离子选择性电极法要点.ppt

1、19:45,1,离子选择电极法,19:45,2,离子选择性电极 1）概念：是一类电化学传感器，又称膜电极。利用膜材料对溶液中某种离子产生选择性响应，来指示该离子的离子活度。 2）结构：敏感膜、内参比电极、内参比溶液。 敏感膜、内参比溶液均含与待测离子相同的离子。,19:45,3,膜电位：电极置于溶液中时，膜电极和溶液界面发生离子交换及扩散作用，改变了两相界面原有的电荷分布，形成了双电层，产生了膜电位 由于内参比电极电位恒定，内参比溶液的有关离子活度恒定，所以离子选择电极电位只随待测离子活度的变化而变化 两者关系符合能斯特方程,19:45,4,离子选择电极的测量原理 离子选择电极电位不能直接测出

2、，通常以离子选择电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，两者插入待测溶液中组成原电池，测量原电池的电动势以求得待测离子的活度（稀溶液中近似等于浓度）。在一定条件下，原电池的电动势与待测离子活度的对数呈线性关系。 离子选择电极的特点 1）选择性好。对被测离子具有较高选择性响应的离子选择电极，共存离子干扰小，样品不需复杂的预处理，不受试样颜色、浑浊、悬浮物、或粘度的影响。 2）操作简单，分析速度快。单次分析只需几分钟。 3）灵敏度高，测定范围宽, 氟离子选择电极法的检测范围 10-110-6mol/L 4）易实现连续分析和自动分析。,19:45,5,氟离子选择性电极测定法,测定F-的浓度时,Ag

3、|AgCl(s) | KF, NaCl(0.1mol/L) | LaF3膜| 待测液| | 饱和KCl | Hg2Cl2 | Hg,F-= 0 2.303RT/Flga(F-) 能斯特方程,19:45,6,电池电动势： E= 参 = 0 2.303RT/Flga(F-) 参 = k 0.0592 lg aF- (25) = + 0.0592 pF 活度系数一定时，E与F离子浓度的对数呈线性关系 适用pH范围： 5 6（最佳5.8） 碱性体系： LaF3 + 3OH- = La(OH)3 + 3F- 膜表面aF-，结果偏高, 损坏电极 酸性体系： 2F-+H+=HF-2 aF-降低，结果偏低,1

4、9:45,7,三分析方法,1标准曲线法 配制一系列浓度不同的F标准溶液，并分别与氟离子选择性电极和饱和甘汞电极组成化学电池，测定其电动势，绘制E loga曲线；在相同条件下，测定由试样溶液和电极组成电池的电动势Ex，并从标准曲线上查出对应的logax, 求出待测离子浓度。,19:45,8,1操作简单，适合简单体系的样品，但要求标准溶液和待测溶液的组成相近，溶液的离子活度相同，温度相同。一般需要加入适当的“离子强度缓冲剂”，以确保标准溶液和试样的离子活度一致，同时控制溶液的PH和掩蔽干扰离子。 2可测范围广，适合批量样品分析 3即使电极响应不完全服从Nernst方程，也可得到满意结果,标准曲线法

5、的特点,19:45,9,总离子强度调节缓冲溶液（total ionic strength adjustment buffer, TISAB):,直接电位法中加入的一种不含被测离子、不污损电极的浓电解质溶液，有固定离子强度、保持液接电位稳定的离子强度调节剂、起pH缓冲作用的缓冲剂、掩蔽干扰离子的掩蔽剂组成。 NaCl: 0.1mol/L, HAc:0.25mol/L, NaAc0.75 mol/L, 柠檬酸钠 0.001 mol/L pH=5.8, 总离子强度为1.75,作用：维持待测强度恒定，使活度系数固定，以减小换算和保证测得值的准确,19:45,10,2 标准加入法 将准确体积的标准溶液加

6、入到已知体积的试样溶液中，根据电池电动势的变化来求得待测离子的浓度（测E1、E2)。 不需测标准曲线，也不需要调节离子强度，仅需标准溶液，操作简单、快速、准确度高，适合复杂体系、离子强度比较大、与标准溶液差别较大时。,S-斜率，可用稀释法求：测E2后在保持总离子强度不变的情况下，溶液稀释1倍，测E3.,19:45,11,3格式作图法 又称连续标准加入法。在测量过程中连续多次加入标准溶液，根据一系列的E所对应的VS作图求得待测离子浓度。 准确度较一次加入法高。使用计算机计算在实际斜率偏离理论斜率时仍能得到准确结果。,19:45,12,氟化氢和氟化物的离子选择电极法,1 原理 空气中氟化氢和氟化物

