离子选择电极法测定矿石样品中的氟

马春红 谷周雷 许晓慧(承德华勘五一四地矿测试研究有限公司，河北 承德 067000)

离子选择电极法测定矿石样品中的氟

马春红 谷周雷 许晓慧(承德华勘五一四地矿测试研究有限公司，河北 承德 067000)

为了保证离子选择电极法测定矿石样品中氟的准确性，本文对测试中的影响因素进行了分析，结果表明空白电位、PH值、温度、搅拌速度、响应时间均对测量结果的准确度有影响。

离子选择电极;矿石氟

氟是人体必需的微量元素，广泛存在于地表、大气、水体和矿石中。测定氟的方法主要有容量法、分光光度法、离子色谱法和离子选择电极法。其中离子选择电极法由于操作简单、灵敏度高、响应速度快、适用范围广等特点在矿石检测中应用越来越普遍。在氟离子选择电极法的测试过程中，除了严格按照规定的标准进行操作外，还需对氟离子选择电极的特性及其使用要求有全面的了解，对影响测试因素做以分析，以保证测量数据的准确可靠。

1 实验的主要仪器和试剂

PH计（雷磁PHS-3C），氟离子选择电极（雷磁PF-1-01），磁力搅拌器（SH-3），氢氧化钠,酚红指示剂（5g/L），柠檬酸钠缓冲溶液：称取294g柠檬酸钠于800mL水中溶解完全，加入10mL硝酸（1+1），定容至1000mL。

2 实验步骤

称取0.5000g试样于盛有1-2g氢氧化钠的镍坩埚中，摇匀使样品与氢氧化钠充分接触，在表面覆盖1-2g的氢氧化钠，将坩埚置于700℃的马弗炉中，保温加热10分钟，取出冷却。将坩埚转移至250ml烧杯中，热水提取出坩埚，冷却后将溶液转移至250ml容量瓶中，定容摇匀静置。取上层清液15ml于50ml小容量瓶中，加入5ml柠檬酸钠缓冲溶液，加入一滴酚红指示剂，用硝酸（1+1）调节至黄色，再加入10ml柠檬酸玩钠缓冲溶液，定容摇匀。转移至50ml小烧杯中，加入磁离子搅拌子，用氟离子选择电极测定。

3 实验影响因素分析

3.1 空白电位的影响

空白电位是体现氟离子选择电极质量的重要参数，一般情况下，在测定样品前，氟离子选择电极在去离子水中的电位越接近出厂时的空白电位值，其工作性能越好。同一支氟离子选择电极在测试时用去离子水洗至不同的空白电位值，测定相同浓度的氟离子时电极电位数值相差很大，如表1。

表1 空白电位对试剂空白的影响

333 346 352 370 295 304 312 323

3.2 酸度的影响

随着缓冲溶液PH的变化，氟离子选择电极的电位变化很大，在PH为4-9范围内，氟电极的变化值相对较稳定。在PH<5时，H+与F-形成难解离的HF和HF2-从而降低溶液中氟离子的活度，影响测试的准确度和精密度。而氟电极在PH>8的碱性溶液中时，氢氧根离子会穿透氟电极的氟化鑭单晶膜，使氟化鑭在碱性溶液中释放出氟离子，造成氟离子升高的假象，对氟离子的测定造成严重干扰。氟化物的浓度越低，其PH的适用范围越小，一般在测量过程中将PH控制在5-6之间。

3.3 温度的影响

氟电极的测量遵守能斯特方程，方程式中的斜率与温度有关，而且样品中氟离子的解离也受温度的影响，温度变化会影响电极的电位，如表2。在测量过程中，被测样品和标准溶液应在同一温度下测定，并保持测量体系温度的一致，避免因温度的变化而引起测量电位值的漂移。

表2 温度对氟电极测量电位的影响

3.4 搅拌速度的影响

在氟离子选择电极测试过程中，为了使电极膜表面接触的成分与试液主体成分一致并缩短响应时间，需要搅拌，搅拌速度要适中稳定，并且溶液和标准溶液系列应具有相同的搅拌速度。

3.5 响应时间的影响

电极的响应时间是指离子选择电极和参比电极接触样品溶液起计算直到电极电位达到稳定所经过的时间。在实测过程中，3-5min时，电位比较稳定，波动范围较小，见表3。

表3 电位值随响应时间变化的情况（以GSS-4为例）

0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 274 268 265 264 264 264

3.6 溶液放置时间的影响

在实验过程中，所用器皿对F-都有不同程度的吸附，玻璃烧杯非常容易吸附，有条件的话尽量选用聚乙烯塑料杯。如果用玻璃烧杯放置时间不应过长，否则标准曲线线性会受到影响，由表4可以看出，溶液最好现做现测，放置时间不超过3天。

表4 放置时间对曲线相关性的影响

4 结语

在应用氟离子选择电极测氟的实际分析工作中，除了空白、酸度、温度、搅拌速度、响应时间等影响因素外，还有一些影响因素必须要注意。比如坩埚、容量瓶等器皿要处理干净以免污染。加氢氧化钠的量要适当，太少不能使样品完全溶解，太多可能损坏坩埚。实验过滤样品和擦拭氟电极时，一定要用定性滤纸，不要用定量滤纸，因为定量滤纸在生产过程中，需要用氢氟酸除硅，造成定量滤纸中F的本底值很高，对低含量样品的测定影响较大。

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[3]张大芬.生活饮用水中氟化物测定方法的探讨[J].职业与健康,2010(9)992-993.

表2 加标回收试验结果分析

2.2 方法对比试验

表3 分析测定结果比较

取10件未知样品，对其分别使用ICP-OES法、极谱法对矿石中锡进行分析测定。分析比较了两种分析方法测定结果，得出ICP-OEE法测定结果和极谱法测定结果吻合度较高。具体见表3。

3 讨论

现代科学技术正在不断发展，在人们利用锡愈发广泛，研制出了许多的锡合金以及锡的化合物等，在许多尖端部门例如工业、宇宙飞船制造业、半导体器件以及超导材料等得到了应用。所以，如何对矿石中的锡进行分析测定是一个十分关键的问题。测定锡的传统方法例如碘量法(次亚磷酸钠还原)、盐酸-四苯砷氯盐酸盐极谱法、孔雀绿-硫氰酸盐法比色法等，试验过程十分繁琐，分析速度十分缓慢，且容易对环境造成污染。随着仪器分析的推广与应用，ICP-OES被诸多领域使用。

4 结语

本次研究中采取了ICP-OES法对矿石中的锡进行了测定，结果表明，和传统锡的测定方法相比，ICP-OES法分析周期更短，分析流程更为简化，检测结果较为准确可靠，灵敏度较高，准确度、精密度较好，在对野外地找矿进行指导时，可以起到准确及时的作用，使ICP-OES法测定应用范围更加广泛。

参考文献：

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