离子选择电极测定烟气中氟化物的影响因素分析

前言

对烟气中氟化物进行测定时, 有两种方法可供选择:一个是氟离子选择电极法, 另一个是氟试剂分光光度法[1]。第一种方法不仅选择性好, 而且灵敏度高, 同时还具有适用范围宽的特点, 因而得以广泛应用, 下面针对其影响因素及消除方法进行相关分析。

一、采样管的影响及消除方法

氟元素比较活泼, 很容易和相关元素发生化学反应, 所以, 应选择适宜材质的采样管 (如聚乙烯塑料管等) , 即一方面要保证不会被氟化物腐蚀, 另一方面要保证对氟吸附作用极小。在采样操作时, 受高温烟气的影响, 聚乙烯塑料管可能发生皲裂甚至局部融化, 此时建议采用不锈钢管, 从而避免给采样带来影响。

二、滤筒的影响及消除方法

对尘态氟化物进行采集时, 需要使用到玻璃纤维滤筒。待采样工作完成之后, 应立即把滤筒取出, 并转移到干燥且洁净的容器之中, 避免给滤筒带来污染, 从而给最终的测定结果带来影响。

三、化学试剂的影响及消除方法

化学试剂本身的纯度将会给试验结果带来直接且严重的影响, 所以, 应采用分析纯试剂, 至于用水应采用去离子水[2], 如若不然将会带入干扰杂质, 导致空白本底值增加。在配制TISAB试剂的过程中, 刚混合时伴有一个明显的放热现象, 导致溶液温度急剧上升, 应等到冷却之后再进行PH的调节。

四、样品PH值的影响及消除方法

采用氟离子选择电极法时, 最理想PH值为5.5, 通常控制在5~8之间。如果PH<5, 溶液会形成弱酸配位反应, 即“2F-+H+=HF+F-=HF2-”, 该条件下溶液中F-减少, 导致分析结果偏低。如果PH>8, 溶液中OH-氟电极膜表面会出现“La F3+3OH-=La (OH) 3+3F-”这一化学反应, 由于引入了外来的F-, 该条件下溶液中F-增多, 导致分析结果偏高。由此可见, 保证被测溶液具有理想的PH值非常重要[3]。

五、待测溶液温度的影响及消除方法

电极斜率S=2.303RT/ (ni F) [4], 反映了被测离子活度发生10倍变化时, 膜电极可达到的将其转换成电位的能力。25℃条件下一价离子为59.2m V。对于电极斜率而言, 无论过高, 还是过低, 均会直接影响最终的测量结果。由上面的分析可知, 温度能通过对电极斜率的影响来间接影响电极电位。随着温度的不断升高, 不管电极斜率, 还是电位, 均会随之慢慢升高, 所以, 应严格控制试验环境温度适宜且恒定, 通常控制在20-25℃之间。

六、其他影响因素及消除方法

1. 氟离子选择电极

氟离子选择电极本身性能的好坏将会对最终测定结果产生直接且重要的影响。应特别关注以下几点: (1) 使用氟电极之前, 应对其进行认真检查, 如果观察到充液中存在气泡附着在电极内膜表面, 应想办法将其彻底排出, 从而避免电极中导体接触不理想而无法测出正确电位。 (2) 电极的活化。对于电极而言, 无论老化, 还是长期放置, 均会造成空白电位偏低。当不足370m V时, 便需要对电极做活化处理, 即放到1~10g/m L氟标液中进行1~2h的浸泡[5], 接下来使用纯净水进行彻底冲洗。 (3) 在测定操作中, 考虑到氟电极具有一定的“记忆性”, 所以, 应尽可能地依据浓度由低到高这一顺序进行测定。如果先检测了浓度相对较高的样品, 则需要使用纯净水对氟电极进行有效清洗, 直至电位稳定为止, 之后才允许进行后续样品的测定。 (4) 电极最好不要长时间浸泡于水中, 特别是不允许长时间浸泡于高浓度液中。如果长时间不用, 首先要彻底清洗, 然后使用滤纸将水分吸干, 最后盖上电极保护帽进行保存。

2. 参比电极

如果使用的是饱和甘汞电极, 则先要对外观、接地以及内充液状况进行检查, 应保证外观和接地良好, 内充液已经注满到注入孔。如果电极液中KCL没有达到饱和状态, 那么甘汞电极的电位将会相对偏高, 最终导致电位显示值相对偏大。液接部位不应存在大颗粒的KCL结晶, 否则会提高电阻值, 使电路不畅。使用过程中, 先把小橡皮塞取下, 然后采用恒定流速注入甘汞电极的内充液应至少超过待测液面2cm。使用结束后应对液接处进行及时且彻底的清洗以避免堵塞。保存之前应在加液口以及液接处盖上橡皮帽。

结束语

采用离子选择电极法对烟气中的氟化物进行测定时, 虽有已有公认的标准方法, 然而在具体操作环节仍有许多需要特别关注的小环节, 因为每一个看似微不足道的小环节的疏漏均有可能导致最终的测定结果失准。在试验过程中, 应最大限度地排除这一类不良影响因素, 将偶然误差控制在最低水平, 从而保证最终测定结果的真实性和准确性。

摘要：采用离子选择电极对烟气中氟化物进行测定时, 会受到多种因素的影响, 主要包括采样管、滤筒、化学试剂、样品PH值、待测溶液温度等。如何消除上述因素带来的影响便成了该项测定工作的主要内容之一。本文围绕离子选择电极测定烟气中氟化物的影响因素及消除方法进行相关分析, 以期为业内人士提供有益参考。

关键词：离子选择电极,烟气,氟化物,影响因素

参考文献

[1] 谢向东.离子选择电极法测定粉煤灰中的氟[J].环境保护与循环经济, 2013, 06:62-64.

[2] 胡红美, 郭远明, 孙秀梅, 钟志, 金彩杏, 尤炬炬.离子选择电极法测定生活饮用水中氟化物[J].中国无机分析化学, 2013, 03:13-16.

[3] 蒋晶, 皇甫晓东.离子选择电极法与离子色谱法测定生活饮用水中氟化物的比较[J].环境科学与管理, 2011, 01:131-133.

[4] 赵立晶, 赵萍, 魏月仙.流动分析-离子选择电极法测定水中痕量氟化物[J].分析化学, 2011, 10:1526-1530.

[5] 彭刚华, 吴志强, 乔支卫, 夏新, 米方卓, 王伟, 陈表娟, 尹辉.离子选择电极法测定水中氟化物质量控制指标研究[J].中国环境监测, 2012, 05:124-127.