Ⅰ 氟量的測定 離子選擇電極法
1 范圍
本方法規定了地球化學勘查試樣中氟含量的測定方法。
本方法適用於水系沉積物及土壤試料中氟量的測定。
本方法檢出限(3S):20μg/g氟。
本方法測定范圍:60μg/g~3400μg/g氟。
2 規范性引用文件
下列文件中的條款通過本方法的本部分的引用而成為本部分的條款。
下列不注日期的引用文件,其最新版本適用於本方法。
GB/T 20001.4 標准編寫規則 第4部分:化學分析方法。
GB/T 14505 岩石和礦石化學分析方法總則及一般規定。
GB6379 測試方法的精密度通過實驗室間試驗確定標准測試方法的重復性和再現性。
GB/T 14496—93 地球化學勘查術語。
3 方法提要
試料用氫氧化鈉熔融後,用水浸取熔塊,使氟與部分元素的化學鍵解離而釋放出氟離子。在pH6.8~7.2的檸檬酸-三乙醇胺溶液中,以氟離子選擇電極為指示電極,飽和甘汞電極為參比電極,使與含氟離子的溶液組成自發電池。其電動勢隨溶液中氟離子活度而變化,且氟電極電位(E)與溶液中氟離子活度符合能斯特方程:E=59.1×pF(25℃),可用離子計測定試液中的電位(E)值。電位值與對應的氟離子濃度在半對數紙上繪出工作曲線,由工作曲線上查得試料溶液中的氟含量。
註:pF為氟離子摩爾濃度的負對數;59.1是在25℃時響應斜率的理論值。
4 試劑
除非另有說明,在分析中僅使用確認為分析純的試劑和蒸餾水(去離子水)。
4.1 乙醇[φ(CH3CH2OH)=95%]
4.2 氫氧化鈉
4.3 檸檬酸鈉溶液[c()=1mol/L]
500g檸檬酸鈉用水溶解後,並用水稀釋至1700mL,攪勻,備用。
4.4 鹽酸(1+1)
4.5 氫氧化鈉溶液[ρ(NaOH)=5g/100mL]
稱取5g氫氧化鈉於200mL塑料燒杯中,加水溶解後,並用水稀釋至100mL,貯存在塑料瓶中備用。
4.6 三乙醇胺緩沖溶液(pH=7.0)
量取200mL三乙醇胺,加入約215mL鹽酸(4.4),使溶液pH在 6.8~7.1范圍,再用水稀釋至1L。
4.7氟標准溶液
4.7.1 氟標准溶液Ⅰ[ρ(F)=100μg/mL]稱取0.2210g已經500℃烘焙15min後,並在乾燥器中冷卻後的優級純氟化鈉,置於150mL塑料燒杯中,加入100mL水溶解後,移入1000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。即刻移入凈化的乾燥塑料瓶中備用。
4.7.2 氟標准溶液Ⅱ[ρ(F)=10μg/mL]分取50.00mL氟標准溶液(4.7.1),移入500mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。即刻移入凈化的乾燥塑料瓶中備用。
4.8 酚紅指示劑[ρ(C19H14O5S)=1g/L]稱取0.10g酚紅置於100mL燒杯中,加入100mL水及數滴氫氧化鈉溶液(4.5)使之溶解。
5 儀器及材料
5.1 離子計
精度0.1mV。
5.2 氟離子選擇電極
要求氟含量在(10-1~10-5)mol/L濃度內,電極電位與濃度的負對數呈良好的線性關系。電極使用前在0.001mol/L氟化鈉溶液中浸泡1h,使之活化,然後用水清洗至說明書上的規定值(一般在去離子水中的電位為-320mV)。
5.3 飽和甘汞電極
5.4 電磁攪拌器
5.5 石墨坩堝
規格:30 mL。
6 分析步驟
6.1 試料
試料粒徑應小於0.097mm,經室溫乾燥後,裝入磨口小玻璃瓶或小塑料瓶中備用。
試料量 稱取0.5g~1.0g試料,精確至0.0002g。
6.2 空白試驗
隨同試料分析全過程做雙份空白試驗。
6.3 質量控制
選取同類型水系沉積物或土壤一級標准物質2個~4個樣品,隨同試料同時分析。
6.4 測定
