氟离子电极.docx

***离子选择电极测定天然水中***离子含量作者: PB11206099 洪自勇一、实验目的(1 )熟悉电位法的基本原理和一般分析方法(2 )了解离子计的结构并掌握其基本操作技术。二、实验原理一般天然水中***离子的含量很低。在河流、湖泊等地表水中***的含量通常为百分之几至十分之几毫克/升, 而在地下水中***含量则在 1 毫克/ 升左右, 在某些矿泉水中可能有更高的含量。当水中的***含量超过 1 毫克/ 升时不易饮用,因长期饮用会患斑齿症。但若饮用水中***离子的含量过低,则又会得齿龋病。***离子选择电极对 F - 有选择性响应,其敏感膜由 LaF 3 单晶片制成,单晶中常加入少量的 EuF 2 以增加其导电性,当电极插入含有 F - 的溶液时, F - 在敏感膜与溶液界面扩散及在晶格的空穴中移动产生膜电位,电极电位的能斯特方程为: lg RT E k Fa ? ?? ? F F lgk s a ? ? F (1 ) 这里 k 为常数; RT Fs?为电极的斜率。实际测量时,F - 选择电极与一支参比电极( 如饱和甘***电极) 一同插入被测溶液中组成测量电池,电池的图解表示式为: ***离子选择电极︱试液( c =x )︱饱和甘***电极( SCE ) 该电池的电池电势为: E E E ? ? SCE F lg E k s a ? ?? SCE F (2 ) 将E SCE和k 合并,用 E 0 表示有: 0 lg E E s a ?? ? F (3 ) 当溶液中加入较高浓度的 TISAB 溶液( 总离子强度调节缓冲液) 以维持恒定的离子强度时,(3 )式又可改写为: 0 lg E E s c ? ? F (4) 25℃时, 电池电势 E 为: 0 lg E E c ? ? F (5) 可见, 在一定条件下, 电池电势与试液中的***离子浓度的对数呈线性关系。利用工作曲线法、标准加入法或其他方法均可求出被测溶液中***离子的含量。三、仪器与试剂 1. 仪器 pXS J– 226 离子计;***离子选择电极;饱和甘***电极;电磁搅拌器。 2. 试剂 NaF 标准溶液: × 10 ˉ 1 mol/L ; TISAB 溶液:在 25ml 蒸留水中加入 29ml 冰醋算, 29 克***化钠和 克柠檬酸钠,溶解后用 NaOH 溶液调至 ~ ,冷却后稀释至 500 mL 。四实验操作步骤一) ,***离子选择电极的预处理***离子选择电极在使用前于 10 ˉ 3 mol/ L的 Na F 溶液中活化1~2 小时, 用去离子水清洗后, 与饱和甘***电极组成测量电池,在纯水中测量电池的电动势,此时,读数应在+ 340mV 以上,若小于此值,更换蒸馏水几次,直至电动势在+ 340mV 以上,电极初用时,用蒸馏水浸洗 1~2 天才能达到。若无法达到,很大可能是电极漏水或单晶片玷污,必须重新装配或做相应清洗。二) 溶液配制 1 )配制***离子的标准系列溶液移取 × 10 ˉ 1 mol/L 的 NaF 的标准溶液 于 50ml 容量瓶中,加入 10