玻璃中氟離子含量的測量方法
2023-06-09 02:11:46
專利名稱：玻璃中氟離子含量的測量方法
技術領域：
本發明涉及一種玻璃中氟離子含量的測量方法。
背景技術：
玻璃中氟離子測定，國家標準方法採用GB\T1549-94蒸餾——分光光度法(I法)。試樣經氫氧化鈉熔融，用高氯酸蒸餾，氟生成氟矽酸餾出；然後利用氟和依來鉻青R-鋯的橙紅色配合物中的鋯生成更穩定的無色的配合物；根據褪色反應分光光度法測定氟。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採用國家標準方法GB\T1549-94沉澱——分光光度法(II法)。試樣經氫氧化鈉熔融，用氯化鋇除去硫酸根，再用碳酸銨把矽、鐵、鈦、鋁、鈣、鎂等沉澱分離；利用氟與依來鉻青R-鋯配合物的褪色反應分光光度法測定氟。該方法從稱樣到出結果需要6小時左右。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是尋求一種能夠簡便、快速、低成本、準確地測量玻璃中氟離子含量的測量方法及其相關設備和試劑。
本發明解決上述技術問題所採用的技術方案是被測玻璃用氫氧化鈉熔融試樣，冷卻後用熱去離子水浸取熔塊，然後用氟離子選擇性電極測定。
本發明的主要原理如下離子選擇性電極是一種電化學傳感器，它將溶液中特定離子的活度轉換成相應的電位。當氟電極(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值成直線關係；當溶液的總離子強度不變時，離子的活度係數為一定值，則電位值(E)與氟離子的濃度CF-的對數值成直線關係，即E＝K-(2.303RT/F)*lgCF-。因此，為了測定氟離子的濃度，常在標準溶液和試樣溶液中同時加入等量足夠的惰性電解質作總離子強度調節緩衝溶液，使他們的總離子強度相同。
工作電池表示如下Ag|AgCl，Cl-(0.33mol/L)，F-(0.001mol/L)|LaF2‖試液‖參比電極。
本發明方法與現有技術相比，具有簡便、快速、低成本等特點。
具體實施例方式
測量方法(設備、方法、步驟等)1、設備與試劑設備(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(具備溫度補償功能)，精確到0.1mV；(4)磁力攪拌器；(5)其它通用實驗設備。
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)總離子強度調節緩衝溶液(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)轉入1000ml容量瓶中，用去離子水稀釋至標線(1000ml)。
(5)氟化物標準貯備液稱取0.2210克基準氟化鈉(預先於105～110℃乾燥2小時)，用去離子水溶解後轉入1000ml的容量瓶中，稀釋至標線(1000ml)，搖勻，貯存於聚乙烯瓶中。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準貯備液10.00ml，注入100ml的容量瓶中，稀釋至標線(100ml)，搖勻。此溶液每毫升含氟離子0.01毫克。
2、標準曲線繪製用吸管分別取1.00、2.00、3.00、5.00、10.00、20.00ml氟化物標準溶液，置於50ml的容量瓶中，加入10ml總離子強度調節緩衝溶液，用水稀至標線，搖勻。分別移入100ml的聚乙烯燒杯中，各加入一隻塑料攪拌子，以低濃度到高濃度為順序，分別依次插入電極，連續攪拌溶液，待電位穩定後，在繼續攪拌下讀取電位值(E)。在每一次測量前，都要用水將電極衝洗乾淨，並用濾紙吸取水分。在坐標紙上按測得的E(mV)與logcF-的關係繪製校準曲線。
3、實際測量過程稱取0.1克試樣，精確至0.0001克，置於鎳坩堝中。加入1.5克氫氧化鈉，在電爐上加熱熔融，使試樣完全分解。冷卻後用熱去離子水浸取熔塊於250ml的燒杯中，冷卻。移入250ml容量瓶中，用去離子水稀釋至標線(250ml)，搖勻。吸取25.00ml的試液，置於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的總離子強度調節緩衝溶液，用水稀釋至標線(50ml)，搖勻。溶液移入100ml的聚乙烯杯中，加入一隻塑料攪拌子，插入電極，連續攪拌溶液，待電位穩定後，在繼續攪拌下讀取電位值(E)。在每一次測定前，都要用去離子水充分洗滌電極，並用濾紙吸乾。根據測得的電位值(E)，由校準曲線上查得氟離子濃度的對數值logcF-(C)，求得氟離子濃度F-％。
