纯水中氟离子电位

㈠ 水中氟含量测取方法及其局限性

在本文的研究过程中，我们对采集的水样进行水中氟含量测定时主要是按照国家卫生部公布的《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）检验方法中提出的离子选择电极法，其基本原理是利用氟化镧单晶对氟化物离子具有选择性，在氟化镧电极膜两侧的不同浓度氟溶液之间存在电位差，即膜电位，由于膜电位的大小与氟化物溶液的离子活度有关，因此用氟离子选择性电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，在离子计上测量溶液的电位值，最后根据标准氟溶液的电位值与氟浓度值的标准曲线，得出水样中氟离子浓度，具体实验步骤如下：

（1）标准曲线的绘制：分取0，0.2，0.4，0.6，1.0，2.0 和3.0mL 10 μg/mL的氟化物标准溶液于50mL烧杯中，各加纯水至10mL，再各加与水样相同的离子强度缓冲液，则此标准系列浓度分别为0，0.2，0.4，0.6，1.0，2.0 和 3.0mg/L（以F^-计）。

（2）测定：吸取10mL水样于50mL烧杯中。若水样总离子强度过高时，应取少量水样稀释到10mL，加入10mL离子强度缓冲液，将烧杯放在电磁搅拌器上，放入搅拌子，插入氟离子电极和甘汞电极并开始搅拌水样溶液，待电位平衡后读取平衡电位值。以电位值（mV）为纵坐标，氟化物的活度（-lgC）为横坐标，在半对数坐标纸上绘制标准曲线。

（3）结果计算：水样中氟化物（F^-，mg/L）可直接在标准曲线上查得：

河南省地下水中氟的分布及形成机理研究

式中：C为水样中氟化物（F^-）的浓度，mg/L；M为从标准曲线上查得的水样中氟含量，μg；V为水样体积，mL。

对上述实验过程进行分析后得出，水中氟含量的测量结果其实是水中总氟含量，即不仅仅包括简单氟阴离子（F^-）含量，还包含其他氟形态离子的含量。因为不管用氟电极法、间接比色法（茜素锆比色法、对磺基苯偶氮变色酸锆比色法）还是直接比色法（氟化剂比色法）测量水中氟含量时，由于常常存在Al³⁺，Fe³⁺，Be²⁺，Tn⁴⁺，Zr⁴⁺，Ca²⁺，Mg²⁺和Cu²⁺等多种干扰离子，尤其是Al³⁺能与F^-生成极稳定的

对测定结果产生干扰，因此在测取过程中通常用柠檬酸钠、EDTA、环己二胺四乙酸、钛铁试剂、磺基水杨酸等缓冲液配合被测溶液中的铝、铁等元素，从而使F^-从铁、铝的氟配合物中释放出来（Kun et al.，2001），这也是目前仍无法准确测量水样中配合离子态氟含量的关键所在，正是测量方法的欠缺导致在氟的毒理学及临床实验中无法有效地获取配合态氟离子对人体健康的影响。

由于受到现有氟形态测量试验水平的限制，本次研究将具有代表意义的配合离子态或有机态氟如氟铝配合离子与简单氟阴离子产生的人体负效应进行对比分析，以此推断某些配合离子态或有机态氟生物有效性的大小，为后续实验研究提出一种新思路，上述的前提是对地下水中不同形态氟的特征进行分析。

㈡ 氟离子选择电极电极电位完整表达式

㈢ 电位法测量氟离子标准加入法的定量依据

以氟离子选择性电极（为指示电极）。饱和甘汞电极（为参比电极),与被测溶液组成一内个电化学容电池。测定前将总离子强度调节剂TISAB加入到被测溶液中以保证该溶液的离子强度基本不发生变化。一定条件下其电池的电动势E与氟离子活度αF-的对数值成直线

