离子选择电极法测定水中氟化物

・环境监测・

离子选择电极法测定水中氟化物

MonitoringtheWater’sFluoridebyIonSelectiveElectrode

尤素荔(永安市环境监测站,永安　366000)

摘要　离子选择电极法测定水中氟离子浓度,在CF≥0.05mg/l时,E和1gC有良好线性,该文讨论搅拌速度和仪器精度对测定结果的影响及响应速度问题。

关键词:离子选择电极;氟化物;测定Abstract　Monitoringtheconcentrationofwater’sF-byIonSelectiveElectrode,undertheconditionofCF-≥0.05mg/l,therelationshipbetweenEandlgCpossessesgoodlinearity.Thepaperdiscussestheeffectofmixingspeedandinstrumentaccuracyonthedetectingresultsandresponsivespeed.

Keywords:IonSelectiveElectrode;Fluoride;Monitor

1　前言

离子选择电极法测定水中氟化物以其选择性好、适用范围宽、干扰少、设备简单、操作方便而广泛用于工业自动分析、环境监测、理论研究以及海洋、土壤、地质、医学等领域。其测定原理为:当具有离子选择性的氟电极浸入待测溶液,与参比电极组成一个原电池,并测量其电动势时,由于工作电池的电动势与溶液中F-活度符合能斯特方程E=K-2.303RT1gCF,在一定条件下,E与lgC呈一一对应的线nF

性关系,以已知F-浓度的标准溶液为基准,比较包含待测液和包含标准溶液的电池电动势来确定待测试液的浓度。

影响氟化物测量准确性的因素很多,如电极的稳定性,温度的波动,溶液的pH范围等等,下面根据笔者多年的工作经验,对离子选择电极法测定氟化物中标准曲线的线性关系、响应速度,搅拌以及仪器的精度问题谈几点个人看法,并与同行商榷。2　线性关系

与国际GB7484-87绘制标准曲线的步骤相同,分别取浓度10、5、2ug/ml的三种标准NaF溶液,按1.00、3.00、5.00、10.0、20.0ml的顺序测量溶液电极电位,并绘制标准曲线,发现用10ug/ml和5ug/ml的标液易制得相关系数大于0.999的标准曲线,而用2ug/ml的标液所制曲线,经常只能使相关系数介于0.99到0.999之间,而舍弃第一点,即浓度为2ug/50ml(0.04mg/l)的点,或将第一点所测的电位减少6～8个mV值时,则所制曲线相关系数大于0.999。经理论分析,对数函数y=1gx在自定域x∈(0,∞)范围内单调递增,且值域y∈(-∞,+∞),即当x趋近于0时,y趋近于-∞,而实际测定中,我们可以得到一空白电位值E0,即当氟离子浓度为0时,lgC趋近于-∞,溶液电极电位有一定值E0。42根据测定,lgC和E有如下一关系曲线:

在曲线的后半段,lgC与E呈线性相关。而当C较小,试液浓度较稀时,直线开始往X轴(lgC)方向上折,并无限趋近于一定值E0。也就是说,用离子选择电极法测定氟化物浓度,为了使被测浓度落在标准曲线的直线段,必须规定一个测定下限C0,以提高测值的准确度,一般试液浓度C≥0.05mg/l,能满足线性要求。3　响应速度

响应速度体现电极浸入试液后获得稳定电位所需的平衡时间长短,平衡时间一般越短越好,因为它影响到整个实验过程的快慢,对于连续监测十分重要,电极的响应速度与以下几个因素有关:

3.1　待测离子到达电极表面的速率:搅拌溶液可加速待测离子到达电极表面的速率,但搅拌速度又不宜过快,这一点将在下面详细说明。

3.2　待测溶液的浓度:通常情况,电极在浓溶液比在稀溶液响应快;溶液越稀,电极响应时间越长。一般市售氟电极在F-浓度为10-6M～5×10-7M时,电极响应时间小于5分钟;而在10-3M～10-6M的溶液中,响应时间则小于2分钟。

