分析化學(xué)設(shè)計試驗

本文格式為Word版，下載可任意編輯——分析化學(xué)設(shè)計試驗華南師范大學(xué)試驗報告

學(xué)生姓名：楊秀瓊、羅欣怡學(xué)號：20232401129、20232401130專業(yè)：08化學(xué)2班課程名稱：儀器分析試驗

試驗項目：牙膏中游離氟和可溶性氟含量的測定試驗類型：設(shè)計試驗指導(dǎo)老師曹立娟老師

題目：牙膏中游離氟和可溶性氟含量的測定

一、：牙膏中添加氟是防齲的有效措施，但攝人過量的氟可導(dǎo)

致慢性氟中毒。氟在牙膏中是以可溶性氟和難溶性氟形式存在。能起牙齒防

齲和再礦化作用的是可溶性氟，而可溶性氟在牙膏儲存過程中會與其他成分如Ca2+緩慢反應(yīng)，轉(zhuǎn)化難為溶性氟而失去對牙齒的保護(hù)作用。由于牙膏的基體

繁雜，影響確鑿度的試驗因素較多。本試驗采用氟離子電極法測定牙膏中

游離氟和可溶性氟含量，通過改變緩沖液ph從而確定本次試驗的最優(yōu)條件。二、

牙膏；游離氟；可溶性氟，氟離子選擇電極法，酸度，三、

目前，測定游離氟的方法主要有氟離子選擇電極法、離子色譜法，氟試劑分光光度法茜素鋯比色法。儀器法雖靈敏，但不易在基層試驗室推廣應(yīng)用．分光光度法雖設(shè)備簡單，但樣品需進(jìn)行繁瑣的化學(xué)分開，難以獲得理想的重復(fù)性。本試驗采用氟離子選擇電極測定牙膏游離氟不僅簡單、快速，特別是對于牙膏這樣有渾濁度、粘稠的樣液可直接測定。故本次試驗采用氟離子選擇電極法。

原理：氟離子選擇電極是以氟化鑭單晶片為敏感膜的電位法指示電極，對溶液中的氟離子具有良好的選擇性。氟電極與飽和甘汞電極組成的電池可表示為：

Ag,AgCl|[10-3mol/LNaF10-1mol/LNaCl]|LaF3|F—(試液)||KCl（飽和），Hg2Cl2|Hg

E（電池）=E（SCE）—E（F）=E（SCE）—κ+RT/Flnα(F,外)=K+RT/Flnα(F,外)=K+0.059lnα(F,外)

式中，0.059為25℃時電極的理論響應(yīng)斜率，其他符號具有尋常意義。

用離子選擇電極測量的是溶液中的離子濃度，而尋常定量分析需要測量的是離子的濃度，不是活度。所以必需控制試液的離子強(qiáng)度。假使被測液的強(qiáng)度維持一定，則上述方程可表示為：E（電池）==K+0.059lnα(F,外)

用氟離子選擇電極測量F—時，最適合pH值范圍為5.5-6.5。pH值約為6的檸檬酸鹽緩沖溶液來控制溶液的pH值。檸檬酸鹽還可消除Al3+，F(xiàn)e3+的干擾。四、

（1）主要儀器：氟離子選擇電極，飽和甘汞參比電極，PHS—3C型pH/mv計，LD4—2低速離心機(jī)，電磁攪拌器，電子天平，聚乙烯塑料瓶，100ml的容量瓶，50ml的容量瓶，5ml的吸量管，燒杯；

（2）主要試劑：

氟化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.1mol/L,檸檬酸鹽緩沖溶液:0.5mol/L,去離子水,固體氫氧化鈉,含氟牙膏:高露潔冰爽勁白牙膏,12mol/LHC1溶液

五、1、溶液的配制

氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：縝密稱取0.1105g基準(zhǔn)氟化鈉（105℃枯燥2h），用去離子水溶解并定容至500mL，搖勻，貯存于聚乙烯塑料瓶內(nèi)備用。該溶液氟離子濃度為100μg/mL。

檸檬酸鹽緩沖液（TISAB）：稱取10g檸檬酸三鈉，6g氯化鈉，溶于90mL去離子水中，加6mL冰乙酸，混勻，參與3g氫氧化鈉，溶解，冷卻后，調(diào)理pH=5.0~5.5，用水稀釋至100mL。貯存于聚乙烯塑料瓶內(nèi)備用。4mol/L鹽酸溶液：量取濃鹽酸36mL，用去離子水稀釋定容至100mL。4mol/L氫氧化鈉溶液：稱取16gNaOH溶于去離子水中，并定容至100mL。2、儀器準(zhǔn)備

將氟電極和甘汞電極分別與離子計或pH/mV計相接，開啟儀器開關(guān)，預(yù)熱儀器。取去離子水50-60mL置于100mL的燒杯中；放入攪拌磁子，插入氟電極和飽和感汞電極。開啟攪拌器，2-3min后，若讀數(shù)大于-370mV，則更換去離子水，繼續(xù)清洗，直至讀數(shù)不下降。3、優(yōu)化條件的選擇

A、溶液酸度的影響

分別量取3份20ml檸檬酸鹽緩沖溶液于3個50ml的燒杯中，調(diào)理ph分別為4.5-5.5，5.5-6.5，6.5-7.5。分別確鑿移取1.0mL的氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液3份置于50mL容量瓶中，分別參與不同pH的檸檬酸鹽緩沖溶液5.0mL，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。將標(biāo)準(zhǔn)溶液分別倒出部分置于塑料燒杯中，放入攪拌磁子，插入已經(jīng)洗凈的電極，一直攪拌，待讀數(shù)不變穩(wěn)定后，讀取電位值。通過電位值的大小，從而判定緩沖溶液的最正確pH范圍PH電位值F-(mg／kg)回收率(％)4.5-5.55.5-6.56.5-7.5B、絡(luò)合劑濃度對定量下限的影響

