离子电极 10 min 速测水中氟化物 GB/T 7484-87

一、检测原理

在 pH 5-6、总离子强度恒定的 TISAB 缓冲液中，氟离子浓度每变化 10 倍，电池电动势变化约 59 mV（25 ℃）。利用“两次电位差”直接计算样品浓度，无需绘制标准曲线，适合现场快检。

二、10 min 实战流程（现场可操作）

Step 0 试剂“即拿即用”

• TISAB：0.2 mol/L 柠檬酸钠 + 1.0 mol/L NaNO₃，pH 5-6（已预调）

• 氟标液：10 mg/L（由 100 mg/L 逐级稀释，4 ℃ 1 个月）

• 乙酸钠 150 g/L：用于微调 pH，避免盐酸引入额外 Cl⁻ 干扰

Step 1 样品预处理

取 25 mL 水样 → 50 mL 容量瓶 → 乙酸钠或盐酸调 pH 5-6（pH 试纸即可）→ 加入 10 mL TISAB → 纯水定容 → 摇匀倒入聚乙烯杯

Step 2 第一次电位 E1

插入氟离子选择电极 + 饱和甘汞电极 → 磁力搅拌 1 min → 待电位稳定（≤±0.2 mV/30 s）→ 读取 E1

Step 3 第二次电位 E2

向同一杯中加入 100 µL 10 mg/L 氟标液（增量约 0.2 mg/L）→ 搅拌 1 min → 读取 E2，要求 ΔE = E2 - E1 = 30-40 mV（25 ℃）

Step 4 计算（现场秒出）

c = c_add × (V_add / V_sample) × [1 / (10^(ΔE / S) - 1)]

S = 59 mV（25 ℃），若 ΔE = 35 mV → 10^(35/59) ≈ 3.0 → c = 0.20 mg/L（无需查表）

全程<10 min，单样耗材成本<1 元

三、性能硬核指标

• 检出限：0.05 mg/L（ΔE = 30 mV 时）

• 线性：0.05-10 mg/L，r≥0.999（标准曲线验证）

• 重复性：RSD≤3 %（0.50 mg/L 标样，n=11）

• 温度补偿：内置热敏电阻，自动修正 S = 0.198 × (273 + T) mV/decade

四、质控“双钥匙”

空白：每批 1 个无氟水，E_blank 与上次差值≤2 mV，否则更换 TISAB

加标：样品加标 0.20 mg/L，回收率 90-110 %，失控即重校电极

五、关键陷阱与破解

pH<5 或>6 → OH⁻ or H⁺ 干扰，ΔE 漂移>5 mV

 破解：pH 试纸粗调+TISAB 缓冲，确保 5-6

温度波动>2 ℃ → S 值变化，结果偏差 5 %

 破解：现场用保温箱，电极自带热敏电阻实时修正

电极老化>1 年 → 斜率<50 mV/decade，灵敏度下降

 破解：每月验证斜率，<52 mV/decade 即换膜

六、快速选型清单

• 电极：氟离子选择电极（固态 PVC 膜），0-80 ℃

• 参比：饱和甘汞电极或 Ag/AgCl，陶瓷液接界

• 主机：离子计 0.1 mV 分辨率，USB 输出

• 配件：磁力搅拌器、聚乙烯杯 50 mL、0.1 mL 移液器

七、成本与效益

便携离子计：0.38 万元

年测 300 样：耗材 0.05 万元，同比外送（80 元/样）节省 2.35 万元，投资回收期 2 个月

八、快速记忆口诀

测氟 0.05 mg/L → pH 5-6+TISAB

要 10 min 出数 → E1-E2 差值 30-40 mV

想野外无电源 → 锂电离子计+磁力搅拌

需 GLP 审计 → 电子签名+温度补偿记录

一机还想测 pH → 切换至 pH 模式即可

结语

从 pH 5-6 的缓冲到 35 mV 的电位跳变，离子电极把 0.05 mg/L 的氟离子变成可触摸的毫伏数。用一台便携离子计，10 分钟就能让“氟超标”即刻显形——精准、绿色、无需大型仪器，正是现代环境快检的“电位利剑”。

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