氟化物(F-)是人体必需的微量元素之一。缺氟易患龋齿。饮用水中氟化物的适宜浓度为0.5~1.0mg/L(F-)。长期饮用含氟量高于1~1.5mg/L水时,易患牙菌斑病。如果水中的氟含量高于4mg/L,就会引起氟中毒。氟化物广泛存在于天然水中。有色冶金、钢铝加工、焦炭、玻璃、陶瓷、电子、电镀、化肥、农药厂废水和含氟矿物废水中常含有氟化物。⒈方法选择水中氟化物的测定 主要方法有:离子色谱法、氟离子选择电极法、氟试剂比色法、茜素磺酸锆比色法和硝酸钍滴定法。离子色谱法在国内外得到广泛应用,其方法简单、快速、可靠。干扰相对较小,测量范围为0.06~10mg/L。电极法选择性好,适用范围广,可测量水样的浊度和颜色,测量范围为0.05~1900mg/L。比色法适用于含氟量较低的样品,氟试剂法可测0.05~1.8mg/LF-。茜素磺酸锆目测比色法可测0.1~2.5mg/LF-,由于是目测比色法,误差较大。氟化合物含量大于5mg/L时可采用硝酸钍滴定法。严重污染的生活污水和工业废水,以及含有氟硼酸盐的水样,都需要进行预蒸馏。2. 水样的采集和保存水样必须收集并储存在聚乙烯瓶中。(一)氟试剂分光光度法1、方法原理氟离子在Ph4.1的醋酸盐缓冲介质中,氟试剂与硝酸镧反应生成蓝色三元配合物。颜色的强度与氟离子的浓度成正比。在 620nm 波长下定量测量氟化物 (F-)。2、干扰与消除在25ml含5μg氟化物的显色溶液中,当下列离子(mg)含量低于时,不干扰测定:Cl-30; SO5.0; NO3.0; B4O2.0; Mg2+2.0; NH1。 0; Ca2+0.5。以下离子含量(μg) 不干扰测定:PO200;SiO100;Cr6+40;Cu2+10;Pb2+10;Mn2+10;Hg2+5;Ag+5;Zn2+5;Fe3+2.5;Al3+2.5;Co2+2.5;Ni2+2.5;Mo6+ 2.5.当干扰离子超过上述含量时,可采用直接蒸馏或水蒸气蒸馏的方法消除。三、方法的适用范围水 样品量为 25ml,光路为 30mm 比色皿。本方法最低检测浓度为0.05mg/L氟化物;测定上限为1.80mg/L。该方法适用于地表水、地下水和工业废水。氟化物含量的测定。4.仪器①分光光度计,光程为30mm的比色皿。②pH计。③25ml容量瓶。5.试剂①丙酮(C2H6CO)。②氟化物标准储备液:称取0.2210g标准氟化钠(NaF)(105~110℃预干燥2h,或500~600℃约40min冷却),加水溶解后转移至1000ml容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。立即转移到干燥清洁的聚乙烯瓶中储存。该溶液每毫升含有 100 μg 氟化物。③氟化物标准溶液:取氟化物标准储备液20.0ml,转移至1000ml容量瓶中,用去离子水稀释至刻度,贮于聚乙烯瓶中。该溶液含有 2.00μgF-。④0.001mol/L氟/ml 试剂溶液:称取0.1930g氟试剂(3-甲胺-茜素-二乙酸,缩写为ALC,C14H7O4·CH2N(CH2COOH)2),加5ml去离子水润湿,加1mol /L氢氧化钠溶液逐滴溶解,加入0.125g乙酸钠(CH3COONa·3H2O),用1mol/L盐酸溶液调pH至5.0,用去离子水稀释至500ml,棕色瓶中保存。⑤0.001mol/L硝酸镧溶液:称取0.433g硝酸镧(La(NO3)3·6H2O),用少量1mol/L盐酸溶液溶解,用1mol/L乙酸钠溶液调Ph至4.1,稀释用去离子水定容至 1000ml。⑥Ph4.1缓冲液:称取35g无水醋酸钠(CH3COONa)溶于800ml去离子水中,加入75ml冰醋酸,用去离子水稀释至1000ml,用醋酸或氢氧化钠溶液在pH计中调节pH 至 4.1。⑦混合显色试剂:取氟试剂溶液、缓冲溶液、丙酮和硝酸镧溶液按3:1:3:3的体积比配制成即用。⑧1mol/L盐酸溶液:取8.4ml浓盐酸,用水稀释至100ml。⑨1mol/L氢氧化钠溶液:称取4g氢氧化钠溶于水,稀释至100ml。⒍步骤⑴ 样品测定取适量水样或蒸馏液于25ml容量瓶中,准确加入10.00ml混合显色剂,用去离子水稀释至刻度,摇匀。静置0.5h,用30mm比色法,以试剂空白为参比,在620nm波长处测定吸光度。2绘制校准曲线在6个25ml容量瓶中,加入氟化物标准溶液0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00ml,用去离子水稀释至10ml,准确加入10.0ml混合显色剂,用去离子水稀释至刻度,摇匀。以下步骤用于样品测量。⒏精密度和准确度三个实验室对含氟0.50mg/L的统一标准溶液进行分析,实验室内相对标准偏差为1.2%;实验室之间的相对标准偏差为 1.2%,相对误差为-0.8%;回收率为98%。⒐备注如果水样呈强酸性或强碱性,测量前应使用1mol/L氢氧化钠溶液或1mol/L氢氧化钠溶液将盐酸溶液调至中性。
水中氟化物的测定方法多种多样,每种方法都有其独特的优势和适用范围。以下是对几种常见测定方法的清晰归纳和详细描述:1. 离子选择电极法原理: 离子选择电极法通过测量氟化物离子与选择电极之间的电位差来确定浓度。
监测水中氟化物的方法主要包括以下几种,以下将按照清晰、分点表示和归纳的方式进行说明,并尽可能参考文章中的相关数字和信息:离子选择电极法原理:当氟电极与含氟的试液接触时,电池的电动势(E)随溶液中氟离子活度的变化而改变(遵守能斯特方程)。
利用分光光度法检测氟离子的原理是通过在pH值为4.1的乙酸盐缓冲介质中与氟试剂及硝酸镧反应生成蓝色三元络合物,络合物在620nm波长处的吸光度与氟离子浓度成正比,定量测定氟化物(F?)。检测所用试剂1.盐酸溶液:1mol/L。
离子电极检测水中氟化物的原理是以氟化镧传感单元为指示电极,饱和甘汞电极或氯化银电极为参比电极。当水样中的总离子强度一定且足够时,电池的电动势会随着被测水样中氟离子活度的变化而变化,利用电动势与离子活度的负对数值呈线性关系。本方法对水中氟离子的最低检测限为0.05mg/L。
分光光度法检测氟离子的原理是在pH值为4.1的醋酸盐缓冲介质中,与氟试剂和硝酸镧反应生成蓝色三元络合物。离子浓度与氟化物 (F-) 的定量测定成正比。检测用试剂1、盐酸溶液:1mol/L。将 8.4ml 盐酸溶于 100ml 去离子水中。2、氢氧化钠溶液:1mol/L。称取 4g 氢氧化钠溶于 100ml 去离子水中。
准确吸取1.00-10.00ml样品(视水中氟化物含量而定)置于25.0ml容量瓶中,加入去离子水至10ml,准确加入10.0ml混匀显色,用去离子水稀释至刻度水和摇匀。遵循以下校准曲线步骤。空白校正后,根据吸光度值在校准曲线上找到氟化物(F-)含量。