6.4.1 稱取試料(6.1)置於石墨(或鎳)坩堝(5.5)中,放入高溫爐內,升溫至450℃焙燒1h(石墨坩堝宜低於400℃:若有機質較低,可不用焙燒),取出冷卻。加入幾滴乙醇(4.1)潤濕試料,加入6g氫氧化鈉(4.2),放入高溫爐內,慢慢升溫至620℃,保溫15min。取出,稍冷後,將坩堝放入盛有60mL沸水的150mL塑料燒杯中[若溶液中有錳離子的綠色,可加入幾滴乙醇(4.1)還原]。待融熔物完全脫落後,用水洗出坩堝,冷至室溫,移入100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。放置澄清或干過濾。
註:也可將試料加入4g過氧化鈉攪勻,面上再覆蓋1g,在鎳坩堝中於700℃的高溫爐中熔融後,取出。以下手續同6.4.1進行。
6.4.2 分取10.00mL澄清溶液(6.4.1)於50mL塑料燒杯中,加入7.5mL檸檬酸鈉溶液(4.3),搖勻。加2滴酚紅指示劑(4.8),用鹽酸(4.4)和氫氧化鈉溶液(4.5)調至溶液呈橙紅色pH(6.8~7.1);加入 2.5mL三乙醇胺緩沖溶液(4.6),將溶液移入25mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。倒回原塑料杯中。
6.4.3 往試液(6.4.2)中放入1根轉子,將塑料杯放在電磁攪拌器(5.4)上,插入氟離子選擇電極(5.2)和飽和甘汞電極(5.3),使轉子在不斷攪拌下,在離子計(5.1)上測量並讀取平衡後穩定的電位值。同時進行工作曲線的測量。從工作曲線上查得相應的氟量。
6.4.4 工作曲線的繪制 於一組25mL容量瓶中,分取0.0mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、4.0mL氟標准溶液Ⅱ(4.7.2);繼續分取0.8mL、1.6mL、2.4mL、3.2mL氟標准溶液Ⅰ(4.7.1)。分別加入5 mL空白試驗(6.2)溶液[為了便於控制體積,可將兩份空白試驗(6.2)溶液合並在同一個100mL容量瓶中,這樣就可以加入分取試料溶液體積的一半]。再加入7.5mL檸檬酸鈉溶液(4.3),搖勻。以下同(6.4.2)條步驟進行。以氟量(1gC)為橫坐標,氟離子選擇電極電位值為縱坐標,在半對數紙上繪制工作曲線。
7 分析結果的計算
按下式計算氟的含量:
區域地球化學勘查樣品分析方法
式中:m1——從工作曲線上查得試料溶液中氟的量,μg;m0——從工作曲線上查得空白試驗溶液中氟的量,μg;V1——分取制備溶液的體積,mL;V0——制備溶液的總體積,mL;m——試料質量g。
8 精密度
氟量的精密度見表1。
表1 精密度[w(F),10-6]
附 錄 A
(資料性附錄)
A.1 從實驗室間試驗結果得到的統計數據和其他數據
如表A.1。
本方法精密度協作試驗數據是由多個實驗室進行方法合作研究所提供的結果進行統計分析得到的。
表A.1中不需要將各濃度的數據全部列出,但至少列出了3個或3個以上濃度所統計的參數。
A.1.1 列出了試驗結果可接受的實驗室個數(即除了經平均值及方差檢驗後,屬界外值而被舍棄的實驗室數據)。
A.1.2 列出了方法的相對誤差參數,計算公式為,公式中為多個實驗室測量平均值;x0為一級標准物質的標准值。
A.1.3 列出了方法的精密度參數,計算公式為,公式中Sr為重復性標准差、SR為再現性標准差。為了與GB/T20001.4所列參數的命名一致,本方法精密度表列稱謂為「重復性變異系數」及「再現性變異系數」。
A.1.4 列出了方法的相對准確度參數。相對准確度是指測定值(平均值)占真值的百分比。
表A.1 F統計結果表
續表
附加說明
本方法由中國地質調查局提出。
本方法由武漢綜合岩礦測試中心技術歸口。
本方法由廣東省物料實驗檢測中心負責起草。
本方法主要起草人:李展強、張漢萍、潘孝林、李錫坤。
本方法精密度協作試驗由武漢綜合岩礦測試中心江寶林、葉家瑜組織實施。
Ⅱ 氟離子電極空白電位是多少
儀器與試劑
離子計或pH計;氟離子選擇電極;飽和甘汞電極;電磁攪拌器;100 ml容量瓶7隻;100 ml燒杯2個;10 ml移液管.
