氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中氟.docVIP

氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟 中山大学化学与化学工程学院广州 510275 摘要：实验使用pH/mV计，采用氟离子选择性电极直接电位分析法测定牙膏样品中的氟元素含量。利用TISAB离子固定溶液的总离子强度及pH，测定一系列含氟离子溶液的标准曲线，从而进行牙膏中氟含量的测定。本实验采用工作曲线法得方程y=95-60x，相关系数R2达1.0000，测得牙膏中氟含量为0.36mg.g-1，该法速度快、操作简单方便，且准确度、精确度高。 关键词：氟离子 氟电极 直接电位分析法 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1引言 氟是人体必需的微量元素之一，成年人平均每人每天氟安全和适宜的摄入量为3.0～ 4. 5mg[1]。微量氟有促进儿童生长发育和防龋齿的作用。微量氟有助于提高牙质硬变，增强牙质的抗酸能力，抑制口腔中乳酸杆菌的生长，降低龋患率[2]。羟基磷灰石(HA)是人体骨骼和牙齿等硬组织的主要无机成分。氟离子使牙本质羟基磷灰石结晶性更好，晶体更稳定，因此在一定程度上可以保护牙齿[3]。如果人体缺氟，会出现龋牙与骨质疏松的症状。但是氟含量过高对人体是有害的。人体摄入过多氟化物可致急、慢性中毒，氟中毒后的主要症状为牙齿变黄、变黑、腿呈X型或O型、躬腰驼背或者手臂只能弯不能伸等，中毒轻者造成氟斑牙，重者出现氟骨症，甚至完全丧失劳动和生活自理能力。牙膏中的氟可分为游离氟、可溶性氟、总氟等，其中起主要作用的是游离氟及可溶性氟。 目前氟化物的测定方法有很多，主要有氟离子选择性电极法、氟试剂分光光度法、离子色谱法、液相色谱法、气相色谱法、扫描极谱法、核磁共振法等[4]。其中应用最广泛的当属氟离子选择性电极法，这种方法准确度高、选择性好、操作简便快速、设备简单。 电化学分析法是依据被测物质溶液所呈现的电学和电化学性及其变化而建立起来的分析方法的统称，亦称为电分析。这类方法，通常是以试液作为电解质溶液，选配适当的电极，构成一个电化学电池，通过测量电化学电池的某些电参数，如电导、电位、电量和电流等，或者测量这些参数在某个过程中的变化情况求得分析结果。根据所测量电参数的不同，电化学分析法可分为：电导法、电位法、电解法、库仑法和伏安法与极谱法等。本实验采用的是电位法，它是在通过电池的电流为零的条件下，利用电极电位和浓度间的关系进行测定的一种电化学分析法。 电极电位与电极活性物质的活度之间的关系可以用Nernst方程式来表示： φ=φ∅+RTzFlna利用此关系建立了一类通过测量电极电位来测定某物质的含量的方法称为电位分析法。 电位分析法有两类： 1 第一类方法选用适当的指示电极浸入被测试液，测量其相对于一个参比电极的电位。根据测出的电位，直接求出被测物质的浓度，这类方法称为直接电位法。 2 第二类方法是向试液中滴加能与被测物质发生化学反应的已知浓度的试剂。观察滴定过程中指示电极电位的变化，以确定滴定的终点。根据所需滴定试剂的量计算出被测物的含量，这类方法称为电位滴定法。 电位分析法的两个电极，一个用来指示被测试液中某种离子的活度（浓度），称为指示电极（indicator electrode）；另一个则在测量电极电位时提供电位标准，称为参比电极（reference electrode）。在电化学测量中，人们还把电极区分为极化电极（polarized electrode）与去极化电极（depolarized electrode）。当电极的电位完全保持恒定的数值，在电化学测量过程中始终不变，这样的电极称为去极化电极。在电化学测量过程中，电极的电位随外加电压的改变而改变，这样的电极称为极化电极；具有这种性质的指示电极，通常又称为工作电极（working electrode）。在电位分析法中使用的两个电极都是去极化电极。 参比电极是与被测物质无关、电位已知且稳定，提供测量电位参考的电极，称为参比电极。目前主要使用的是甘汞电极、Ag/AgCl电极，本实验中使用的参比电极是Ag/AgCl电极。 氟离子选择电极性能的好坏，直接影响电极的相应极限、线性范围和测定结果的准确度及精密度。电极的维护及其性能的判断[6]： 1.电极的响应极限 每只电极都有一定的响应极限。氟离子选择电极在初次使用时，应首先测试其响应极限，由此可准确估计样品的检出限。一般氟离子选择电极的响应极限为0. 05mg•L - 1[5]。　对于氟离子含量低于电极响应极限的样液，可以在样液和标准曲线各个溶液中加入含一定氟离子浓度的柠檬酸钠溶液，克