氟化物的测定
Fluorine——氟,Fluoride——氟化物
水中含有少量F-,可以防止虫子牙(龋齿),对人体健康有利;但当F-过高时,就会引起人的不适,产生副作用,会引起低血钙、氟斑牙、氟骨病等。
目前测F-有几种方法:
序号 | 方法 | 备注 |
1 | 氟试剂比色法 | GB法 |
2 | 茜素磺酸锆目视比色法 | 定性、半定量方法(褪色方法,不符合L—B定律,不能用仪器比色) |
3 | 离子选择电极法 | 推荐方法 |
4 | 离子色谱法 | 测定准确,同时测定多种离子,受仪器限制不能推广 |
5 | 其它方法 | |
在实验中安排了四种方法,其中1、3、4法测定效果均较好。
讨论:查实验报告中各实验结果,比较数据差异。
1. 氟试剂比色法
氟试剂是一种茜素氨羧络合剂:
(氟试剂与三价镧生成的颜色,即:显色剂的颜色)蓝色络合物(蓝色∝[F-])比色测定。反应式见书。
氟试剂是一种有机酸,不易溶于水,因此用1mol/LNaOH将其转化成盐,即可溶于水。所以氟试剂的配制应用碱溶法。
各种试剂的作用:
混合显色剂 | 氟试剂 | 氨羧络合剂 |
HAc—NaAc | PH=4.1的缓冲溶液 |
丙酮 | 有机溶剂,氟试剂—La3+—F-的蓝色络合物更易溶于有机溶剂,也可用于水。 |
La(NO3)3 | 络合剂 |
标准贮备液 | 100μg/mL F- | |
标准使用液 | 2μg/mL F- | |
2. 氟离子选择电极法
离子选择电极法属于电化学范畴,这里只结合实验了解氟化物的测定方法。
以氟化镧电极为指示电极,饱和甘汞电极为参比电极,组成一个化学电池,当溶液中存在F-时,就会在氟电极上产生电位响应,伏特计上的读数就是电池电动势(E)。
当控制溶液中总离子强度为定值时,E随(F-活度)而变化。若待测溶液中F-浓度<10-3mol/L,活度系数为1,可用(F-浓度)代替,即:
呈线性关系,由测得的E值,从标准曲线上查得F-的浓度。
氟离子选择电极是一种单晶膜电极,电极由难溶盐的单晶制成,单晶对能通过晶格而导电的离子有严格的选择性,该方法的*低检出限为0.05mh/L,上限达190mg/L,可见反应灵敏度较高,检出范围宽。
在实验中应用总离子强度络合缓冲液(TISAB),其作用是:
1. 使离子强度固定,使活度系数不变。由于各分析试液中离子浓度和活度之间存在差异,为避免测量误差,加入强电介质,使其具有较高的离子强度,这样试样溶液的离子强度几乎有缓冲溶液决定,而不是由试样本身来决定。
2. 防止OH-对测定干扰。TISAB为酸性缓冲液,可以中和掉OH-,不会带来干扰。
3. 络合干扰离子。TISAB中有柠檬酸,可将、中的Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)络合,释放出F-。
4. 加速离子反应,加快平衡到达。10-6mol/LF-在纯水中需1小时平衡,在TISAB中10分钟即可平衡。
实验中采用TISAB:Total Ionic Strength AdjustmentBuffer
PH=5.5~6.0,0.2mol/L柠檬酸钠—1mol/LNaNO3。
由于测定的是F-的浓度,而不是活度,当水样中F-的浓度较低时,一般不以离子形式存在。为了准确测定F-的浓度,加入大量的强电解质NaNO3、柠檬酸钠,使溶液中F游离出来,这样再用电极测定时,得到的就是F-的浓度。
因此,我们说TISAB是总离子强度络合缓冲液,其中的NaNO3是控制总离子强度的,而柠檬酸钠包括掩蔽干扰离子、控制溶液离子强度以及控制溶液PH几项作用。
3. 离子色谱法测F-
此法迅速简便,适合连续测定。
定性依据:出峰时间、距离,定量依据:浓度∝电导∝峰高,
淋洗液的组成和作用:Na2CO3—NaHCO3电导很大,掩盖待测离子的电导,①用H2SO4为再生液,H+透过半透膜,电导下降,以的电导为0,调基线。②淋洗液带着样品通过阳离子交换柱,将Na+交换在阳离子交换柱上,形成,以降低电导。
讨论:写出交换反应方程式。