毕业论文氟离子测定

初高中的实验是没有办法检验,如果有氟离子,一般是用排除法,如果是科研的话,有专门的仪器检验 如果你条件的话可以用以下方法 氟离子选择电极法 一、原理 将氟离子选择电极和外参比电极（如甘汞电极）浸入欲测含氟溶液,构成原电池.该原电池的电动势与氟离子活度的对数呈线性关系,故通过测量电极与已知F—浓度溶液组成的原电池电动势和电极与待测F-浓度溶液组成原电池的电动势,即可计算出待测水样中F—浓度.常用定量方法是标准曲线法和标准加入法. 对于污染严重的生活污水和工业废水,以及含氟硼酸盐的水样均要进行蒸馏. 二、仪器 1．氟离子选择性电极. 2．饱和甘汞电极或银-氯化银电极. 3．离子活度计或pH计,精确到. 4．磁力搅拌器、聚乙烯或聚四氟乙烯包裹的搅拌子. 5．聚乙烯杯：100mL,150mL. 6．其他通常用的实验室设备. 三、试剂 所用水为去离子水或无氟蒸馏水. 1．氟化物标准贮备液：称取基准氟化钠（NaF）（预先于105—110℃烘干2h,或者于500-650℃烘干约40min,冷却）,用水溶解后转入1000mL容量瓶中,稀释至标线,摇匀.贮存在聚乙烯瓶中.此溶液每毫升含氟离子100ug. 2．氟化物标准溶液：用无分度吸管吸取氟化钠标准贮备液,注入100mL容量瓶中,稀释至标线,摇匀.此溶液每毫升含氟离子10ug. 3．乙酸钠溶液：称取15g乙酸钠（CH3COONa）溶于水,并稀释至100mL. 4．总离子强度调节缓冲溶液（TISAB）：称取二水合柠檬酸钠和85g硝酸钠,加水溶解,用盐酸调节pH至5-6,转入1000mL容量瓶中,稀释至标线,摇匀. 5．2mol/L盐酸溶液. 四、测定步骤 1．仪器准备和操作 按照所用测量仪器和电极使用说明,首先接好线路,将各开关置于“关”的位置,开启电源开关,预热15min,以后操作按说明书要求进行.测定前,试液应达到室温,并与标准溶液温度一致（温差不得超过±1℃）. 2．标准曲线绘制：用无分度吸管吸取、、、、氟化物标准溶液,分别置于5支50mL容量瓶中,加入10mL总离子强度调节缓冲溶液,用水稀释至标线,摇匀.分别移入100mL聚乙烯杯中,各放入一只塑料搅拌子,按浓度由低到高的顺序,依次插入电极,连续搅拌溶液,读取搅拌状态下的稳态电位值（E）.在每次测量之前,都要用水将电极冲洗净,并用滤纸吸去水分.在半对数坐标纸上绘制E-lgcF-标准曲线,浓度标于对数分格上,最低浓度标于横坐标的起点线上. 3．水样测定：用无分度吸管吸取适量水样,置于50mL容量瓶中,用乙酸钠或盐酸溶液调节至近中性,加入10mL总离子强度调节缓冲溶液,用水稀释至标线,摇匀.将其移入100mL聚乙烯杯中,放入一只塑料搅拌子,插入电极,连续搅拌溶液,待电位稳定后,在继续搅拌下读取电位值（EX）.在每次测量之前,都要用水充分洗涤电极,并用滤纸吸去水分.根据测得的毫伏数,由标准曲线上查得氟化物的含量. 4．空白实验：用蒸馏水代替水样,按测定样品的条件和步骤进行测定. 当水样组成复杂或成分不明时,宜采用一次标准加入法,以便减小基体的影响.其操作是：先按步骤2测定试液的电位值（E1）,然后向试液中加入一定量（与试液中氟的含量相近）的氟化物标准液,在不断搅拌下读取稳态电位值（E2）. 五、计算 1．标准曲线法：根据从标准曲线上查知稀释水样的浓度和稀释倍数即可计算水样中氟化物含量（mg/L）. 2．、标准加入法 cx = ( cs·VS)/(Vx+Vs )*(10*ΔE/s －Vx/ (Vx+Vs)）－1 式中：cx———水样中氟化物（F-）浓度（mg/L）； Vx———水样体积（mL）； cs———F—标准溶液的浓度（mg/L）； VS———加入F—标准溶液的体积（mL）； ΔE——等于E1–E2（对阴离子选择性电极）,其中,E1为测得水样试液的电位值（mV）,E2为试液中加入标准溶液后测得的电位值（mV）； S——氟离子选择性电极的实测斜率. 如果VS〈〈VX,则上式可简化为： cx=cx·VS (10△E/S-1) -1/Vx 注意事项 1．电极用后应用水充分冲洗干净,并用滤纸吸去水分,放在空气中,或者放在稀的氟化物标准溶液中.如果短时间不再使用,应洗净,吸去水分,套上保护电极敏感部位的保护帽.电极使用前仍应洗净,并吸去水分. 2．如果试液中氟化物含量低,则应从测定值中扣除空白试验值. 3．不得用手触摸电极的敏感膜；如果电极膜表面被有机物等沾污,必须先清洗干净后才能使用. 4．一次标准加入法所加入标准溶液的浓度（cS）,应比试液浓度（cX）高10-100倍,加入的体积为试液的1/10-1/100,以使体系的TISAB浓度变化不大.