7、用浸渍玻璃纤维滤纸采集，洗脱后，用离子选择电极测定氟离子的含量。 2 仪器 2.1 浸渍玻璃纤维滤纸：用镊子夹住滤纸，在浸渍液中浸渍10s，稍稍沥干，放在大滤纸上，于6080下烘干；注意切勿烤焦！ 2.2 采样夹，滤料直径为40mm。 2.3 小型塑料采样夹，滤料直径为25mm。 2.4 空气采样器，流量03L/min和010L/min。 2.5 塑料烧杯，50ml。 2.6 磁力搅拌器。 2.7 氟离子选择性电极。 2.8 离子活度计或电极电位仪或精密pH计。,19:45,13,3 试剂 实验用水为蒸馏水。 3.1 盐酸，201.18g/ml。 3.2 氨水，250.9g/ml。 3.3 浸

8、渍液：溶解8g 氢氧化钠于水中，加入20ml丙三醇，用水稀释至1L。 3.4 盐酸溶液，0.5mol/L：4.2ml盐酸加水至100ml。 3.5 氨水溶液，6mol/L：取42ml氨水加水至100ml。 3.6 指示剂：0.1g 溴甲酚绿和3ml 氢氧化钠溶液(2g/L)一起研磨均匀，用水稀释至250ml。 3.7 总离子强度缓冲液：称取59g 柠檬酸钠和11.6g 氯化钠，溶于水中，加入2ml 指示剂和11.4ml冰乙酸，用氢氧化钠溶液(240g/L)中和至溶液刚变为蓝色；加12 滴盐酸溶液，使溶液呈蓝绿色（pH约为5.8）；用水稀释至1L。 3.8 标准溶液：称取0.2210g 氟化钠(

9、于110干燥2h)，溶于水，定量转移入1000ml 容量瓶中，稀释至刻度。贮存在塑料瓶中。此溶液为0.10mg/ml 标准贮备液。临用前，用水稀释成10.0ug/ml 氟标准溶液。或用国家认可的标准溶液配制。,19:45,14,4 样品的采集、运输和保存 现场采样按照GBZ 159执行。 4.1 短时间采样：在采样点，将装好2张浸渍滤纸的采样夹，以5L/min 流量采集15min 空气样品。 4.2 长时间采样：在采样点，将装好2张浸渍滤纸的小型塑料采样夹，以1L/min 流量采集28h 空气样品。4.3 个体采样：在采样点，将装好2张浸渍滤纸的小型塑料采样夹佩戴在采样对象的前胸上部，尽量接近

10、呼吸带，以1L/min 流量采集28h 空气样品。 4.3对照试验：将装好浸渍玻璃纤维滤纸的采样夹带至采样点，除不连接空气采样器采集空气样品外，其余操作同样品，作为样品的空白对照。,19:45,15,5 分析步骤 5.1样品处理：将采过样的滤纸放入塑料烧杯中，加入16ml 盐酸溶液和2ml 水；用玻璃棒将滤纸捣碎，放入1 根铁芯塑料套搅拌子，于磁力搅拌器上搅拌35min，将滤纸打成浆状。供测定。若样品液中待测物的浓度超过测定范围，可用盐酸溶液稀释后测定，计算时乘以稀释倍数。 5.2 工作曲线的绘制：取8 只塑料烧杯，各放2张浸渍滤纸；分别加入0.0、0.10、0.20、0.50、1.0ml 氟

11、标准溶液和0.20、0.50、1.0ml 标准贮备液，各加水至2.0ml，配成0.0、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0g 氟标准系列。然后按样品处理操作。处理后，向标准系列各杯加入1.3ml 氨水溶液和23 滴指示剂，在搅拌下用盐酸溶液和氨水溶液调节溶液呈蓝绿色。加5ml 总离子强度缓冲液，插入氟电极及饱和甘汞电极，继续搅拌45min，停止后，测量溶液的电位（mV）值。再搅拌12min，停止后，再测量电位值（mv）。如此操作直至读数不变为止。每个浓度重复测定3 次。在半对数坐标纸上，以mV均值（等距离坐标）对相应的氟含量(g，对数坐标)绘制标准曲线。 5.3样品测定：用测定标准系列的操作条件测定样品溶液和样品空白对照溶液。测得的样品电位值减去空白对照的电位值后，由标准曲线得氟的含量（ g）。,19:45,16,6 计算 GBZ159将采样体积换算成标准采样体积; 按下式计算空气中氟的浓度： m C = Vo 式中：C 空气中氟的浓度，mg/m3； m 测得样品溶液中氟的含量， g ； Vo 标准采样体积，L。 时间加权平均容许浓度按GBZ 159规定计算。,19:45,17,7 说明 7.1 本法的