離子選擇電極法與離子色譜法測定水中氟化物分析

摘要：水中所含氟化物的數量對人們產生至關重要的影響，對水中氟化物開展測定工作具有重要意義。文章闡述了水中氟化物的測定辦法及其優點，其次分析了離子選擇電極法與離子色譜法測定水中氟化物的原理，再對其實驗部分進行了詳細闡述，最后分析比較了離子選擇電極法與離子色譜法的準確度、精密度以及加標回收率檢測。

關鍵字：離子色譜法;水中氟化物;測定原理;實驗方法

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）11-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.042

Determination of fluoride in water by ion selective electrode and ion chromatography

Cai Xia

（Yancheng Dafeng District Environmental Monitoring Station，Yancheng Jiangsu 224100，China）

Abstract：The amount of fluoride in water has great influence on people，and it is very important to determine fluoride in water.In this paper，the determination method of fluoride in water and its advantages are briefly described，the principle of determination of fluoride in water by ion selective electrode and ion chromatography is analyzed，and the experimental part is described in detail，at last，the accuracy，precision and recovery of the method were analyzed and compared with that of ion chromatography.

Key words：Ion chromatography;Fluoride in water;Determination principle;Experimental method

1 水中氟化物的主要測定辦法

當前，水中氟化物的測定辦法通常有3種，分別是比色法、離子色譜法以及離子選擇電極法。比色法是以生成有色化合物的顯色反應為基礎的，其關鍵在于選取適當的顯色反應以及控制好適宜的反應條件，是一種比較老的水中氟化物測定方法。離子色譜法試劑用量相對較少、工作環境也比較清潔，其特點是檢出限低、誤差相對較小且有著很高的靈敏度，被廣泛地應用于水中氟化物測定工作中。離子選擇電極法的特點是操作方便且迅速、不損及試液體系，儀器較為簡單輕便。本文主要圍繞離子選擇電極法以及離子色譜法展開討論，如表1所示。

2 離子選擇電極法與離子色譜法測定水中氟化物的原理

2.1 離子選擇電極法測定原理

離子選擇電極法測定原理是就氟化物離子而言，氟化鑭單晶具有選擇性。氟化鑭電極膜兩端的濃度不相同的氟溶液二者之間有一定的電位差存在。電位差數值的高低和氟化物溶液離子的活性有著非常密切的關系，一對原電池是由氟電極與飽和甘汞電極構成的。運用電動勢和氟化物溶液離子活度負對數值的線性關系直接地計算出采集的水資源樣本中氟離子濃度。

2.2 離子色譜法測定原理

離子色譜法的測定原理是采集的水資源樣本中待檢測的陰離子跟隨碳酸鹽8重碳酸鹽淋洗液踏入離子交換系統，依照分離柱對每個陰離子的親和度不相同，將其進行分離。運用電導率檢測儀器對各個陰離子的組成成分進行測量，進而相對保留時間亦或峰高或者面積進行定性以及定量。

3 實驗部分

3.1 主要儀器、標準物質和試劑

（1）主要儀器：離子選擇電極法的實驗測定儀器為氟離子選擇電極、飽和甘汞電極以及美國ALLIED公司制造的磁力攪拌器。離子色譜法的實驗測定儀器為ics_90離子色譜儀以及與之相配套的工作站，上海雷磁儀器廠生產的PX-215離子活度計等。

（2）標準物質：氟離子、氯離子、溴離子以及硝酸根離子、硫酸根離子多元素標準溶液濃度為100mg/L，氟化物標準溶液濃度為500mg/L。

（3）實驗試劑：多元素標準溶液使用液濃度為10mg/L，氟化物標準溶液使用液濃度為10mg/L，檸檬酸鈉濃度為0.2mol/L，硝酸鈉濃度為2mol/L。總離子強度調節緩沖溶液TISAB，其主要作用是保持溶液的離子強度相對穩定。

