氟化物(F-)是人體必需的微量元素之一。缺氟易患齲齒。飲用水中氟化物的適宜濃度為0.5~1.0mg/L(F-)。長期飲用含氟量高于1~1.5mg/L水時(shí),易患牙菌斑病。如果水中的氟含量高于4mg/L,就會引起氟中毒。氟化物廣泛存在于天然水中。有色冶金、鋼鋁加工、焦炭、玻璃、陶瓷、電子、電鍍、化肥、農(nóng)藥廠廢水和含氟礦物廢水中常含有氟化物。⒈方法選擇水中氟化物的測定 主要方法有:離子色譜法、氟離子選擇電極法、氟試劑比色法、茜素磺酸鋯比色法和硝酸釷滴定法。離子色譜法在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用,其方法簡單、快速、可靠。干擾相對較小,測量范圍為0.06~10mg/L。電極法選擇性好,適用范圍廣,可測量水樣的濁度和顏色,測量范圍為0.05~1900mg/L。比色法適用于含氟量較低的樣品,氟試劑法可測0.05~1.8mg/LF-。茜素磺酸鋯目測比色法可測0.1~2.5mg/LF-,由于是目測比色法,誤差較大。氟化合物含量大于5mg/L時(shí)可采用硝酸釷滴定法。嚴(yán)重污染的生活污水和工業(yè)廢水,以及含有氟硼酸鹽的水樣,都需要進(jìn)行預(yù)蒸餾。2. 水樣的采集和保存水樣必須收集并儲存在聚乙烯瓶中。(一)氟試劑分光光度法1、方法原理氟離子在Ph4.1的醋酸鹽緩沖介質(zhì)中,氟試劑與硝酸鑭反應(yīng)生成藍(lán)色三元配合物。顏色的強(qiáng)度與氟離子的濃度成正比。在 620nm 波長下定量測量氟化物 (F-)。2、干擾與消除在25ml含5μg氟化物的顯色溶液中,當(dāng)下列離子(mg)含量低于時(shí),不干擾測定:Cl-30; SO5.0; NO3.0; B4O2.0; Mg2+2.0; NH1。 0; Ca2+0.5。以下離子含量(μg) 不干擾測定: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.當(dāng)干擾離子超過上述含量時(shí),可采用直接蒸餾或水蒸氣蒸餾的方法消除。三、方法的適用范圍水 樣品量為 25ml,光路為 30mm 比色皿。本方法最低檢測濃度為0.05mg/L氟化物;測定上限為1.80mg/L。該方法適用于地表水、地下水和工業(yè)廢水。氟化物含量的測定。4.儀器①分光光度計(jì),光程為30mm的比色皿。②pH計(jì)。③25ml容量瓶。5.試劑①丙酮(C2H6CO)。②氟化物標(biāo)準(zhǔn)儲備液:稱取0.2210g標(biāo)準(zhǔn)氟化鈉(NaF)(105~110℃預(yù)干燥2h,或500~600℃約40min冷卻),加水溶解后轉(zhuǎn)移至1000ml容量瓶中,稀釋至刻度,搖勻。立即轉(zhuǎn)移到干燥清潔的聚乙烯瓶中儲存。該溶液每毫升含有 100 μg 氟化物。③氟化物標(biāo)準(zhǔn)溶液:取氟化物標(biāo)準(zhǔn)儲備液20.0ml,轉(zhuǎn)移至1000ml容量瓶中,用去離子水稀釋至刻度,貯于聚乙烯瓶中。該溶液含有 2.00μgF-。④0.001mol/L氟/ml 試劑溶液:稱取0.1930g氟試劑(3-甲胺-茜素-二乙酸,縮寫為ALC,C14H7O4·CH2N(CH2COOH)2),加5ml去離子水潤濕,加1mol /L氫氧化鈉溶液逐滴溶解,加入0.125g乙酸鈉(CH3COONa·3H2O),用1mol/L鹽酸溶液調(diào)pH至5.0,用去離子水稀釋至500ml,棕色瓶中保存。⑤0.001mol/L硝酸鑭溶液:稱取0.433g硝酸鑭(La(NO3)3·6H2O),用少量1mol/L鹽酸溶液溶解,用1mol/L乙酸鈉溶液調(diào)Ph至4.1,稀釋用去離子水定容至 1000ml。⑥Ph4.1緩沖液:稱取35g無水醋酸鈉(CH3COONa)溶于800ml去離子水中,加入75ml冰醋酸,用去離子水稀釋至1000ml,用醋酸或氫氧化鈉溶液在pH計(jì)中調(diào)節(jié)pH 至 4.1。