氟离子测定方法如下：

1、直接蒸馏法：蒸馏效率较高，但温度控制较难，排除干扰也较差，在蒸馏时易发生爆沸。水蒸气蒸馏法：温度控制较高，排除干扰较好，不易发生爆沸现象，操作过程比较安全。

2、离子色谱法：离子色谱法已在国内外普遍使用，该方法简便、快速、相对干扰较少，测量范围为～10mg/L。离子色谱法不但能够检测水中氟化物的含量，还能对大气、土壤等环境样品中存在的氟化物进行检测。

氟化物（F-)，广泛存在于天然水体和工业废水中。在工业生产中，氟化物主要来源于有色冶炼、钢铁和铝表面处理、焦炭、玻璃、陶瓷、电子、电镀、农药、化肥、含氟矿物加工等。饮用水中氟化物含量过低或过高，均会对人体的健康造成影响。缺氟易患龋齿病，氟含量过高易造成斑齿病和氟骨病。

具体而言， 一般饮用水中含氟的适宜浓度为～，当长期饮用含氟量高于～的水时，易患斑齿病，当水中含氟量高于时，则可导致氟骨病。为了降低污水或循环水中氟离子的浓度，需要加入除氟药剂进行处理。

高温燃烧水解-氟离子选择电极法

方法提要

煤样在氧气和水蒸气混合气流中燃烧与水解，煤中氟全部转化为挥发性氟化物(SiF4及HF)并定量地溶于水中。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，用标准加入法测定煤样溶液中氟离子浓度，计算煤中氟量。本法适用于褐煤、烟煤和无烟煤中氟的测定。

仪器装置

器皿、容器本方法所用的器皿、容器应是塑料制品。

高温燃烧-水解装置(图)。

燃烧管石英管，能耐温1300℃，规格尺寸见图。

图 高温燃烧-水解装置示意图

图 石英管(数字单位mm)

图 冷凝管(数字单位mm)

冷凝管 规格尺寸见图。水蒸气发生器 由500mL平底烧瓶和可调压圆盘电炉构成。

流量计 量程1000mL/min，最小分度10mL/min。

测量电位仪器电磁搅拌器，连续可调。氟离子选择性电极，测量线性范围～10-5mol/L。饱和甘汞电极。数字式离子计，输入阻抗大于1011Ω，精度，也可用性能相同的数字式毫伏计代替。

试剂

石英砂 化学纯，粒度～1mm。

氢氧化钠溶液 称取1g优级纯氢氧化钠溶于100mL水中。

硝酸。

溴甲酚绿指示剂 称取溴甲酚绿指示剂溶于100mL乙醇中。

氟标准储备溶液ρ(F)=称取预先在120℃干燥约2h的优级纯氟化钠置于烧杯中，加水溶解，用水洗入1000mL容量瓶中并稀释至刻度，摇匀，贮存于塑料瓶中备用。

氟标准溶液根据试样氟含量用水稀释氟标准储备溶液。

总离子强度调节缓冲溶液称取294g柠檬酸三钠(Na3C6H5O7·2H2O)和20gKNO3溶于800mL水中，用(5+95)HNO3调节pH为，再用水稀释至1000mL。贮存于塑料瓶中备用。

分析步骤

按图所示，装配好全套仪器装置，连接电路、气路、水路各个系统。将单节高温炉升温至1100℃。往烧瓶内加入约300mL水并加热至沸腾。冷凝管通入冷水，塞紧进样推棒橡皮塞，调节氧气流量为400mL/min，检查不漏气后，通水蒸气和氧气15min。此项操作每天只需进行一次。

称取(精确至)粒度小于2mm的空气干燥煤样和石英砂放在燃烧舟里混合，再用适量石英砂铺盖在上面。将100mL容量瓶放在冷凝管下端接收冷凝液。取下进样推棒，把燃烧舟放入管内，插入进样推棒，塞紧橡皮塞。将瓷舟前端推到预先测好的低温区(约300℃)，为了防止煤样爆燃，此后在15min内分3段把燃烧舟推到(1100±5)℃恒温区，拔出进样推棒以免熔化，燃烧舟在恒温区继续停留15min。在整个操作过程中，调节烧瓶内水的蒸发量，以控制收集的冷凝液体积。前15min，每分钟收集约3mL;后15min，每分钟收集约。最后总体积应控制在85mL以内。燃烧-水解后，把水蒸气发生器的电压调到“零”位置。移走容量瓶，停止通氧气。取下进样推棒，用带钩的镍铬丝取出燃烧舟。往盛有冷凝液的容量瓶中加3滴溴甲酚绿指示剂，用氢氧化钠溶液中和到指示剂变蓝色。加入10mL总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至刻度，摇匀。放置半小时后测量电位。

