Лабораторная работа Определение содержания фторид-ионов в растворе с использованием фторид-селективного электрода

Для оценки качества воды необходимо определять значения концент­раций растворенных веществ и содержание галогенид-ионов. На точность оп­ределения галогенидов с помощью ионоселективных электродов влияют ионы водорода, и ионы, образующие с ними прочные комплексные или малораст­воримые соединения. Микроэлементы Си(11), Fe(111), Zn(11), Pb(11)влияют на определение йодидов

В случае фторид-ионов в кислых средах может наблюдаться неполная диссоциация HF или образование ассоциатов H_nF_n. Поэтому при определе­нии фторидов, в отличие от определения хлоридов и йодидов, рН анализи­руемого раствора не может быть меньше 5. Обозначение рН, pF, pK озна­чает отрицательный десятичный логарифм соответственно от активности ионов водорода, ионов фтора и константы нестойкости комплексного сое­динения. Фторид лантана, который используется в ионоселективном элект­роде на фторид-ион, гидролизуется при рН=9. Поэтому надежное действие фторидного электрода ограничено интервалом рН=59. Нужный сравни­тельно узкий интервал рН при определении фторидов, реализуется введе­нием добавки буферного раствора с определенной ионной силой, равной 1.75-2М, что достигается в .основном введением ацетата натрия. Присутс­твие посторонних солей может сказаться на показаниях электродов лишь в связи с химическим взаимодействием их с галогенидами или с компонента­ми мембраны электрода. Поэтому макрокомпоненты природных вод (ионы натрия, калия, магния, гидрокарбонаты, сульфаты и т.п.) не влияют на показания галогенидных электродов.

Состояние фторид-иона в природных водах зависит от присутствия расворенного алюминия, с которым он образует ряд комплексных соедине­ний. Содержание алюминия на по­рядок выше содержания других микроэлементов в природных водах (10^-2 мг/л), поэтому он существенно влияет на показания фторидного электро­да. Состояние алюминия определяется значением рН. Поэтому в присутствии алюминия зависимость электродного потенциала от рН сильно смеща­ется. Последнее обусловлено тем, что в кислой области почти весь фтор-июн закомплексован и. лишь начиная с рН=7, фюридные комплексы гидролизуются, высвобождая фторид-ион. При более высоких рН чувствительность электрода снижается, что обусловлено сорбцией гидроксосоединений алюминия на мембране. Влияние ионов алюминия устраняют введением маскирующего буферного раствора с ионной силой, равной 1.75-2.0 М, на основе ацетата и цитрата натрия с добавлением 0.005 М соли лантана.

Аппаратура, реактивы, материалы.

1. Иономер или высокоомный вольтметр для измерения ЭДС

2. Ионселективный фторидный злектрод. ЭФ-VI.

3. Хлорсеребряный электрод ЗВЛ-1М

4. Фторид натрия, ацетат и цитрат натрия, соль лантана..

5. Термостатируемая ячейка.

Ход анализа. Используют твердый фторидселективный электрод, мемб­рана которого состоит из монокристалла фторида лантана, ак­тивированного европием. Внутреннюю полость электрода заполняют эквива­лентной смесью 0.1 М KC1 и 0.1 М KF. Перед работой электрод выдерживают в течение 10 ч в 10^-3 Моль/л растворе фторида натрия.

В качестве вспомогательного электрода используют хлорсеребряный электрод. Гальваническая цепь для определения концентрации фторид-ионов имеет вид

	NaF	LaF3	Исследуемый	Насыщенный
Ag. AgCl	0.1М		раствор	раствор KCl	AgCl, Ag
	NaCl	EuF2

Концентрацию фторид-иона в исследуемом растворе определяют методом калибровочного графика. Для установления зависимости между потенциалом электрода и активностью ионов фтора строят калибровочные кривые. С этой целью готовят стандартные растворы фторида натрия и проводят измерения ЭДС гальванической схемы через 2-5 минут после установления постоянного значения.