0.1000 mol L-1 F-標准溶液 稱取分析純NaF (120℃烘乾1h) 4.199g溶於適量去離子水中,轉入1 L容量瓶中,去離子水稀釋至標線,搖勻,貯存於聚乙烯瓶中.
總離子強度調節緩沖液(TISAB) 稱取NaCl 158 g,檸檬酸鈉10 g,溶於800 ml去離子水中,再加入冰乙酸57 ml,用40% NaOH調節至pH = 5.2,然後用去離子水稀釋至1 L.
氟離子選擇電極在使用前,應在含10-4 moL L-1 F-或更低濃度的F-溶液中浸泡(活化)約30 min.使用時,先用去離子水吹洗電極,再在去離子水中洗至電極的純水電位(空白電位).其方法是將電極浸入去離子水中,在離子計上測量其電位,然後,更換去離子水,觀察其電位變化,如此反復進行處理,直至其電位穩定並達到它的純水電位為止.
實驗步驟
1、氟離子選擇電極的准備 氟離子選擇電極在使用前,應在含10-4 moL L-1 F-或更低濃度的F-溶液中浸泡(活化)約30 min.使用時,先用去離子水吹洗電極,再在去離子水中洗至電極的純水電位(空白電位).其方法是將電極浸入去離子水中,在離子計上測量其電位,然後,更換去離子水,觀察其電位變化,如此反復進行處理,直至其電位穩定並達到它的純水電位為止.氟離子選擇性電極的純水電位與電極組成(LaF3單晶的質量,內參比溶液的組成)有關,也與所用純水的質量有關,一般為300 mV左右.氟離子選擇電極若暫不使用,宜於干放.
2、線性范圍及能斯特斜率的測量 在5隻100 ml容量瓶中,用10 ml移液管移取0.100 moL L-1 F-標准溶液於第一隻100 ml容量瓶中,加入TISAB 10 ml,去離子水稀釋至標線,搖勻,配成1.00×10-2 mol L-1 F-溶液;在第二隻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,去離子水稀釋至標線,搖勻,配成1.00×10-3 mol L-1 F-溶液.按上述方法依次配製1.00×10-6~1.00×10-4 mol.L-1 F-標准溶液.
將適量F-標准溶液(浸沒電極即可)分別倒入5隻塑料燒杯中,放入磁性攪拌子,插入氟離子選擇電極和飽和甘汞電極,連接好離子計或酸度計,開啟電磁攪拌器,由稀至濃分別進行測量,在儀器指針不再移動或數字顯示在±1 mV內,讀取電位值.再分別測定其他F-濃度溶液的電位值.
Ⅲ 氟離子選擇電極法測定氟離子的濃度范圍一般為
水中氟含量的高低對人體健康有一定影響,飲用水含氟為 0.5mg/L左右為宜.氟含量過高易患專氟斑屬牙或發生氟中毒,而過低又會引起齲齒病.通常超過1.4mg/L的水禁止使用.
氟的測定通常採用比色和直接電位法(即氟離子選擇性電位法).前者的測定范圍較寬,但干擾因素多,往往需對試樣進行預處理.後者的測量范圍雖不如前者寬,但可滿足水質分析要求,且操作簡單,干擾因素少,不需要對水進行預處理.因此,直接電位法已廣泛用於水中氟的測定.
