 氟离子选择性电极只对溶液中的 F 有反应。在酸性溶液中，H+ 和部分F结合形成HF或HF-2，从而降低溶液中F的浓度，使测量结果偏低；而在碱性溶液中，氟离子选择电极的敏感膜材料LaF3与OH发生交换。溶液中的F浓度增加，使测量结果偏高。因此，实验条件应控制在其pH范围内。
2 氟离子选择电极的干扰离子主要是Fe3+和Al3+。其中，Al3+在pH=5.5~6.5时会与F络合，加入柠檬酸钠即可消除。当相对误差在允许浓度范围内不超过±4%时，在含有TISAB的F溶液中，Fe3+不会干扰测定。
3 F氟离子选择性电极使用前应在纯水中浸泡数小时或过夜。每次测量前，应将电极用合格的去离子水清洗干净，使空白电位在-340mV以上，符合要求后方可使用。
4、如清洗后仍难以达到空白电位，应考虑电极膜是否钝化，若有，可适当打磨电极膜。