離子選擇電極法測(cè)定氟離子方法的優(yōu)化

郜守一，邵傳東，張彥軍，李濤濤

（河南開(kāi)祥精細(xì)化工有限公司，河南三門(mén)峽 472300）

離子選擇電極法測(cè)定氟離子時(shí)需要加入總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖劑，保持溶液的離子強(qiáng)度不變。最簡(jiǎn)單最適用的配制方法是采用檸檬酸鈉和硝酸鈉的配制方法。因硝酸鈉是很好的惰性電解質(zhì)，不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，廣泛被采用，但它屬于易爆化學(xué)試劑，管控嚴(yán)格，不易購(gòu)買，給分析工作帶來(lái)很多不便，所以要找一種能代替硝酸鈉的試劑，本文采用氯化鈉和檸檬酸鈉作為總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖劑，分析結(jié)果符合測(cè)定要求，并且降低了分析成本和試劑購(gòu)買及管理難度，是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全的試劑。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑

（1）氟化鈉，優(yōu)級(jí)純。

（2）氯化鈉，分析純。

（3）檸檬酸鈉，分析純。

1.2 試劑的配制

1.2.1 氟離子緩沖劑

稱取58.6g 檸檬酸鈉、58.5g 氯化鈉，攪拌溶解，定容至1 000mL，用（1+1）鹽酸調(diào)至pH 為5～6。

1.2.2 氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

PF1 的配制：稱取4.20g 優(yōu)級(jí)純氟化鈉，溶于蒸餾水中，定容至1L，此溶液中氟離子濃度為0.1mol/L

PF2的配制：量取PF1溶液100ml，溶于蒸餾水中，定容至1L，此溶液中氟離子濃度為0.01mol/L

PF3的配制：量取PF2溶液100ml，溶于蒸餾水中，定容至1L，此溶液中氟離子濃度為0.001mol/L PF4的配制：量取PF3溶液100mL，溶于蒸餾水中，定容至1L，此溶液中氟離子濃度為1×10-5mol/L

1.3 主要儀器

（1）PXSJ-226 型離子計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器。

（2）PF-2-01 型氟離子測(cè)量電極，上海儀電科學(xué)儀器。

（3）232-01 型參比電極，上海儀電科學(xué)儀器。

（4）JB-10 型攪拌器，上海儀電科學(xué)儀器。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別移取PF1、PF2、PF3、PF4溶液10mL 于100mL 的容量瓶中，加入20mL 離子強(qiáng)度緩沖劑，定容至100mL，搖勻。轉(zhuǎn)移至200mL 塑料燒杯中。此溶液的濃度分別含氟為190mg/L、19mg/L、1.90mg/L、0.19mg/L。

依次將上述溶液在緩慢攪拌中進(jìn)行測(cè)量，在每一次測(cè)量之前，都要用水充分沖洗電極，并用濾紙吸干。根據(jù)能斯特方程，建立繪制E（m V ）～1gCF-

氟離子濃度曲線見(jiàn)表1。

表1 氟離子濃度曲線

1.4.2 樣品測(cè)試

移取試樣溶液50mL 于100ml 的容量瓶中，加入20mL 離子強(qiáng)度緩沖劑，定容至100mL，搖勻。轉(zhuǎn)移至100ml 塑料燒杯中。放在攪拌器中進(jìn)行攪拌，插入電極，連續(xù)攪拌溶液。待電位穩(wěn)定后，讀取電位值E。在儀器上讀出溶液的濃度（本儀器為自動(dòng)建立曲線并直接出結(jié)果）。

2 結(jié)果與討論

2.1 兩種離子強(qiáng)度緩沖劑的結(jié)果比較

從表2看出，兩種離子強(qiáng)度緩沖劑無(wú)顯著性差異。

表2 兩種離子強(qiáng)度緩沖劑的測(cè)定結(jié)果

2.2 測(cè)定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度

含氟52.1mg/L的除氟進(jìn)口試樣含200mg/L的鋁，含260mg/L鐵，400mg/L 的鈣，測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.36%，加標(biāo)回收率為94.0%～103.6%。（加入的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為GBW（E）082682a，水中氟離子溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)），如表3所示。

表3 測(cè)定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度對(duì)比

2.3 影響因素及測(cè)定條件控制

2.3.1 氟離子電極響應(yīng)及處理

氟離子電極在使用前，需先置于1×10-4mol/L NaF 溶液中浸泡活化4h，然后用蒸餾水清洗至電位約為300mV 以上，也就是電極的空白電位。當(dāng)測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)，電極的響應(yīng)值較低時(shí)，可用（1+1）的鹽酸浸泡30s，清洗后使用。

2.3.2 氟離子測(cè)定的pH控制

酸性溶液中，H+與部分F-形成HF，降低了溶液中F-的濃度使測(cè)定結(jié)果偏低。在堿性溶液中，LaF3薄膜與OH-發(fā)生反應(yīng)，損壞電極。氟離子電極測(cè)定的F-最佳pH 為5～6，常用檸檬酸鹽緩沖溶液來(lái)控制，并且可消除Al3+、Fe3+對(duì)F-測(cè)定的干擾。

2.3.3 干擾離子影響及消除

氟離子電極具有較好的選擇性，1000倍以上的鹵素、SO42-、HCO3

-、NO3-等陰離子對(duì)測(cè)定均不產(chǎn)生干擾。Al3+、Fe3+、Ca2+等陽(yáng)離子因能與F-形成配位化合物而對(duì)F-的測(cè)定干擾，可加入掩蔽劑消除。可在離子強(qiáng)度緩沖溶液中加入10g 鈦鐵試劑（C6H4Na2O8S2·H2O ），加水溶解，調(diào)節(jié)pH 至5～6，轉(zhuǎn)移到1 000mL 容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。對(duì)于基體復(fù)雜的樣品，可采用標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行測(cè)量。

2.3.4 響應(yīng)時(shí)間

氟離子的響應(yīng)時(shí)間在攪拌狀態(tài)下，3min 就可達(dá)到穩(wěn)定讀數(shù)，測(cè)定時(shí)間一般需要穩(wěn)定3min。

3 結(jié)束語(yǔ)

1）氯化鈉和檸檬酸鈉混合液作為總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖劑，分析結(jié)果符合測(cè)定要求，并且降低了實(shí)驗(yàn)室分析成本和試劑購(gòu)買及管理難度，是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全的試劑。

2）避免了實(shí)驗(yàn)室堆放易爆化學(xué)試劑造成的安全隱患。