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(zhǎng)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(huì)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(cè)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(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用,其方法簡(jiǎn)單、快速、可靠。干擾相對(duì)較小,測(cè)量范圍為0.06~10mg/L。電極法選擇性好,適用范圍廣,可測(cè)量水樣的濁度和顏色,測(cè)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(cè)0.05~1.8mg/LF-。茜素磺酸鋯目測(cè)比色法可測(cè)0.1~2.5mg/LF-,由于是目測(cè)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(chǔ)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(zhǎng)下定量測(cè)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(cè)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(cè)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(guò)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(cè)濃度為0.05mg/L氟化物;測(cè)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(cè)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(xiě)為ALC,C14H7O4·CH2N(CH2COOH)2),加5ml去離子水潤(rùn)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(wú)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(cè)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(zhǎng)處測(cè)定吸光度。2繪制校準(zhǔn)曲線在6個(gè)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(cè)量。⒏精密度和準(zhǔn)確度三個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)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(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2%;實(shí)驗(yàn)室之間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 1.2%,相對(duì)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(cè)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(cè)定方法多種多樣,每種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和適用范圍。以下是對(duì)幾種常見(jiàn)測(cè)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(guò)測(cè)量氟化物離子與選擇電極之間的電位差來(lái)確定濃度。
監(jiān)測(cè)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(shuō)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(dòng)勢(shì)(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(cè)氟離子的原理是通過(guò)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(zhǎng)處的吸光度與氟離子濃度成正比,定量測(cè)定氟化物(F?)。檢測(cè)所用試劑1.鹽酸溶液:1mol/L。
離子電極檢測(cè)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(dòng)勢(shì)會(huì)隨著被測(cè)水樣中氟離子活度的變化而變化,利用電動(dòng)勢(shì)與離子活度的負(fù)對(duì)數(shù)值呈線性關(guān)系。本方法對(duì)水中氟離子的最低檢測(cè)限為0.05mg/L。
分光光度法檢測(cè)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(cè)定成正比。檢測(cè)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。