3.2 實驗方法

3.2.1 離子選擇電極法

圖1 離子選擇電極法 E（mv）-logCF-標準曲線

將1mL、3mL、5mL、10mL以及20mL的氟化物標準溶液使用液放到50mL的容量瓶當中，再添加10mL的總離子強度調節緩沖溶液TISAB，用水將其稀釋定容，分開放到100mL的聚乙烯杯中。在每個聚乙烯杯中分別放一支塑料攪拌棒，從低至高濃度插入電極，對溶液進行連續攪拌，等到點位穩定之后，讀取電位值（見表2）。將氟離子的質量濃度作為橫坐標，電動勢（E）作為縱坐標，繪制出標準曲線圖（見圖1）。

當氟離子質量濃度為0.2mol/L時，其電動勢（E）為-224.4mv;當氟離子質量濃度為0.5mol/L時，其電動勢（E）為-196.3mv;當氟離子質量濃度為1.00mol/L時，其電動勢（E）為-182.7mv;當氟離子質量濃度為2.00mol/L時，其電動勢（E）為-164.5mv;當氟離子質量濃度為5.00mol/L時，其電動勢（E）為-148.3mv。

3.2.2 離子色譜法

將0mL、2mL、5mL、10mL以及20mL、50mL的氟化物標準溶液使用液放到100mL的容量瓶當中定容，調配成6種各個濃度的標準系列，分別為0mg/L、0.2mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L、5.00mg/L，從低到高濃度按順序將美國Dionex離子色譜儀注入.將氟離子的質量濃度作為橫坐標，峰面積作為縱坐標，繪制標準曲線（見圖2）。

當氟離子質量濃度為0.00mol/L時，對應的峰面積為0.0000;當氟離子質量濃度為0.20mol/L時，對應的峰面積為0.1122;當氟離子質量濃度為0.50mol/L時，對應的峰面積為0.2704;當氟離子質量濃度為1.0mol/L時，對應的峰面積為0.5305;當氟離子質量濃度為2.0mol/L時，對應的峰面積為1.0200;當氟離子質量濃度為5.0mol/L時，對應的峰面積為2.4503。

4 結果與討論

4.1 比較兩種方法的準確度

為了檢驗水中氧化物測定方法的準確性，選擇產品編號為GSB07-1381-2001水質 F-、Cl-、Br-、NO3-、SO2-混合標準樣品兩支進行檢測。任何一個標準樣品都要檢測四次，檢測的結果表明上述方法對標準樣品的準確度檢測都可以滿足要求。

4.2 比較兩種方法的精密度

離子選擇電極法應當準確地吸取40mL采集的水資源樣品放在50mL的容量瓶中，再將10mL的總離子強度調節緩沖溶液TISAB添加進去，注于100mL的聚乙烯杯內開展檢測工作。運用離子色譜法檢測水中的氟化物，并且運用一次性注射器（配有水系微孔濾膜針筒過濾器）吸取采集的水資源樣品進樣。上述兩種測定方法對實際實驗樣品的精密度檢測都可以滿足要求。

4.3 加標回收率檢測

選擇1號實際實驗樣品開展加標回收實驗工作，離子選擇電極法與離子色譜法的加標量分別為100μg、10μg，這兩種方法的加標回收率都可以滿足90%～100%的要求。

5 結語

本文運用離子選擇電極法以及離子色譜法兩種方法對水中的氟化物進行檢測，其都可以達到很好的準確度、精密度以及加標回收率。除此之外，分析結果沒有特別明顯的差別，如若采集的水資源樣品是比較清潔的，離子色譜法直接過濾進樣，更加便利快速。其他種類的水資源樣品可以依據上述兩種方法的優缺點以及具體狀況進行選取。

參考文獻

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收稿日期：2020-09-09

作者簡介：蔡霞（1975-），女，漢族，本科學歷，研究方向為環境監測。