電極法測(cè)定水中氟化物的注意事項(xiàng)

摘 要:為提高離子選擇電極法測(cè)定水環(huán)境中氟化物的準(zhǔn)確度，結(jié)合工作實(shí)踐針對(duì)分析儀器、電極性能、測(cè)定狀態(tài)、環(huán)境影響等方面，一切從實(shí)用性出發(fā)進(jìn)行討論，提供有效地準(zhǔn)確的測(cè)定方法。

氟化物是人體必需的微量元素之一，廣泛地存在自然水體中，與人們的生活息息相關(guān)。飲用水中含氟的適宜濃度為0.5～1.0mg/L，缺氟易產(chǎn)生齲齒，但是攝入量長(zhǎng)期超過(guò)正常需要，將導(dǎo)致氟中毒。長(zhǎng)期飲用含氟量高于1～1.5mg/L，易患斑齒病。若水中含氟量高于4mg/L時(shí)，則可導(dǎo)致氟骨病。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，地表水和地下水中的氟化物是必測(cè)項(xiàng)目。測(cè)定氟化物的方法很多，主要有:離子選擇性電極法、氟試劑分光光度法、離子色譜法等，其中離子選擇性電極法具有選擇性好、范圍廣、色度濁度不干擾等特點(diǎn)，應(yīng)用較為廣泛。作者結(jié)合多年氟化物監(jiān)測(cè)分析實(shí)踐，圍繞提高測(cè)定的準(zhǔn)確度，就幾個(gè)方面的影響因素提出相應(yīng)的注意事項(xiàng)進(jìn)行探討。

1測(cè)定儀器的精密度

根據(jù)《水質(zhì) 氟化物的測(cè)定 離子選擇性電極法》(GB7487-1987)闡述的原理:氟離子選擇性電極與參比電極組成的電池電動(dòng)勢(shì)E與待測(cè)試液中氟離子濃度的對(duì)數(shù)成直線關(guān)系。因此，當(dāng)電位計(jì)的測(cè)量誤差為±1mv時(shí)，濃度的百分誤差為3.9%;要在分析測(cè)定中獲得0.4%準(zhǔn)確度，電位計(jì)的精度應(yīng)達(dá)到±0.1mv;獲得2.0%準(zhǔn)確度，精度應(yīng)達(dá)到±0.5mv。因此，要獲得一定準(zhǔn)確性的數(shù)據(jù)，首要條件是控制儀器的精密度。

2電極性能

電極性能直接影響工作曲線、樣品測(cè)定的響應(yīng)時(shí)間、測(cè)定結(jié)果的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性等，是氟化物測(cè)定中最主要的因素。作者現(xiàn)今使用的電極是賽默菲世爾公司出品的CHN090型復(fù)合電極。因此，將主要圍繞該電極進(jìn)行闡述。

2.1 電極常規(guī)保養(yǎng)

(1)浸沒(méi)液濃度選擇。

根據(jù)電極說(shuō)明書(shū)的要求要浸沒(méi)在100mg/L或10mg/L氟化物溶液中，經(jīng)過(guò)嘗試將電極浸沒(méi)在10mg/L中更能延長(zhǎng)壽命，同時(shí)，由于做標(biāo)曲氟化物的標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度為10mg/L因此更為簡(jiǎn)便。

(2)空白濃度測(cè)定。

該電極不能長(zhǎng)時(shí)間在去離子水中浸沒(méi)，因此，在調(diào)節(jié)電極初點(diǎn)位時(shí)，建議將濃度清洗到0.05mg/L以下即可，同時(shí)在測(cè)定空白值時(shí)，應(yīng)加入0.5mL，10mg/Lf氟化物標(biāo)準(zhǔn)使用液，進(jìn)行加標(biāo)測(cè)定，結(jié)果去掉0.1mg/L即可。

(3)高濃度樣品測(cè)定。

對(duì)于經(jīng)常接觸高濃度樣品和使用儀器較為頻繁的單位，建議一個(gè)月左右更換填充液，同時(shí)用填充液清洗電極2～3次。

(4)長(zhǎng)期保存。

建議在無(wú)樣品測(cè)定情況大于7天，應(yīng)將電極中的填充液棄去，同時(shí)用去離子水清洗電極內(nèi)外數(shù)次，用吸水紙盡量吸干水分，蓋上電極帽，干燥避光放置。

