专利名称：玻璃中氟离子含量的测量方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃中氟离子含量的测量方法。
背景技术：
玻璃中氟离子测定，国家标准方法采用GB\T1549-94蒸馏——分光光度法(I法)。试样经氢氧化钠熔融，用高氯酸蒸馏，氟生成氟硅酸馏出；然后利用氟和依来铬青R-锆的橙红色配合物中的锆生成更稳定的无色的配合物；根据褪色反应分光光度法测定氟。该方法操作步骤较多，测定时间较长。
目前测定玻璃中氟离子一般采用国家标准方法GB\T1549-94沉淀——分光光度法(II法)。试样经氢氧化钠熔融，用氯化钡除去硫酸根，再用碳酸铵把硅、铁、钛、铝、钙、镁等沉淀分离；利用氟与依来铬青R-锆配合物的褪色反应分光光度法测定氟。该方法从称样到出结果需要6小时左右。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是寻求一种能够简便、快速、低成本、准确地测量玻璃中氟离子含量的测量方法及其相关设备和试剂。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是被测玻璃用氢氧化钠熔融试样，冷却后用热去离子水浸取熔块，然后用氟离子选择性电极测定。
本发明的主要原理如下离子选择性电极是一种电化学传感器，它将溶液中特定离子的活度转换成相应的电位。当氟电极(作指示电极)与饱和甘汞电极(参比电极)插入被测溶液中组成工作电池时，电池的电位值(E)在一定条件下与氟离子活度的对数值成直线关系；当溶液的总离子强度不变时，离子的活度系数为一定值，则电位值(E)与氟离子的浓度CF-的对数值成直线关系，即E＝K-(2.303RT/F)*lgCF-。因此，为了测定氟离子的浓度，常在标准溶液和试样溶液中同时加入等量足够的惰性电解质作总离子强度调节缓冲溶液，使他们的总离子强度相同。
工作电池表示如下Ag|AgCl，Cl-(0.33mol/L)，F-(0.001mol/L)|LaF2‖试液‖参比电极。
本发明方法与现有技术相比，具有简便、快速、低成本等特点。
具体实施例方式
测量方法(设备、方法、步骤等)1、设备与试剂设备(1)氟离子选择性电极；(2)饱和甘汞电极或氯化银电极；(3)pH酸度计(具备温度补偿功能)，精确到0.1mV；(4)磁力搅拌器；(5)其它通用实验设备。
试剂(1)氢氧化钠固体(AR)，6mol/L；(2)酚酞指示剂10g/L 醇溶液；(3)盐酸1+1，1+10；(4)总离子强度调节缓冲溶液(TISAB-1)首先在1000ml烧杯中加入500ml去离子水和57ml冰醋酸、58g氯化钠、12g柠檬酸钠，搅拌至溶解。将烧杯放在冷水中，缓缓加入6mol/L氢氧化钠溶液，直至pH值在6.0～6.5之间(用pH计检查)转入1000ml容量瓶中，用去离子水稀释至标线(1000ml)。
(5)氟化物标准贮备液称取0.2210克基准氟化钠(预先于105～110℃干燥2小时)，用去离子水溶解后转入1000ml的容量瓶中，稀释至标线(1000ml)，摇匀，贮存于聚乙烯瓶中。此溶液每毫升含氟离子0.10毫克。
再用移液管吸取氟离子标准贮备液10.00ml，注入100ml的容量瓶中，稀释至标线(100ml)，摇匀。此溶液每毫升含氟离子0.01毫克。
2、标准曲线绘制用吸管分别取1.00、2.00、3.00、5.00、10.00、20.00ml氟化物标准溶液，置于50ml的容量瓶中，加入10ml总离子强度调节缓冲溶液，用水稀至标线，摇匀。分别移入100ml的聚乙烯烧杯中，各加入一只塑料搅拌子，以低浓度到高浓度为顺序，分别依次插入电极，连续搅拌溶液，待电位稳定后，在继续搅拌下读取电位值(E)。在每一次测量前，都要用水将电极冲洗干净，并用滤纸吸取水分。在坐标纸上按测得的E(mV)与logcF-的关系绘制校准曲线。
3、实际测量过程称取0.1克试样，精确至0.0001克，置于镍坩埚中。加入1.5克氢氧化钠，在电炉上加热熔融，使试样完全分解。冷却后用热去离子水浸取熔块于250ml的烧杯中，冷却。移入250ml容量瓶中，用去离子水稀释至标线(250ml)，摇匀。吸取25.00ml的试液，置于50ml的容量瓶中，加入1滴酚酞，滴加1+10盐酸至刚到无色，加入10ml的总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至标线(50ml)，摇匀。溶液移入100ml的聚乙烯杯中，加入一只塑料搅拌子，插入电极，连续搅拌溶液，待电位稳定后，在继续搅拌下读取电位值(E)。在每一次测定前，都要用去离子水充分洗涤电极，并用滤纸吸干。根据测得的电位值(E)，由校准曲线上查得氟离子浓度的对数值logcF-(C)，求得氟离子浓度F-％。
