氟离子选择电极及氟化物测定.ppt

氟离子选择电极及氟化物测定 中国疾病预防控制中心地方病控制中心地氟病所 万桂敏 前言 样品中氟测定方法很多，如重量法、容量法、比色法、分光光度法、离子色谱及中子活化法等。另有报道用ALF分子吸收分光光度法测定血尿微量氟、用气相色谱分离氟，用微波电感耦合等离子体仪测氟。X线荧光分析测定人发中微量氟。 以上众多方法中仪器分析方法设备复杂、价格昂贵、难以普及。只有比色法中的茜素锆（目视比色法），氟试剂（分光光度法）较常用，目前仍被列入国标中。但比色法也有许多缺点：如灵敏度不高，操作烦琐，需将氟从干扰物中分离等。 自1966年Frant和Ross报道了氟离子选择电极应用以来，这一技术引起了国内外研究者的浓厚兴趣，使电极法在短时间内就得到了快速发展和广泛应用。该法简便。快速、灵敏、经济特别是适用于基层和现场应用。 一氟离子选择电极分析技术 1.1 有关电极的概念 电极（electrode）是电化学测量系统中与样品接触的一类元件的通用术语。是电化学传感器。 离子选择性电极（ion selective electrode ISE） 对某种特定的离子，具有选择性响应。它能将溶液中特定的离子含量转换成相应的电位，从而实现化学量——电学量的转换，使电子技术对溶液中的离子浓度进行测量。 指示电极（indicator electrode）：电极电位与溶液中待测离子活度（或浓度）呈Nernst响应的电极称为指示电极。 参比电极（reference electrode）:是指在温度、压力一定的条件下，其电极电位已知，且不随待测溶液的组成改变而改变。 氟离子选择电极（fluoride ion selective electrode ,FISE）：是晶体均相膜电极的一种，是用电位法测量溶液中氟离子活度的指示电极。 1—氟化镧单晶膜 2—内参比溶液 3—内参比电极} 4—电极插头 5—电极罩帽 6—电极支持杆 图1 氟电极结构示意图 1.3 氟电极测试机理 内参比电极|内参比溶液|敏感膜|试液||参比电极（1） 电池电动势 因为ER在固定条件下是恒定的，Ej忽略不计。所以，E0 可看作是常数。因此E取决于Em，氟电极的膜电位是随试液中氟离子活度的变化而变化，这种响应在一定的活度区间内电位和活度之间符合Nernst方程。其方程式为： T=273.15+t(试液温度) aF -=r. ρF- , r为活度系数,当在稀电解质溶液中r 1 所以，在稀容液中活度与浓度接近, 由上式可见，其电位与-log aF-或-log ρF成直线关系，因此可以通过测定E值，求出aF-或ρF - 。 氟离子选择电极的电位产生经核磁共振及示踪原子的实验证明，单晶的导电能力是由F-的迁移所致：LaF3+空穴→ LaF2+F- 其膜电位是由于F-在膜与溶液界面上与膜片中相同离子间的交换和扩散引起的。LaF3晶格优先允许体积小，带电荷少的F-在表面交换，因此，FISE对F-具有高度的选择性 1.3 离子选择电极的特征参数 1.3.1 电极的选择性 事实上，所有的离子选择电极，并非某一离子的专属电极，它们在不同程度上受到干扰离子的影响。只有那些对待测离子具有选择性响应的电极才具有实际应用价值。因此，选择性是离子电极最重要的性能指标之一。电极的选择性用选择性系数来描述。 在考虑共存离子干扰影响时，可以由修正的Nernst方程式来表示电极电位。 式中Kij表示电极对i离子