一.目的
1.掌握直接電位法測定的原理及實驗方法.
2.掌握用標準加入法和Gran作圖法測定水中微量氟離子方法.
3.學會正確使用氟離子選擇性電極和酸度計或離子計.
二.原理
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.氟含量過高易患氟斑牙或發生氟中毒,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).前者的測定範圍較寬,但干擾因素多,往往需對試樣進行預處理.後者的測量範圍雖不如前者寬,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.
本實驗中,應用氟離子選擇性電極與飽和甘汞電極(S.C.E接正極),待測試液組成原電池.若在待測試液加入TISAB,使離子強度保持恆定,那麼測量得到的電池電動勢E與氟離子濃度關係式為:
2.303RT
E=K"+ ─────logCF-
F
=K"+SlogCF-
據此,當氟離子濃度在1--10-6mol·L-1範圍內電池電動勢E 與氟離子濃度的對數logCF-呈直接關係.這就是直接電位測定氟離子的理論基礎.
1.標準加入法:
當試樣成份複雜,組成變化較大時採用此法.先測體積為VX的未知試液的電動勢EX,然後向未知試液加入體積為VS(約為VX/100),濃度為CS的標準溶液,測得電動勢為EX+S,即可用下式求出待測試液中F-的濃度:
CSVS
CF- = ────×[10△E/S-1]-1
VX
式中△E=EX+S-EX,S為電極的實際斜率.
2.Gran作圖法:
本法屬多次等體積標準加入法.採用新的作圖法求離子濃度的一種實驗技術.當未知液加入的體積為Vs,濃度的Cs標準溶液後,其電池電動勢
CF-VX+CSVJ
E=K"+Slog ━━━━━━━━
VX+VS
即
(Vx+Vs)10E/S=10K"/S(CF-VX+CSVS)
若以(VX+VS)10E/S對VS作圖便一直線,外延直線,在軸上得交點Ve,此時
CF-VX+CSVE=0
故CF-=-CSVe/VX
實際作圖時為省去縱座標的煩雜數字計算,可利用10% 體積校正的格氐作圖紙(見圖1).此種作圖紙縱座標是反對數設計的,因此可直接標以E值,橫座標代表加入標準溶液體積,每大格代表體積數為待測的溶液體積百分之一.此種作圖紙斜率S是固定的,對一價離子為58mv/px,二價離子為 29mv/px.若實際使用的電極斜率與此不符,可進行電位校正,也可作空白校正.
一.目的
1.掌握直接電位法測定的原理及實驗方法.
2.掌握用標準加入法和Gran作圖法測定水中微量氟離子方法.
3.學會正確使用氟離子選擇性電極和酸度計或離子計.
二.原理
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.氟含量過高易患氟斑牙或發生氟中毒,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).前者的測定範圍較寬,但干擾因素多,往往需對試樣進行預處理.後者的測量範圍雖不如前者寬,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.
本實驗中,應用氟離子選擇性電極與飽和甘汞電極(S.C.E接正極),待測試液組成原電池.若在待測試液加入TISAB,使離子強度保持恆定,那麼測量得到的電池電動勢E與氟離子濃度關係式為:
2.303RT
E=K"+ ─────logCF-
F
=K"+SlogCF-
據此,當氟離子濃度在1--10-6mol·L-1範圍內電池電動勢E 與氟離子濃度的對數logCF-呈直接關係.這就是直接電位測定氟離子的理論基礎.
1.標準加入法:
當試樣成份複雜,組成變化較大時採用此法.先測體積為VX的未知試液的電動勢EX,然後向未知試液加入體積為VS(約為VX/100),濃度為CS的標準溶液,測得電動勢為EX+S,即可用下式求出待測試液中F-的濃度:
CSVS
CF- = ────×[10△E/S-1]-1
VX
式中△E=EX+S-EX,S為電極的實際斜率.
2.Gran作圖法:
本法屬多次等體積標準加入法.採用新的作圖法求離子濃度的一種實驗技術.當未知液加入的體積為Vs,濃度的Cs標準溶液後,其電池電動勢
CF-VX+CSVJ
E=K"+Slog ━━━━━━━━
VX+VS
即
(Vx+Vs)10E/S=10K"/S(CF-VX+CSVS)
若以(VX+VS)10E/S對VS作圖便一直線,外延直線,在軸上得交點Ve,此時
CF-VX+CSVE=0
故CF-=-CSVe/VX
實際作圖時為省去縱座標的煩雜數字計算,可利用10% 體積校正的格氐作圖紙(見圖1).此種作圖紙縱座標是反對數設計的,因此可直接標以E值,橫座標代表加入標準溶液體積,每大格代表體積數為待測的溶液體積百分之一.此種作圖紙斜率S是固定的,對一價離子為58mv/px,二價離子為 29mv/px.若實際使用的電極斜率與此不符,可進行電位校正,也可作空白校正.