3.3　测量的顺序及前后两种溶液之间的浓度差:先测低浓度,后测高浓度,这样电极响应速度会快些。3.4　试液中其他电解质的存在情况:一般在含有大

全国自然保护区蓬勃发展　现又新增18处国家级自然保护区　李清治

全国自然保护区蓬勃发展

现又新增18处国家级自然保护区

　　日前,发出通知,公布新建的18处国家级自然保护区。这18处国家级自然保护区分布在全国14个省、自治区、直辖市,分别是:内蒙古自治区的白音敖包国家级自然保护区和赛罕乌拉国家级自然保护区;黑龙江省的三江国家级自然保护区和宝清七星河国家级自然保护区;福建省的厦门珍稀海洋物种国家级自然保护区;江西省的井冈山国家级自然保护区;湖北省的五峰后河国家级自然保护区;湖南省的永州都庞岭国家级自然保护区;广西壮族自治区的大瑶山国家级保护区和北仑河口国家级自然保护区;重庆市的金佛山国家级自然保护区;四川省的长江合江——雷波段珍稀鱼类国家级自然保护区;云南省的西双版纳纳版河流域国家级自然保护区和无量山国家级自然保护区;自治区的羌塘国家级自然保护区;青海省的循化孟达国家级自然保护区;宁夏回族自治区的灵武白芨滩国家级自然保护区;维吾尔自治区的西天山国家级自然保护区。

在通知中指出,建立自然保护区,对于保护我国珍稀濒危物种和自然遗迹,维持基本生态过程,保护生态环境,促进社会经济可持续发展具有重要的意义。白音敖包等18处国家级自然保护区在我国生物多样性保护方面具有稀有性、代表性

和典型性,在保持水土、调节气候、保持生态平衡方

面将发挥重要作用。

据国家环保总局的统计结果显示,截至1999年底,我国已建立各种类型、不同级别的自然保护区1146个,总面积8815.24万公顷,约占陆地国土面积的8.80%。其中国家级自然保护区155个,面积5751.5万公顷。1999年与1978年相比,自然保护区数量增加了近33倍,保护区总面积增加近66倍,年均增长率分别达到15.%和38.01%。目前,自然保护区面积占国土面积的比例已超过世界平均水平,接近《中国自然保护区发展规划纲要(1996～2010年)》2000年底达到9%左右的目标。

据了解,现有长白山、鼎湖山、卧龙、武夷山、梵净山、锡林郭勒、博格达峰、神农架、盐城、西双版纳、天目山、茂兰、九寨沟、丰林、南麂列岛等15个自然保护区被联合国教科文组织列入“国际人与生物圈保护区网”;扎龙、向海、鄱阳湖、东洞庭湖、东寨港、青海湖及米浦等7个自然保护区被列入《国际重要湿地名录》。此外,我国在7处被联合国教科文组织列为世界自然遗产或自然与文化遗产的地区建立了自然保护区,如九寨沟、黄龙寺、武夷山、张家界、庐山等。

(北京　李清治)

量非干扰离子的场合,响应速度会快些。

此外,膜的厚度和表面光洁度等对响应速度也有影响。4　搅拌

搅拌可加快电极的响应速度,但搅拌速度又不宜过大,因为搅拌会使试液的温度升高,而温度T不但影响电极的响应斜率和标准电位,还可能影响电极的其他性能,如活性材料的溶解度,从而引入测量误差。整个测定过程,溶液的温度应保持恒定,恒温温度与室温的温差要控制在1～2℃。同时,由于搅拌速度的不同可造成噪声水平和液接电位的改变,因此应根据烧杯大小、样品体积、电极浸入深度及搅拌棒的形状等选择适宜的搅拌速度,并注意除去可能出现的气泡,避免因搅拌不良而导致误差。5　仪器的精密度

测量电位所用的仪器必须具有很高的灵敏度和相当的准确性,测量误差与电位误差呈正相关,对于

一价氟离子,电位测量产生1mV的误差,就产生3.9%的浓度误差,而电位测量产生0.1mV的误差,浓度误差仅为0.4%。因而在条件允可的情况下,宜尽可能选用精度高的电位测量仪。6　结论

测定氟化物必须在一定的浓度范围内进行,且有适宜的搅拌速度,保证从稀溶液到浓溶液的测量顺序,并尽可能选用精度高的测量仪,能获得较好的检测效果。

参考文献

1　国家环保局编.水和废水监测分析方法.第三版,北京:中国环境科学出版社,19

2　北京化工学院编.化验员读本下册,北京:化学工业出版社,1983

3　华东化工学院和成都科学技术大学编.分析化学　第三版,上海:高等教育出版社,19

4　中国环境监测总站编.环境水质监测质量保证手册　第二版,北京:化学工业出版社,1994

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