㈣ 氟离子选择电极 空白电位

仪器与试剂
离子计或pH计；氟离子选择电极；饱和甘汞电极；电磁搅拌器；100 ml容量瓶7只；100 ml烧杯2个；10 ml移液管。
0.1000 mol L-1 F-标准溶液 称取分析纯NaF (120℃烘干1h) 4.199g溶于适量去离子水中，转入1 L容量瓶中，去离子水稀释至标线，摇匀，贮存于聚乙烯瓶中。
总离子强度调节缓冲液（TISAB） 称取NaCl 158 g，柠檬酸钠10 g，溶于800 ml去离子水中，再加入冰乙酸57 ml，用40% NaOH调节至pH = 5.2，然后用去离子水稀释至1 L。

氟离子选择电极在使用前，应在含10-4 moL L-1 F-或更低浓度的F-溶液中浸泡（活化）约30 min。使用时，先用去离子水吹洗电极，再在去离子水中洗至电极的纯水电位（空白电位）。其方法是将电极浸入去离子水中，在离子计上测量其电位，然后，更换去离子水，观察其电位变化，如此反复进行处理，直至其电位稳定并达到它的纯水电位为止。
实验步骤

1、氟离子选择电极的准备 氟离子选择电极在使用前，应在含10-4 moL L-1 F-或更低浓度的F-溶液中浸泡（活化）约30 min。使用时，先用去离子水吹洗电极，再在去离子水中洗至电极的纯水电位（空白电位）。其方法是将电极浸入去离子水中，在离子计上测量其电位，然后，更换去离子水，观察其电位变化，如此反复进行处理，直至其电位稳定并达到它的纯水电位为止。氟离子选择性电极的纯水电位与电极组成（LaF3单晶的质量，内参比溶液的组成）有关，也与所用纯水的质量有关，一般为300 mV左右。氟离子选择电极若暂不使用，宜于干放。

2、线性范围及能斯特斜率的测量 在5只100 ml容量瓶中，用10 ml移液管移取0.100 moL L-1 F-标准溶液于第一只100 ml容量瓶中，加入TISAB 10 ml，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00×10-2 mol L-1 F-溶液；在第二只100 ml容量瓶中，加入1.00×10-2 mol L-1 F-溶液10.00 ml和TISAB 10 ml，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00×10-3 mol L-1 F-溶液。按上述方法依次配制1.00×10-6～1.00×10-4 mol.L-1 F-标准溶液。

将适量F-标准溶液（浸没电极即可）分别倒入5只塑料烧杯中，放入磁性搅拌子，插入氟离子选择电极和饱和甘汞电极，连接好离子计或酸度计，开启电磁搅拌器，由稀至浓分别进行测量，在仪器指针不再移动或数字显示在±1 mV内，读取电位值。再分别测定其他F-浓度溶液的电位值。

㈤ 测氟离子浓度时电位值过低是怎么回事

不同的氟离子抄选择性电极对相同浓度的氟离子的响应不同（主要是由于电极的老化和维护）。但是，对不同浓度的溶液其线性响应关系应该维持,尽管线性响应关系的斜率和截距可能应电极而异。

所以说必须用同一电极做标准曲线 和 检测未知样浓度， 并用该标准曲线来计算出未知样的量。（即，不能用“甲”电极测出的标准曲线来计算“乙”电极所测得未知样）
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如果是新电极，那么检查电极的活化情形。在使用新的氟离子选择性电极前，一定要充分活化电极。 否则， 电极的响应不是最佳。

㈥ 氟离子选择电极膜电位的产生是由于什么原因产生的

氟离子选择电极的膜电位的产生是由于：
氟离子进入晶体膜表面的晶格缺陷而形成双电层结构。

相关知识：
一、膜电位
将一个玻璃薄膜置于H+ 浓度不同的两溶液间，由于玻璃膜的水化作用，膜内外便形成双电层而产生电位差，该电位差称为膜电位。
二、电位分析法的定义、分类和特点
1、定义：
利用测得电极电位与被测物质离子浓度的关系求得被测物质含量的方法叫电位分析法。
2、分类：
a、直接电位法：
利用专用的指示电极――离子选择性电极，选择性地把待测离子的活度（或浓度）转化为电极电位加以测量，根据Nernst方程式，求出待测离子的活度（或浓度），也称为离子选择电极法。这是二十世纪七十年代初才发展起来的一种应用广泛的快速分析方法。
b、 电位滴定法：
利用指示电极在滴定过程中电位的变化及化学计量点附近电位的突跃来确定滴定终点的滴定分析方法。电位滴定法与一般的滴定分析法的根本差别在于确定终点的方法不同。

