專利名稱：玻璃中氟離子含量的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃中氟離子含量的測量方法。
背景技術(shù)：
玻璃中氟離子測定，國家標(biāo)準(zhǔn)方法采用GB\T1549-94蒸餾——分光光度法(I法)。試樣經(jīng)氫氧化鈉熔融，用高氯酸蒸餾，氟生成氟硅酸餾出；然后利用氟和依來鉻青R-鋯的橙紅色配合物中的鋯生成更穩(wěn)定的無色的配合物；根據(jù)褪色反應(yīng)分光光度法測定氟。該方法操作步驟較多，測定時間較長。
目前測定玻璃中氟離子一般采用國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB\T1549-94沉淀——分光光度法(II法)。試樣經(jīng)氫氧化鈉熔融，用氯化鋇除去硫酸根，再用碳酸銨把硅、鐵、鈦、鋁、鈣、鎂等沉淀分離；利用氟與依來鉻青R-鋯配合物的褪色反應(yīng)分光光度法測定氟。該方法從稱樣到出結(jié)果需要6小時左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是尋求一種能夠簡便、快速、低成本、準(zhǔn)確地測量玻璃中氟離子含量的測量方法及其相關(guān)設(shè)備和試劑。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是被測玻璃用氫氧化鈉熔融試樣，冷卻后用熱去離子水浸取熔塊，然后用氟離子選擇性電極測定。
本發(fā)明的主要原理如下離子選擇性電極是一種電化學(xué)傳感器，它將溶液中特定離子的活度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電位。當(dāng)氟電極(作指示電極)與飽和甘汞電極(參比電極)插入被測溶液中組成工作電池時，電池的電位值(E)在一定條件下與氟離子活度的對數(shù)值成直線關(guān)系；當(dāng)溶液的總離子強(qiáng)度不變時，離子的活度系數(shù)為一定值，則電位值(E)與氟離子的濃度CF-的對數(shù)值成直線關(guān)系，即E＝K-(2.303RT/F)*lgCF-。因此，為了測定氟離子的濃度，常在標(biāo)準(zhǔn)溶液和試樣溶液中同時加入等量足夠的惰性電解質(zhì)作總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液，使他們的總離子強(qiáng)度相同。
工作電池表示如下Ag|AgCl，Cl-(0.33mol/L)，F(xiàn)-(0.001mol/L)|LaF2‖試液‖參比電極。
本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有簡便、快速、低成本等特點。
具體實施例方式
測量方法(設(shè)備、方法、步驟等)1、設(shè)備與試劑設(shè)備(1)氟離子選擇性電極；(2)飽和甘汞電極或氯化銀電極；(3)pH酸度計(具備溫度補(bǔ)償功能)，精確到0.1mV；(4)磁力攪拌器；(5)其它通用實驗設(shè)備。
試劑(1)氫氧化鈉固體(AR)，6mol/L；(2)酚酞指示劑10g/L 醇溶液；(3)鹽酸1+1，1+10；(4)總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液(TISAB-1)首先在1000ml燒杯中加入500ml去離子水和57ml冰醋酸、58g氯化鈉、12g檸檬酸鈉，攪拌至溶解。將燒杯放在冷水中，緩緩加入6mol/L氫氧化鈉溶液，直至pH值在6.0～6.5之間(用pH計檢查)轉(zhuǎn)入1000ml容量瓶中，用去離子水稀釋至標(biāo)線(1000ml)。
(5)氟化物標(biāo)準(zhǔn)貯備液稱取0.2210克基準(zhǔn)氟化鈉(預(yù)先于105～110℃干燥2小時)，用去離子水溶解后轉(zhuǎn)入1000ml的容量瓶中，稀釋至標(biāo)線(1000ml)，搖勻，貯存于聚乙烯瓶中。此溶液每毫升含氟離子0.10毫克。
再用移液管吸取氟離子標(biāo)準(zhǔn)貯備液10.00ml，注入100ml的容量瓶中，稀釋至標(biāo)線(100ml)，搖勻。此溶液每毫升含氟離子0.01毫克。
2、標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制用吸管分別取1.00、2.00、3.00、5.00、10.00、20.00ml氟化物標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于50ml的容量瓶中，加入10ml總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液，用水稀至標(biāo)線，搖勻。分別移入100ml的聚乙烯燒杯中，各加入一只塑料攪拌子，以低濃度到高濃度為順序，分別依次插入電極，連續(xù)攪拌溶液，待電位穩(wěn)定后，在繼續(xù)攪拌下讀取電位值(E)。在每一次測量前，都要用水將電極沖洗干凈，并用濾紙吸取水分。在坐標(biāo)紙上按測得的E(mV)與logcF-的關(guān)系繪制校準(zhǔn)曲線。
3、實際測量過程稱取0.1克試樣，精確至0.0001克，置于鎳坩堝中。加入1.5克氫氧化鈉，在電爐上加熱熔融，使試樣完全分解。冷卻后用熱去離子水浸取熔塊于250ml的燒杯中，冷卻。移入250ml容量瓶中，用去離子水稀釋至標(biāo)線(250ml)，搖勻。吸取25.00ml的試液，置于50ml的容量瓶中，加入1滴酚酞，滴加1+10鹽酸至剛到無色，加入10ml的總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液，用水稀釋至標(biāo)線(50ml)，搖勻。溶液移入100ml的聚乙烯杯中，加入一只塑料攪拌子，插入電極，連續(xù)攪拌溶液，待電位穩(wěn)定后，在繼續(xù)攪拌下讀取電位值(E)。在每一次測定前，都要用去離子水充分洗滌電極，并用濾紙吸干。根據(jù)測得的電位值(E)，由校準(zhǔn)曲線上查得氟離子濃度的對數(shù)值logcF-(C)，求得氟離子濃度F-％。
4、結(jié)果計算F-％＝〖(V×C×10)÷(G×1000)〗×100＝(V×C)÷G式中V——試料測定溶液的體積，單位毫升(ml)；G—試樣質(zhì)量，單位克(g)；C—由校準(zhǔn)曲線上查得氟離子濃度的對數(shù)值logcF-，求得氟離子濃度F-％(mg/ml)；5、測試結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)樣的測試中堿玻璃球標(biāo)樣(JBW 04-2-1)所含的氟，按本發(fā)明電極法進(jìn)行12次平行測定的結(jié)果見表(1)。
表(1)

