實驗四離子選擇性電極法測定

牙膏中氟的含量

聊城大學化學化工學院分析化學教研室2012-2013學年第二學期目的要求實驗原理實驗步驟數(shù)據(jù)處理思考題氟元素簡介人體必需的微量元素之一，可以堅固骨骼和牙齒，預防齲齒。輕度氟中毒癥狀：氟斑牙，牙齒變黃，變黑。重度氟中毒癥狀：氟骨癥，骨頭變形，喪失勞動和生活自理能力。一旦中毒，終生成疾。一、目的要求學習離子選擇性電極測定氟離子的原理和測定方法了解總離子強度調節(jié)緩沖溶液的意義與作用掌握標準曲線法的實驗技術和數(shù)據(jù)處理的方法二、實驗原理離子選擇性電極(ionselectiveelectrode)1）概念：電極電位與相應離子的活度符合Nernst公式的一類電化學傳感器2）結構：內參比電極：Ag/AgCl內參液：待測離子+Cl-敏感膜2.氟離子選擇性電極Ag/AgCl內參比電極0.1mol/LKF-0.1mol/LNaClLaF3單晶片測定F-的濃度時參比電極試液F-選擇性電極參恒定Ag|AgCl(s)|KF,NaCl(0.1mol/L)|LaF3膜|

待測液||

飽和KCl|Hg2Cl2

|HgΦ=Φ0—2.303RT/Flga(F-)電極電位：

E=Φ–Φ參

={

Φ0—2.303RT/Flga(F-)}–Φ參

=K–0.0592lgaF-(25℃)=Ｋ+0.0592pF

活度系數(shù)一定時，E與pF呈線性關系E/mVpF234563.本次實驗原理用標準曲線法測定F-濃度（1）以TISAB溶液稀釋，配制一系列濃度不同的F-標準溶液，并分別與氟離子選擇性電極和飽和甘汞電極組成化學電池，測定其電動勢，繪制E~pF曲線；（2）在相同條件下，測定由試樣溶液和電極組成電池的電動勢Ex，并從標準曲線上查出對應的pFx,求出待測離子濃度。適用pH范圍：

5~6

堿性體系：LaF3+3OH-=La(OH)3+3F-

膜表面aF-↑，結果偏高,損壞電極酸性體系：2F-+H+=HF-2

aF-降低，結果偏低適用：可測范圍廣，適合批量樣品分析優(yōu)點：即使電極響應不完全服從Nernst方程，也可得到滿意結果要求：標準溶液的組成與試液組成相近，離子強度一致，活度系數(shù)相同,溫度相同標準曲線法的特點三、實驗步驟1.儀器的連接將氟離子選擇性電極與飽和甘汞電極分別與酸度計的接口相連接，開啟儀器開關，預熱儀器20min。2.清洗電極取二次水50mＬ置于燒杯中，放入攪拌磁子，插入氟離子選擇性電極與飽和甘汞電極，開動電磁攪拌器，清洗至讀數(shù)恒定。３、用標準曲線法對試樣進行測定A）標準溶液的配制及試樣的處理準確移取pF=1.00的NaF標準溶液5.00mＬ置于50mＬ容量瓶中，加入TISAB5.00mＬ,定容，搖勻，得pF=2.00的NaF標準溶液。準確移取pF=2.00的NaF標準溶液5.00mＬ置于50mＬ容量瓶中，加入TISAB4.50mＬ,定容，搖勻，得pF=3.00的NaF標準溶液。依次配制pF=4.00、5.00、6.00的NaF標準溶液。準確稱取牙膏樣品0.2g左右置于小燒杯，少量水，玻璃棒攪拌至完全溶解，轉移至50mＬ容量瓶中，加入TISAB5.00mＬ,定容，搖勻。B)電動勢的測定將標準溶液分別倒入塑料燒杯中，放入攪拌磁子，插入洗凈的兩支電極，待讀數(shù)不變穩(wěn)定2min后記錄電動勢的值。按照濃度由低到高的順序逐次測定，每測量一份溶液，無需清洗電極，只需用濾紙沾去電極上的水珠即可，分別用E6、E5、E4、E3、E2表示。將處理好的試樣溶液倒入塑料燒杯中，放入攪拌磁子，插入洗凈的兩支電極，待讀數(shù)不變穩(wěn)定2min后記錄電動勢Ex。4.用一次標準溶液加入法進行測定

再向被測試樣溶液的燒杯中準確加入1.00mLpF=1.00的NaF標準溶液，攪拌均勻，再次記錄電動勢的值。兩次差值用△Ｅ表示。四、數(shù)據(jù)處理標準曲線法：

繪制Ｅ～pF曲線，查出pFx,求出F－的濃度。一次標準溶液加入法：Cx=CsVsVx+Vs(10△E/S-1)-1(mol/L)

總離子強度調節(jié)緩沖溶液（totalionicstrengthadjustmentbuffer,TISAB):

直接電位法中加入的一種不含被測離子、不污損電極的濃電解質溶液，由固定離子強度、保持液接電位穩(wěn)定的離子強度調節(jié)劑、起pH緩沖作用的緩沖劑、掩蔽干擾離子的掩蔽劑組成。

NaCl:1mol/L,HAc:0.25mol/L,NaAc0.75mol/L,檸檬酸鈉0.001mol/LpH=5.0,總離子強度為1.75作用：維持待測強度恒定，使活度系數(shù)固定，以減小換算和保證測得值的準確

TISAB的配制于500mL燒杯中加入300mL水和29mL冰醋酸、29gNaCl、6g檸檬酸鈉，攪拌至完全溶解，冷至室溫。在pH計的監(jiān)測下，緩慢滴加6mol/LNaOH溶液，至溶液的pH=5.0-5.5。冷卻至室溫，轉入500mL容量瓶，水稀釋至刻度，搖勻，轉移至干凈干燥的試劑瓶中。五