4、結果計算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—試樣質量，單位克(g)；C—由校準曲線上查得氟離子濃度的對數值logcF-，求得氟離子濃度F-％(mg/ml)；5、測試結果標準樣的測試中鹼玻璃球標樣(JBW 04-2-1)所含的氟，按本發明電極法進行12次平行測定的結果見表(1)。
表(1)
氟離子含量分別為高、中、低三檔的各1個中鹼玻璃球樣品所含的氟，按本發明電極法和國家標準方法GB\T1549-94沉澱——分光光度法(II法)進行8次平行測定的結果見表(2)。
表(2)
表(1)中中鹼玻璃球標樣(JBW 04-2-1)氟含量標準值，是根據國家標準方法GB\T1549-94沉澱——分光光度法(II法)所測，然後用本發明電極法測定這些中鹼玻璃標準樣中的氟，平均值在該標準樣的允許誤差範圍之內，表明本發明測量精密度良好。
從表(2)可以看出，用國家標準方法GB\T1549-94沉澱——分光光度法(II法)和本發明電極法對中鹼玻璃含氟量的高、中、低三檔樣品(每檔8次平行測定)進行測定，兩種方法的平均值、絕對偏差和相對偏差基本相同，所以對中鹼玻璃準確度和精密度的測定，本發明電極法可以取得沉澱——分光光度法相同的測試結果。
無鹼玻璃球標樣(JBW 04-1-1)中所含的氟，用本發明電極法進行12次平行測定的結果見表(3)。
表(3)
氟離子含量分別為高、中、低三檔的各1個無鹼玻璃球樣品所含的氟，按本發明電極法和國家標準方法GB\T1549—94沉澱——分光光度法(II法)進行8次平行測定的結果見表(4)。
表(4)
表(3)中無鹼玻璃球標樣(JBW 04-2-1)氟含量標準值，是根據國家標準方法GB\T1549-94沉澱——分光光度法(II法)所測，然後用本發明電極法測定這些無鹼玻璃標準樣中的氟，平均值在該標準樣的允許誤差範圍之內，表明本發明測量精密度良好。
從表(4)可以看出，用國家標準方法GB\T1549-94沉澱——分光光度法(II法)和本發明電極法對中鹼玻璃含氟量的高、中、低三檔樣品(每檔8次平行測定)進行測定，兩種方法的平均值、絕對偏差和相對偏差基本相同，所以對無鹼玻璃氟含量測定結果，本發明電極法可以取得沉澱——分光光度法相同的測試結果。
根據以上兩種玻璃球標樣的測定可以確認，本發明測量方法的準確度和精密度對於中鹼玻璃和無鹼玻璃氟離子含量在通常範圍內都具有良好的測量效果。
結論本發明方法(離子選擇性電極測定玻璃中的氟離子)在本試驗的範圍內測量準確度、精密度較好。本發明方法相對於分光光度法而言，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。
權利要求
1.一種玻璃中氟離子含量的測量方法，其特徵在於所述測量方法的測量設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、總離子強度調節緩衝溶液，所述測量方法包括以下步驟樣品清洗、烘乾，氫氧化鈉熔融樣品，用熱去離子水浸取熔融後的樣品，加入總離子強度調節緩衝溶液，用氟離子選擇性電極測得電位值，由校準曲線上查得氟離子濃度對數值，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-試樣質量，單位克(g)；C-由校準曲線上查得的氟離子濃度的對數值。
2.根據權利要求1所述的玻璃中氟離子含量的測量方法，其特徵在於所述參比電極採用飽和甘汞電極或氯化銀電極。
全文摘要
本發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、總離子強度調節緩衝溶液，所述測量方法包括以下步驟樣品清洗、烘乾，氫氧化鈉熔融樣品，用熱去離子水浸取熔融後的樣品，加入總離子強度調節緩衝溶液，用氟離子選擇性電極測得電位值，由校準曲線上查得氟離子濃度對數值，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 優先權日2007年6月12日
發明者張毓強 申請人:巨石集團有限公司