3、特点：
应用范围广――可用于许多阴离子、阳离子、有机物离子的测定，尤其是一些其他方法较难测定的碱金属、碱土金属离子、一价阴离子及气体的测定。因为测定的是离子的活度，所以可以用于化学平衡、动力学、电化学理论的研究及热力学常数的测定。
a、测定速度快，测定的离子浓度范围宽。
b、可以制作成传感器，用于工业生产流程或环境监测的自动检测；可以微型化，做成微电极，用于微区、血液、活体、细胞等对象的分析。

㈦ 为什么测定氟离子溶液之前以及测定水样前要把氟电极洗至空白电位

氟电极使用前要活化，所以要洗至空白

㈧ 用电位法测定溶液中的氟离子，用什么电极作指示电极和参比电极

一.目的1.掌握直接电位法测定的原理及实验方法.2.掌握用标准加入法和Gran作图法测定水中微量氟离子方法.3.学会正确使用氟离子选择性电极和酸度计或离子计.二.原理水中氟含量的高低对人体健康有一定影响,饮用水含氟为0.5mg/L左右为宜.氟含量过高易患氟斑牙或发生氟中毒,而过低又会引起龋齿病.通常超过1.4mg/L的水禁止使用.氟的测定通常采用比色和直接电位法(即氟离子选择性电位法).前者的测定范围较宽,但干扰因素多,往往需对试样进行预处理.后者的测量范围虽不如前者宽,但可满足水质分析要求,且操作简单,干扰因素少,不需要对水进行预处理.因此,直接电位法已广泛用于水中氟的测定.本实验中,应用氟离子选择性电极与饱和甘汞电极(S.C.E接正极),待测试液组成原电池.若在待测试液加入TISAB,使离子强度保持恒定,那么测量得到的电池电动势E与氟离子浓度关系式为:2.303RTE=K'+─────logCF-F=K'+SlogCF-据此,当氟离子浓度在1--10-6mol·L-1范围内电池电动势E与氟离子浓度的对数logCF-呈直接关系.这就是直接电位测定氟离子的理论基础.1.标准加入法:当试样成份复杂,组成变化较大时采用此法.先测体积为VX的未知试液的电动势EX,然后向未知试液加入体积为VS(约为VX/100),浓度为CS的标准溶液,测得电动势为EX+S,即可用下式求出待测试液中F-的浓度:CSVSCF-=────×[10△E/S-1]-1VX式中△E=EX+S-EX,S为电极的实际斜率.2.Gran作图法:本法属多次等体积标准加入法.采用新的作图法求离子浓度的一种实验技术.当未知液加入的体积为Vs,浓度的Cs标准溶液后,其电池电动势CF-VX+CSVJE=K'+Slog━━━━━━━━VX+VS即(Vx+Vs)10E/S=10K'/S(CF-VX+CSVS)若以(VX+VS)10E/S对VS作图便一直线,外延直线,在轴上得交点Ve,此时CF-VX+CSVE=0故CF-=-CSVe/VX实际作图时为省去纵坐标的烦杂数字计算,可利用10%体积校正的格氐作图纸(见图1).此种作图纸纵坐标是反对数设计的,因此可直接标以E值,横坐标代表加入标准溶液体积,每大格代表体积数为待测的溶液体积百分之一.此种作图纸斜率S是固定的,对一价离子为58mv/px,二价离子为29mv/px.若实际使用的电极斜率与此不符,可进行电位校正,也可作空白校正.