⑦混合顯色試劑:取氟試劑溶液、緩沖溶液、丙酮和硝酸鑭溶液按3:1:3:3的體積比配制成即用。⑧1mol/L鹽酸溶液:取8.4ml濃鹽酸,用水稀釋至100ml。⑨1mol/L氫氧化鈉溶液:稱取4g氫氧化鈉溶于水,稀釋至100ml。⒍步驟⑴ 樣品測定取適量水樣或蒸餾液于25ml容量瓶中,準(zhǔn)確加入10.00ml混合顯色劑,用去離子水稀釋至刻度,搖勻。靜置0.5h,用30mm比色法,以試劑空白為參比,在620nm波長處測定吸光度。2繪制校準(zhǔn)曲線在6個25ml容量瓶中,加入氟化物標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00ml,用去離子水稀釋至10ml,準(zhǔn)確加入10.0ml混合顯色劑,用去離子水稀釋至刻度,搖勻。以下步驟用于樣品測量。⒏精密度和準(zhǔn)確度三個實(shí)驗(yàn)室對含氟0.50mg/L的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2%;實(shí)驗(yàn)室之間的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為 1.2%,相對誤差為-0.8%;回收率為98%。⒐備注如果水樣呈強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性,測量前應(yīng)使用1mol/L氫氧化鈉溶液或1mol/L氫氧化鈉溶液將鹽酸溶液調(diào)至中性。
水中氟化物的測定方法多種多樣,每種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)勢和適用范圍。以下是對幾種常見測定方法的清晰歸納和詳細(xì)描述:1. 離子選擇電極法原理: 離子選擇電極法通過測量氟化物離子與選擇電極之間的電位差來確定濃度。
監(jiān)測水中氟化物的方法主要包括以下幾種,以下將按照清晰、分點(diǎn)表示和歸納的方式進(jìn)行說明,并盡可能參考文章中的相關(guān)數(shù)字和信息:離子選擇電極法原理:當(dāng)氟電極與含氟的試液接觸時(shí),電池的電動勢(E)隨溶液中氟離子活度的變化而改變(遵守能斯特方程)。
利用分光光度法檢測氟離子的原理是通過在pH值為4.1的乙酸鹽緩沖介質(zhì)中與氟試劑及硝酸鑭反應(yīng)生成藍(lán)色三元絡(luò)合物,絡(luò)合物在620nm波長處的吸光度與氟離子濃度成正比,定量測定氟化物(F?)。檢測所用試劑1.鹽酸溶液:1mol/L。
離子電極檢測水中氟化物的原理是以氟化鑭傳感單元為指示電極,飽和甘汞電極或氯化銀電極為參比電極。當(dāng)水樣中的總離子強(qiáng)度一定且足夠時(shí),電池的電動勢會隨著被測水樣中氟離子活度的變化而變化,利用電動勢與離子活度的負(fù)對數(shù)值呈線性關(guān)系。本方法對水中氟離子的最低檢測限為0.05mg/L。
分光光度法檢測氟離子的原理是在pH值為4.1的醋酸鹽緩沖介質(zhì)中,與氟試劑和硝酸鑭反應(yīng)生成藍(lán)色三元絡(luò)合物。離子濃度與氟化物 (F-) 的定量測定成正比。檢測用試劑1、鹽酸溶液:1mol/L。將 8.4ml 鹽酸溶于 100ml 去離子水中。2、氫氧化鈉溶液:1mol/L。稱取 4g 氫氧化鈉溶于 100ml 去離子水中。
準(zhǔn)確吸取1.00-10.00ml樣品(視水中氟化物含量而定)置于25.0ml容量瓶中,加入去離子水至10ml,準(zhǔn)確加入10.0ml混勻顯色,用去離子水稀釋至刻度水和搖勻。遵循以下校準(zhǔn)曲線步驟。空白校正后,根據(jù)吸光度值在校準(zhǔn)曲線上找到氟化物(F-)含量。