连结好电位测量仪器装置，开动搅拌器，更换烧杯中水数次，直至毫伏计显示的电位达到氟离子电极的空白电位。由于氟离子电极实际斜率往往偏离理论值()，因此应定期测试氟离子电极的实际斜率。可在5个100mL容量瓶中，分别加入系列氟标准溶液，加入3滴溴甲酚绿指示剂和总离子强度调节缓冲溶液，加水稀释至刻度，摇匀。将溶液倒入100mL烧杯中，用电位测量仪测量电位。测量每个标准溶液时，电极插入深度和搅拌速度等要求一致。以各种浓度溶液的响应电位(mV)为纵坐标，相应的浓度对数为横坐标，在对数坐标纸上作图。由曲线上lgC=0和lgC=1两点所对应的响应电位之差求出该电极的实际斜率。

将制备好的煤样溶液移入100mL烧杯中，放入搅拌子，插入氟离子电极和甘汞电极(插入深度及搅拌速度应和测量电极实际斜率时一样)，开动搅拌器，待电位稳定后记录响应电位E1，立即加入氟标准溶液，待电位稳定后记录响应电位E2。

按下式计算煤中氟的含量:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:Fad为空气干燥煤中氟的质量分数，μg/g;S为氟电极的实测斜率;ΔE为E2-E1，mV;Cs为氟标准溶液的浓度，μg/mL;Vs为加入氟标准溶液的体积，mL;m为试样的质量，g。

注意事项

1)如果电极连续使用，不必每天都测定电极的实际斜率。如果电极干放时间超过一星期，再使用时就应测定。当电极实际斜率低于55时，则应将电极抛光一次，或更换新的电极。

2)加入的标准氟量(Cs·Vs)应大于试液中氟量(CXVX)4倍为宜，在实际操作中可根据E1的数值选择加入标准氟溶液的浓度(100μg/mL、250μg/mL或500μg/mL)，控制ΔE在20～40mV。

硝酸镁固定-氟离子选择电极法

方法提要

煤样中的氟经硝酸镁溶液-氢氧化钠溶液固定，灰化后，灰分用氢氧化钠熔解，水提取。氟在总离子强度缓冲溶液-柠檬酸钠存在下，在数字式离子计上以氟离子电极为测量电极，饱和甘汞电极为参比电极，测定溶液中氟的含量。

仪器

数字离子计。

氟电极。

参比电极(饱和甘汞电极)。

电磁搅拌器。

试剂

氢氧化钠。

盐酸。

柠檬酸钠溶液称取294g无水柠檬酸钠溶解于水中，用水稀释至1000mL。

硝酸镁溶液(100g/L)。

氢氧化钠溶液(40g/L、100g/L)。

氟标准溶液ρ(F)=μg/mL介质为40g/LNaOH溶液。

溴钾酚紫指示剂(1g/L)介质为(1+4)乙醇。

校准曲线

分取、、、、、、、、氟标准溶液置于25mL比色管中，用40g/LNaOH溶液补至10mL，加1滴溴甲酚紫指示剂，用(1+1)HCl中和至由蓝变黄，再过量2～3滴，立即加入10mL柠檬酸钠溶液，用水稀释至刻度，摇匀。将溶液倒入50mL小烧杯中，用精度为的数字式离子计测量电位值，绘制电位-浓度校准曲线。

分析步骤

称取1～2g(精确至)粒度小于2mm的空气干燥煤样置于30mL镍坩埚中，加4mL硝酸镁溶液，加100g/LNaOH溶液使呈碱性，混匀后浸泡，将煤样中的氟固定，然后在水浴上蒸干，再加热炭化至不冒烟。再于600℃高温炉内灰化3h，待灰化完全，取出放冷，将4gNaOH加入镍坩埚，于高温炉中从低温升至650℃，使之呈流体状，熔融7～10min，取出冷却。将坩埚放入150mL塑料烧杯中，加入60mL近沸水提取，加几滴乙醇，搅匀，取出坩埚并洗涤，将溶液移入100mL塑料容量瓶，加水稀释至刻度，摇匀，放置澄清。分取煤样溶液于25mL比色管中，加1滴溴甲酚紫指示剂，然后按校准曲线分析步骤操作，测得氟量。

空气干燥煤样氟含量的计算参见式()。

注意事项

本法在经硝酸镁固定后，也可采用艾氏卡试剂半熔法。称取(精确至)艾氏卡试剂置于蒸干水分的镍坩埚中，用玻璃棒将煤样和艾氏卡试剂混合均匀，再用艾氏卡试剂均匀覆盖其上。将坩埚放入高温炉中，半开炉门，缓缓升温至500℃，并在此温度下保持约1h，然后升温至(800+10)℃，在此温度下再保持约3h，取出坩埚，冷却至室温，再按分析步骤同样操作。