在TISAB體系中配制濃度為0．1～1．0mol／L檸檬酸鈉，對試驗已確定的最低定量濃度(0．1mg／L)進(jìn)行測定，考察在緩沖體系中不同濃度檸檬酸鈉對方法定量下限的影響

檸檬酸鈉(mol／L)00.10.20.30.40.50.60.81．0電位(mv)F-（mg／L)4、樣品的制備：稱取牙膏2g（確切至0.001g）置于50mL塑料燒杯中，逐漸參與去離子水?dāng)嚢枋谷芙?，轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。然后在離心機(jī)（2000r/min）中離心30min，其上清液用于分析游離氟，可溶性氟濃度。

5、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：確鑿量取0.10，0.20，0．50，1．00，2．00，400，6．00，8.00，10.0m1氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別移入10個50mL容量瓶中，各參與5mLTISAB，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。然后逐個轉(zhuǎn)入100mL塑料燒杯中，按由濃度由低到高的順序，在磁力攪拌器下測量電位值E（mV）。記錄并繪制E~－lg[F]標(biāo)準(zhǔn)曲線，并建立回歸方程。

6、游離氟測定：確鑿吸取上清液10mL置50mL容量瓶中，參與5mLTISAB，用去離子水稀釋至刻度，轉(zhuǎn)入100mL塑料燒杯中，在磁力攪拌下測量其電位值，在

標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出其相應(yīng)的氟含量，從而計算出游離氟濃度。

7、可溶性氟測定：縝密吸取0.5mL上清液，轉(zhuǎn)入到2mL微型離心管中，加0.7mL4mol/L鹽酸溶液，離心管加蓋，50℃水浴10min，轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，參與0.7mL4mol/L氫氧化鈉溶液中和，再參與5mLTISAB，用去離子水稀釋至刻度，轉(zhuǎn)入100mL塑料燒杯中，在在磁力攪拌下測量其電位值，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出其相應(yīng)的氟含量，從而計算出可溶性氟濃度）。六、試驗數(shù)據(jù)與分析1、含氟牙膏樣品取樣量

m燒杯（g）34.6977

m燒杯+樣品（g）35.7076m樣品（g）1.00992、優(yōu)化條件的選擇測試A、溶液酸度的影響PH實際ph電位值F-(mol/L)回收率(％)4.5-5.54.73-2160.005245.5-6.56.17-2146.5-7.57.5-213B、絡(luò)合劑濃度對定量下限的影響

檸檬酸鈉(mol／L)00.10.20.30.40.50.60.81．0電位(mv)F-（mg／L)

3、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制VF-CF-0.10.20.50.0011.00.0022.00.0044.00.0086.00.0128.00.01610.00.020.00020.0004

E-304-280-260-225-241-225-205-187-179F離子標(biāo)準(zhǔn)曲線-150-9-8-7-6-5-4-3-170-190-210-2E(mv）-230-250-270y=26.286x-77.966-290-310-330InC(F-)mol/L

相關(guān)系數(shù)R=0.9991

4、游離氟測定E（游離F-）mv-232

游離氟含量=0.0029013mol/L×50ml×(100mL\\10)×M(F)÷1.0099g=27.29215mg/g

5、可溶性氟測定E（可溶性氟）mv-290C（可溶性氟）mol/L0.000041905E（游離F-+標(biāo)）mv-187C（游離F-）mol/L回收率2．9013*10-3牙膏樣品中的可溶性氟的含量為：3.2620×10-4mol/L×50mL×(100ml/0.5)×M(F)÷1.0099g=61.3704mg/g牙膏的組分中主要含有氫氧化鋁、碳酸鈣、硅酸鹽等，這些組分與氟共存不同程度地影響了氟濃

度的測定，特別鋁有嚴(yán)重干擾，絡(luò)合劑濃度越高消除干擾離子的能力就越強(qiáng)，在

試驗中發(fā)現(xiàn)高濃度絡(luò)合劑影響測氟的原因有兩方面：①不利于電極快速到達(dá)平衡電位；②使電位值降低。表1顯示了絡(luò)合劑濃度過低不利于掩蔽干擾離子，過高時電位值降低可引起試液中氟濃度的增高，對方法的定量下限影響甚大，從而降低了方法的靈敏度。因此測定牙膏中游離氟確定適合的絡(luò)合劑濃度尤為重要。表中說明緩沖體系中絡(luò)合劑濃度在0．3mol／L為宜。氟離子選擇電極測定游離氟主要的干擾離子是〞、Fe〞，其次是ca¨、Mg2、La。等，F(xiàn)一能與〞、Fe0成很穩(wěn)定的絡(luò)合物，在酸度較小時又能與Ca2生成CaF2沉淀，影響氟濃度的測定。因此需參與一種比氟更強(qiáng)的絡(luò)合劑使F一從絡(luò)合物中釋放，尋常用鄰環(huán)已二胺四乙酸(CDTA)、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)、檸檬酸鈉等使其解蔽。國外多采用CDTA為絡(luò)合掩蔽劑，該試劑昂貴需進(jìn)口，據(jù)文獻(xiàn)報道一致劑量的檸檬酸鈉掩蔽鋁的量優(yōu)于CDTAe。因此試驗只觀測一致劑量檸檬酸鈉、EDTA在同一樣液中掩蔽鋁、鐵的效果，表2看出EDTA與鋁的絡(luò)合速度比較緩慢，在室溫26℃下反應(yīng)50min達(dá)到平衡后的回收率較低，而檸檬酸鈉反應(yīng)10min氟的回收率為96％。檸