離子選擇性電極法測(cè)定氯離子
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br>⑴了解氟離子選擇性電極的構(gòu)造及測(cè)定自來(lái)水中氟離子的實(shí)驗(yàn)條件；
⑵掌握離子計(jì)的使用方法。
實(shí)驗(yàn)原理：
氟離子選擇性電極是目前比較成熟的一種離子選擇性電極。將氟化鑭單晶（摻微量氟化銪）封在塑料管的一端，管內(nèi)裝0.1mol/lnaf和0.1mol/lnacl溶液，以ag/agcl電極為參比電極，構(gòu)成氟離子選擇電極。
測(cè)量水樣中的氟離子濃度時(shí)，以氟離子選擇電極作指示電極，以飽和甘汞電極作參比電極，構(gòu)成如下電池：
氟離子選擇性電極︳試液‖sce
在忽略液接電位的情況下，電池的電動(dòng)勢(shì)可表示為如下：e=b-0.0592loga（f-）.
由于水樣中常含有干擾物質(zhì)氫氧根離子，可發(fā)生以下反應(yīng)：laf3+3oh-=la（oh）3+3f-對(duì)測(cè)定產(chǎn)生正干擾，在較高酸度時(shí)形成hf2-而降低f-離子活度，故需用乙酸緩沖溶液控制溶液的ph；常見(jiàn)陽(yáng)離子如fe3+,al3+,sn（ⅳ）可與f-形成配合物而產(chǎn)生干擾，故采用檸檬酸鈉進(jìn)行掩蔽；在測(cè)量水樣中的氟離子活度時(shí)必須加入大量電解質(zhì)控制試液的離子強(qiáng)度；在本實(shí)驗(yàn)中使用總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖液除去干擾因素。
儀器與試劑：
離子計(jì)，氟離子選擇電極，飽和甘汞電極，電磁攪拌器，100ml容量瓶5個(gè)，100ml塑料燒杯5個(gè)，10ml移液管2個(gè)；
0.1000mol/lf-標(biāo)準(zhǔn)溶液，總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖液（tisab）。
實(shí)驗(yàn)步驟：
⑴氟離子選擇電極的準(zhǔn)備：
在使用氟離子選擇電極前，將其浸泡在含有10-4mol/lf-溶液中浸泡30分鐘，然后取出再將其浸入去離子水中，在離子計(jì)上測(cè)量其電位值，然后更換去離子水，觀測(cè)其電位變化，直至其電位穩(wěn)定不變化位置。
⑵線性范圍及能斯特斜率的測(cè)量：
在5只100ml容量瓶中，用10ml移液管移取0.1000mol/lf-標(biāo)準(zhǔn)溶液于*只容量瓶中，加入tisab10ml，用去離子水稀釋至標(biāo)線，搖勻，配成1.00×10-2mol/lf-溶液;在第二只容量瓶中加入1.00×10-2mol/lf-溶液10ml和tisab10ml，用去離子水稀釋至標(biāo)線，搖勻，配成1.00×10-3mol/lf-溶液;按照上述方法依次配制1.00×10-6到1.00×10-4mol/lf-標(biāo)準(zhǔn)溶液。
將濃度為1.00×10-6到1.00×10-2mol/lf-標(biāo)準(zhǔn)溶液分別倒入5只塑料燒杯中，從濃度為1.00×10-6mol/lf-標(biāo)準(zhǔn)溶液開(kāi)始測(cè)起，放入磁性攪拌子，插入氟離子選擇電極和飽和甘汞電極，接好離子計(jì)，開(kāi)啟電磁攪拌器進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)儀器讀數(shù)不在跳動(dòng)時(shí)讀取電位值，按同樣方法測(cè)定其他濃度f(wàn)-標(biāo)準(zhǔn)溶液的電位值。
⑶氟含量的測(cè)定
①取自來(lái)水作為測(cè)定試樣。
②標(biāo)準(zhǔn)曲線法：準(zhǔn)確吸取自來(lái)水樣50.0ml于100ml1.00×10-3mol/lf-溶液容量瓶中，加入tisab10ml，用去離子水稀釋至標(biāo)線，搖勻。全部倒入一燒杯中，然后測(cè)定其電位值，記為e1,平行測(cè)定3份。
③標(biāo)準(zhǔn)加入法：在實(shí)驗(yàn)②測(cè)定結(jié)束后，加入1.00ml1.00×10-3mol/lf-溶液，然后測(cè)定其電位值，記為e2。
數(shù)據(jù)記錄及處理：
㈠數(shù)據(jù)記錄如下：
（1）不同f-離子濃度對(duì)應(yīng)的電位值如下表：
f-離子濃度
1.00×10-2mol/l
1.00×10-3mol/l
1.00×10-4mol/l
1.00×10-5mol/l
1.00×10-6mol/l
電位值
105.8mv
164.6mv
221.5mv
275.7mv
316.7mv
（2）采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法時(shí)三次測(cè)量值如下：
*次電位值：297.2mv
第二次電位值：295.5mv
第三次電位值：296.3mv
平均值：296.3mv
（3）采用標(biāo)準(zhǔn)加入法時(shí)三次測(cè)量值如下：
*次電位值：271.5mv
第二次電位值：271.0mv
第三次電位值：271.2mv
平均值：271.2mv
㈡數(shù)據(jù)處理如下：
（1）e—log（cf-）標(biāo)準(zhǔn)曲線如下圖：
實(shí)際方程為：e=-53.29x+3.7（x為log（cf-））
氟離子選擇電極的線形范圍為：1.00×10-2-----1.00×10-5mol/l；
實(shí)際能斯特響應(yīng)斜率s=53.29
當(dāng)e1=296.3mv時(shí)，從標(biāo)準(zhǔn)曲線可得f-的濃度為3.23×10-6mol/l；
（2）采用標(biāo)準(zhǔn)加入法時(shí)，根據(jù)公式cx=△c/（10△e/s-1）,其中△c=vscs/100，vs及cs分別為f-標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（ml）和濃度（mol/l）；△e即兩次測(cè)定的電位值之差；s為測(cè)得電極的能斯特響應(yīng)斜率,cx為被測(cè)f-的濃度；
得：△c=1.00×10-3l×1.00×10-3mol/l/100=10-8mol/l
△e=e1-e2=296.3-271.2=25.1mv
s=53.29
cx=5.11×10-6mol/l；
思考題回答：
（1）tisab的組成為：①緩沖溶液，作用是控制溶液的ph值；②絡(luò)合劑，作用是掩蔽易與f-標(biāo)準(zhǔn)形成穩(wěn)定配合物的離子；③鹽，作用是調(diào)節(jié)總離子強(qiáng)度。
（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線法特點(diǎn)：適用于大批量試樣的分析，需多次測(cè)量才能得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。
標(biāo)準(zhǔn)加入法特點(diǎn)：測(cè)量準(zhǔn)確度高于標(biāo)準(zhǔn)曲線法，測(cè)量方法簡(jiǎn)單。
gran作圖法特點(diǎn)：需多次加入標(biāo)準(zhǔn)試液，比較麻煩，準(zhǔn)確度很高。
使用標(biāo)準(zhǔn)曲線法與標(biāo)準(zhǔn)加入法得到結(jié)果不*相同的可能原因是：由標(biāo)準(zhǔn)曲線法所確定的方程有誤差，從而使測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確。