Ⅳ 為什麼要清洗氟離子電極使其響應點位小於200毫伏
因為氟電極屬於晶體膜電極,其出廠電位一般在320毫伏以上,所以
為了更好的
測量低濃度樣品,清洗電位值越高越好,這樣一方面電極可以對樣品響應的更好;另一方面如果電位沒洗上去,會存在
交叉污染
現象,導致結果偏高。
晶體膜電極的敏感膜,由難溶鹽的單晶切片或
多晶
沉澱壓片製成。這類電極對構成難溶鹽晶體的
金屬離子
有
能斯特
響應。晶體膜電極又分為均相膜和非均相膜電極兩類。均相膜電極和非均相膜電極在原理上是相同的,只是在電極的檢測下限和響應時間等性能上有所差異。
晶體膜電極的內導體系有兩種:1)內導體系由內
參比電極
和內參比溶液組成。內參比電極一般用Ag/AgCl電極,內參比溶液則隨電極的種類而異;2)內導體系為固體塊
連接。在膜薄片壓制前加少量
銀粉
或一小段銀絲於沉澱粉末上,一起加壓製取,製成膜後焊接一根銀絲或
銅絲
,也可用環氧
導電膠
將銀絲或銅絲與薄膜粘接在一起。
銀鹽
體系的商品電極多是採用這種結構形式。
Ⅳ 氟離子原則電極是屬於哪一類電極
氟離子原則電極是屬於正電極,氟離子選擇電極在使用注意事項如下:
1、氟離子選擇電極在使用前,應在含 10-4 moL L-1 F-或更低濃度的 F-溶液中 浸泡(活化)約 30 min。
2、使用時,先用去離子水吹洗電極,再在去離子水中洗 至電極的純水電位(空白電位).其方法是將電極浸入去離子水中,在離子計上 測量其電位,然後,更換去離子水,觀察其電位變化,如此反復進行處理,直至 其電位穩定並達到它的純水電位為止。
3、氟離子選擇性電極的純水電位與電極組成 (LaF3 單晶的質量,內參比溶液的組成)有關,也與所用純水的質量有關,一 般為-300 mV 左右。
4、氟離子選擇電極若暫不使用,宜於干放.在使用時,一定要注意把溶液的 pH 控制在 6 之間.因為氟離子選擇性電 極有較好的選擇性,主要干擾離子是 OH-.在鹼性溶液中,電極表面會發生反應:LaF3-+3OH-→La(OH) 3+3F-;在較高的酸 度下,由於 HF 和 HF2-的生成,會使 F-活動降低.
Ⅵ 為什麼要清洗氟電極,使其響應電位值負於-370mv
因為氟電極屬於晶體膜電極,其出廠電位一般在320毫伏以上,所以為了更好的測量低濃度樣品,清洗電位值越高越好,這樣一方面電極可以對樣品響應的更好;另一方面如果電位沒洗上去,會存在交叉污染現象,導致結果偏高。
氟離子選擇性電極的純水電位與電極組成 (LaF3 單晶的質量,內參比溶液的組成)有關,也與所用純水的質量有關,一 般為-300 mV 左右。氟離子選擇電極若暫不使用,宜於干放。
在使用時,一定要注意把溶液的 pH 控制在 5~6 之間,因為氟離子選擇性電極有較好的選擇性,主要干擾離子是 OH-,在鹼性溶液中,電極表面會發生反應:LaF3-+3OH-→La(OH) 3+3F-,在較高的酸度下,由於 HF 和 HF2-的生成。
難溶鹽晶體的金屬離子有能斯特響應。晶體膜電極又分為均相膜和非均相膜電極兩類。均相膜電極會使 F-活動降低.晶體膜電極的敏感膜,由難溶鹽的單晶切片或多晶沉澱壓片製成。這類電極對構成和非均相膜電極在原理上是相同的,只是在電極的檢測下限和響應時間等性能上有所差異。
晶體膜電極的內導體系有兩種:
1)內導體系由內參比電極和內參比溶液組成。內參比電極一般用Ag/AgCl電極,內參比溶液則隨電極的種類而異;