氟離子含量分別為高、中、低三檔的各1個中堿玻璃球樣品所含的氟，按本發(fā)明電極法和國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB\T1549-94沉淀——分光光度法(II法)進(jìn)行8次平行測定的結(jié)果見表(2)。
表(2)

表(1)中中堿玻璃球標(biāo)樣(JBW 04-2-1)氟含量標(biāo)準(zhǔn)值，是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB\T1549-94沉淀——分光光度法(II法)所測，然后用本發(fā)明電極法測定這些中堿玻璃標(biāo)準(zhǔn)樣中的氟，平均值在該標(biāo)準(zhǔn)樣的允許誤差范圍之內(nèi)，表明本發(fā)明測量精密度良好。
從表(2)可以看出，用國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB\T1549-94沉淀——分光光度法(II法)和本發(fā)明電極法對中堿玻璃含氟量的高、中、低三檔樣品(每檔8次平行測定)進(jìn)行測定，兩種方法的平均值、絕對偏差和相對偏差基本相同，所以對中堿玻璃準(zhǔn)確度和精密度的測定，本發(fā)明電極法可以取得沉淀——分光光度法相同的測試結(jié)果。
無堿玻璃球標(biāo)樣(JBW 04-1-1)中所含的氟，用本發(fā)明電極法進(jìn)行12次平行測定的結(jié)果見表(3)。
表(3)

氟離子含量分別為高、中、低三檔的各1個無堿玻璃球樣品所含的氟，按本發(fā)明電極法和國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB\T1549—94沉淀——分光光度法(II法)進(jìn)行8次平行測定的結(jié)果見表(4)。
表(4)

表(3)中無堿玻璃球標(biāo)樣(JBW 04-2-1)氟含量標(biāo)準(zhǔn)值，是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB\T1549-94沉淀——分光光度法(II法)所測，然后用本發(fā)明電極法測定這些無堿玻璃標(biāo)準(zhǔn)樣中的氟，平均值在該標(biāo)準(zhǔn)樣的允許誤差范圍之內(nèi)，表明本發(fā)明測量精密度良好。
從表(4)可以看出，用國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB\T1549-94沉淀——分光光度法(II法)和本發(fā)明電極法對中堿玻璃含氟量的高、中、低三檔樣品(每檔8次平行測定)進(jìn)行測定，兩種方法的平均值、絕對偏差和相對偏差基本相同，所以對無堿玻璃氟含量測定結(jié)果，本發(fā)明電極法可以取得沉淀——分光光度法相同的測試結(jié)果。
根據(jù)以上兩種玻璃球標(biāo)樣的測定可以確認(rèn)，本發(fā)明測量方法的準(zhǔn)確度和精密度對于中堿玻璃和無堿玻璃氟離子含量在通常范圍內(nèi)都具有良好的測量效果。
結(jié)論本發(fā)明方法(離子選擇性電極測定玻璃中的氟離子)在本試驗的范圍內(nèi)測量準(zhǔn)確度、精密度較好。本發(fā)明方法相對于分光光度法而言，具有簡便、快速、低成本的特點，測量時間不到3小時，且不需要分光光度計等較貴重儀器。
權(quán)利要求
1.一種玻璃中氟離子含量的測量方法，其特征在于所述測量方法的測量設(shè)備包括氟離子選擇性電極、參比電極、pH酸度計、磁力攪拌器，試劑包括氫氧化鈉、酚酞指示劑、鹽酸、總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液，所述測量方法包括以下步驟樣品清洗、烘干，氫氧化鈉熔融樣品，用熱去離子水浸取熔融后的樣品，加入總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液，用氟離子選擇性電極測得電位值，由校準(zhǔn)曲線上查得氟離子濃度對數(shù)值，按公式F-％＝〖(V×C×10)÷(G×1000)〗×100＝(V×C)÷G計算氟離子濃度，式中；V——試料測定溶液的體積，單位毫升(ml)；G-試樣質(zhì)量，單位克(g)；C-由校準(zhǔn)曲線上查得的氟離子濃度的對數(shù)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃中氟離子含量的測量方法，其特征在于所述參比電極采用飽和甘汞電極或氯化銀電極。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種玻璃中氟離子含量的測量方法，所述測量方法的測量設(shè)備包括氟離子選擇性電極、參比電極、pH酸度計、磁力攪拌器，試劑包括氫氧化鈉、酚酞指示劑、鹽酸、總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液，所述測量方法包括以下步驟樣品清洗、烘干，氫氧化鈉熔融樣品，用熱去離子水浸取熔融后的樣品，加入總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液，用氟離子選擇性電極測得電位值，由校準(zhǔn)曲線上查得氟離子濃度對數(shù)值，按公式F
文檔編號G01N27/333GK101078709SQ20071006926
公開日2007年11月28日 申請日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者張毓強(qiáng) 申請人:巨石集團(tuán)有限公司