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。
进样系统
前置柱
分离柱
抑制柱
淋洗液
记录仪
电导检测器
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。