2)內導體系為固體塊
連接。在膜薄片壓制前加少量銀粉或一小段銀絲於沉澱粉末上,一起加壓製取,製成膜後焊接一根銀絲或銅絲,也可用環氧導電膠將銀絲或銅絲與薄膜粘接在一起。
(6)純水的氟離子電位一般是多少擴展閱讀:
氧化還原反應屬可逆反應,同其他可逆反應一樣,在一定條件下也能達到平衡。隨著反應不斷進行,參與反應的各物質濃度不斷改變,其相應的電極電位也在不斷變化。電極電位高的電對的電極電位逐漸降低,電極電位低的電對的電極電位逐漸升高。
最後必定達到兩電極電位相等,則原電池的電動勢為零,此時反應達到了平衡,即達到了反應進行的限度。利用能斯特方程式和標准電極電位表可以算出平衡常數,判斷氧化還原反應進行的程度。若平衡常數值很小,表示正向反應趨勢很小,正向反應進行得不完全;
若平衡常數值很大,表示正向反應可以充分地進行,甚至可以進行到接近完全。因此平衡常數是判斷反應進行 程度的標志。
Ⅶ 飲用水氟含量的正常值是多少
一般認為來水中含氟量以1ppm(1mg/L)為源宜,該濃度能有效防齲,又不致發生氟牙症。
但個體因素及其他生活條件,對氟的感受性也有一定差異。
飲用水是攝入氟的一個最大來源,水氟攝入是按:人的年齡、氣候條件以及飲食習慣而綜合決定的。
我國現行水質標准氟濃度為0.5~1ppm應是適宜的。
食物中氟化物的吸收,取決於食物中無機氟化物的溶解度,以及鈣的含量。
如果加入鈣的化合物,則氟的吸收就顯著減少。
這說明含氟量過高,並不是造成氟牙症的惟一原因,因為水中含氟量稍高的地區,不是人人皆罹患此症。
能否發生氟牙症還取決於是否有過多氟進入人體。
Ⅷ 純水的電位值(mV)一般是多少
純水不是用電位值來標定的,純水的出水的衡量單位是電導率。
電導率:水的導電性即水的電阻的倒數,通常用它來表示水的純凈度。S/cm
若是超純水的話,則是以電阻率來計算了,它和電導率是倒數關系!
Ⅸ 飲用水氟含量的正常值是多少
飲用水氟化物1.2(mg/L)。
菌落總數500(CFU/mL),砷 0.05(mg/L)。硝酸鹽20(以N計,mg/L) ,色度 20(鉑鈷色度單位),渾濁度 3(NTU-散射濁度單位)。
水源與凈水技術條件限制時為5,pH 不小於6.5且不大於9.5(pH單位),溶解性總固體1500(mg/L),總硬度550(以CaCO₃計,mg/L)。
耗氧量 5(CODMn法,以O₂計,mg/L),鐵 0.5(mg/L),錳0.3(mg/L),氯化物 300(mg/L),硫酸鹽 300(mg/L)。
(9)純水的氟離子電位一般是多少擴展閱讀:
飲水高氟區。一般認為水中含氟量以1ppm(1mg/L)為宜,該濃度能有效防齲,又不致發生氟牙症。但個體因素及其他生活條件,對氟的感受性也有一定差異。
飲用水是攝入氟的一個最大來源,水氟攝入是按:人的年齡、氣候條件以及飲食習慣而綜合決定的。我國現行水質標准氟濃度為0.5~1ppm應是適宜的。
食物中氟化物的吸收,取決於食物中無機氟化物的溶解度,以及鈣的含量。如果加入鈣的化合物,則氟的吸收就顯著減少。這說明含氟量過高,並不是造成氟牙症的惟一原因,因為水中含氟量稍高的地區,不是人人皆罹患此症。能否發生氟牙症還取決於是否有過多氟進入人體。
純凈水:
純凈水與人類傳統飲用水有原則上的差別,它的優點在於:沒有細菌、沒有病毒、干凈衛生;純凈水中含有極少量的微量元素,但是人體所需要的礦物質補充主要來源於食物,從水中吸收的只佔有1%。