3測(cè)定樣品狀態(tài)

3.1 實(shí)驗(yàn)中所有試劑

對(duì)于國(guó)標(biāo)(GB7487-1987)中TISAB中的選擇，建議使用TISABⅡ，它較于TISABⅠ保存時(shí)間長(zhǎng)不易變質(zhì)，掩蔽能力強(qiáng)，對(duì)電極有很好的保護(hù)作用。

在配制過(guò)程中使用的酸堿，建議使用優(yōu)級(jí)純以上，利于控制試劑的pH，減小誤差。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到樣品測(cè)定的準(zhǔn)確性。

現(xiàn)在儀器更新較快，作者目前使用的是賽默菲世爾公司早期出品的奧利龍868型儀器，它是采用2點(diǎn)(低濃度點(diǎn)和高濃度點(diǎn))校準(zhǔn)法測(cè)定，高濃度與低濃度是10倍關(guān)系。對(duì)于水樣，一般采用低濃度0.2mg/L、高濃度2.0mg/L進(jìn)行校準(zhǔn)。由于電極對(duì)低濃度響應(yīng)超差，因此對(duì)低濃度點(diǎn)校準(zhǔn)時(shí)間延長(zhǎng)。若所用試劑均提前1天放置在與測(cè)定條件相同的情況下，低濃度點(diǎn)測(cè)定時(shí)間控制在1小時(shí)左右即可，若沒(méi)有提前放置，低濃度點(diǎn)測(cè)定時(shí)間控制在3h～4h。

3.3 攪拌影響

攪拌的目的是使電極膜表面接觸的成分與試液主體成分達(dá)到一致。同時(shí)加速離子的擴(kuò)散，促使電極與溶液界面易于達(dá)到平衡。攪拌狀態(tài)對(duì)電極電位、電極的實(shí)際響應(yīng)時(shí)間等均有影響。因此，在測(cè)定時(shí)溶液攪拌速度要適中、穩(wěn)定。攪拌速度太快會(huì)是響應(yīng)值往高濃度方位漂移，難于穩(wěn)定;攪拌速度太小會(huì)使響應(yīng)時(shí)間拖長(zhǎng)。以不使測(cè)液起渦旋和氣泡、呈緩和均勻狀態(tài)為最佳速度。測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)的轉(zhuǎn)速與測(cè)定樣品的轉(zhuǎn)速應(yīng)一致。

3.4 溫度控制

眾說(shuō)周知，溫度是影響氟化物測(cè)定的重要因素之一，

電極的斜率隨溫度變化而變化，樣品的離解也受溫度變化的影響，從而影響到電極電位。因此，要確保樣品和標(biāo)準(zhǔn)曲線在相同溫度(溫度差不高于±1℃)條件下測(cè)定。

實(shí)驗(yàn)時(shí)的室溫應(yīng)盡量控制在20℃～25℃，對(duì)于夏天和冬天，應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)空調(diào)保證室內(nèi)溫度的穩(wěn)定，同時(shí)保證電極液不會(huì)迅速恢復(fù)和凝固。

3.5 清除記憶效應(yīng)

電極在測(cè)完高濃度溶液后，用于低濃度溶液測(cè)定時(shí)，由于電極功能不能馬上恢復(fù)(所謂記憶效應(yīng))，經(jīng)常顯示較高濃度的電位，從而影響測(cè)定的準(zhǔn)確度。因此測(cè)定時(shí)，應(yīng)盡量遵循由低濃度向高濃度逐一測(cè)定。如在測(cè)定過(guò)程中無(wú)法遵循或突然測(cè)定到較高濃度，應(yīng)用去離子水清洗電極至濃度小于0.05mg/L。

4綜述

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，影響氟化物測(cè)定的因素較多，但只要把握住基本原理和考慮到相關(guān)因素，離子選擇電極法確實(shí)較為便捷，準(zhǔn)確性、再現(xiàn)性、精確性較好。

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