4、结果计算F-％＝〖(V×C×10)÷(G×1000)〗×100＝(V×C)÷G式中V——试料测定溶液的体积，单位毫升(ml)；G—试样质量，单位克(g)；C—由校准曲线上查得氟离子浓度的对数值logcF-，求得氟离子浓度F-％(mg/ml)；5、测试结果标准样的测试中碱玻璃球标样(JBW 04-2-1)所含的氟，按本发明电极法进行12次平行测定的结果见表(1)。
表(1)
氟离子含量分别为高、中、低三档的各1个中碱玻璃球样品所含的氟，按本发明电极法和国家标准方法GB\T1549-94沉淀——分光光度法(II法)进行8次平行测定的结果见表(2)。
表(2)
表(1)中中碱玻璃球标样(JBW 04-2-1)氟含量标准值，是根据国家标准方法GB\T1549-94沉淀——分光光度法(II法)所测，然后用本发明电极法测定这些中碱玻璃标准样中的氟，平均值在该标准样的允许误差范围之内，表明本发明测量精密度良好。
从表(2)可以看出，用国家标准方法GB\T1549-94沉淀——分光光度法(II法)和本发明电极法对中碱玻璃含氟量的高、中、低三档样品(每档8次平行测定)进行测定，两种方法的平均值、绝对偏差和相对偏差基本相同，所以对中碱玻璃准确度和精密度的测定，本发明电极法可以取得沉淀——分光光度法相同的测试结果。
无碱玻璃球标样(JBW 04-1-1)中所含的氟，用本发明电极法进行12次平行测定的结果见表(3)。
表(3)
氟离子含量分别为高、中、低三档的各1个无碱玻璃球样品所含的氟，按本发明电极法和国家标准方法GB\T1549—94沉淀——分光光度法(II法)进行8次平行测定的结果见表(4)。
表(4)
表(3)中无碱玻璃球标样(JBW 04-2-1)氟含量标准值，是根据国家标准方法GB\T1549-94沉淀——分光光度法(II法)所测，然后用本发明电极法测定这些无碱玻璃标准样中的氟，平均值在该标准样的允许误差范围之内，表明本发明测量精密度良好。
从表(4)可以看出，用国家标准方法GB\T1549-94沉淀——分光光度法(II法)和本发明电极法对中碱玻璃含氟量的高、中、低三档样品(每档8次平行测定)进行测定，两种方法的平均值、绝对偏差和相对偏差基本相同，所以对无碱玻璃氟含量测定结果，本发明电极法可以取得沉淀——分光光度法相同的测试结果。
根据以上两种玻璃球标样的测定可以确认，本发明测量方法的准确度和精密度对于中碱玻璃和无碱玻璃氟离子含量在通常范围内都具有良好的测量效果。
结论本发明方法(离子选择性电极测定玻璃中的氟离子)在本试验的范围内测量准确度、精密度较好。本发明方法相对于分光光度法而言，具有简便、快速、低成本的特点，测量时间不到3小时，且不需要分光光度计等较贵重仪器。
权利要求
1.一种玻璃中氟离子含量的测量方法，其特征在于所述测量方法的测量设备包括氟离子选择性电极、参比电极、pH酸度计、磁力搅拌器，试剂包括氢氧化钠、酚酞指示剂、盐酸、总离子强度调节缓冲溶液，所述测量方法包括以下步骤样品清洗、烘干，氢氧化钠熔融样品，用热去离子水浸取熔融后的样品，加入总离子强度调节缓冲溶液，用氟离子选择性电极测得电位值，由校准曲线上查得氟离子浓度对数值，按公式F-％＝〖(V×C×10)÷(G×1000)〗×100＝(V×C)÷G计算氟离子浓度，式中；V——试料测定溶液的体积，单位毫升(ml)；G-试样质量，单位克(g)；C-由校准曲线上查得的氟离子浓度的对数值。
2.根据权利要求1所述的玻璃中氟离子含量的测量方法，其特征在于所述参比电极采用饱和甘汞电极或氯化银电极。
全文摘要
本发明提供了一种玻璃中氟离子含量的测量方法，所述测量方法的测量设备包括氟离子选择性电极、参比电极、pH酸度计、磁力搅拌器，试剂包括氢氧化钠、酚酞指示剂、盐酸、总离子强度调节缓冲溶液，所述测量方法包括以下步骤样品清洗、烘干，氢氧化钠熔融样品，用热去离子水浸取熔融后的样品，加入总离子强度调节缓冲溶液，用氟离子选择性电极测得电位值，由校准曲线上查得氟离子浓度对数值，按公式F
文档编号G01N27/333GK101078709SQ20071006926
公开日2007年11月28日 申请日期2007年6月12日 优先权日2007年6月12日
发明者张毓强 申请人:巨石集团有限公司