一、檢測(cè)原理

在 pH 5-6、總離子強(qiáng)度恒定的 TISAB 緩沖液中，氟離子濃度每變化 10 倍，電池電動(dòng)勢(shì)變化約 59 mV（25 ℃）。利用“兩次電位差”直接計(jì)算樣品濃度，無需繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，適合現(xiàn)場(chǎng)快檢。

二、10 min 實(shí)戰(zhàn)流程（現(xiàn)場(chǎng)可操作）

Step 0 試劑“即拿即用”

? TISAB：0.2 mol/L 檸檬酸鈉 + 1.0 mol/L NaNO?，pH 5-6（已預(yù)調(diào)）

? 氟標(biāo)液：10 mg/L（由 100 mg/L 逐級(jí)稀釋，4 ℃ 1 個(gè)月）

? 乙酸鈉 150 g/L：用于微調(diào) pH，避免鹽酸引入額外 Cl? 干擾

Step 1 樣品預(yù)處理

取 25 mL 水樣 → 50 mL 容量瓶 → 乙酸鈉或鹽酸調(diào) pH 5-6（pH 試紙即可）→ 加入 10 mL TISAB → 純水定容 → 搖勻倒入聚乙烯杯

Step 2 第一次電位 E1

插入氟離子選擇電極 + 飽和甘汞電極 → 磁力攪拌 1 min → 待電位穩(wěn)定（≤±0.2 mV/30 s）→ 讀取 E1

Step 3 第二次電位 E2

向同一杯中加入 100 μL 10 mg/L 氟標(biāo)液（增量約 0.2 mg/L）→ 攪拌 1 min → 讀取 E2，要求 ΔE = E2 - E1 = 30-40 mV（25 ℃）

Step 4 計(jì)算（現(xiàn)場(chǎng)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（無需查表）

全程<10 min，單樣耗材成本<1 元

三、性能硬核指標(biāo)

? 檢出限：0.05 mg/L（ΔE = 30 mV 時(shí)）

? 線性：0.05-10 mg/L，r≥0.999（標(biāo)準(zhǔn)曲線驗(yàn)證）

? 重復(fù)性：RSD≤3 %（0.50 mg/L 標(biāo)樣，n=11）

? 溫度補(bǔ)償：內(nèi)置熱敏電阻，自動(dòng)修正 S = 0.198 × (273 + T) mV/decade

四、質(zhì)控“雙鑰匙”

空白：每批 1 個(gè)無氟水，E_blank 與上次差值≤2 mV，否則更換 TISAB

加標(biāo)：樣品加標(biāo) 0.20 mg/L，回收率 90-110 %，失控即重校電極

五、關(guān)鍵陷阱與破解

pH<5 或>6 → OH? or H? 干擾，ΔE 漂移>5 mV

?破解：pH 試紙粗調(diào)+TISAB 緩沖，確保 5-6

溫度波動(dòng)>2 ℃ → S 值變化，結(jié)果偏差 5 %

?破解：現(xiàn)場(chǎng)用保溫箱，電極自帶熱敏電阻實(shí)時(shí)修正

電極老化>1 年 → 斜率<50 mV/decade，靈敏度下降

?破解：每月驗(yàn)證斜率，<52 mV/decade 即換膜

六、快速選型清單

? 電極：氟離子選擇電極（固態(tài) PVC 膜），0-80 ℃

? 參比：飽和甘汞電極或 Ag/AgCl，陶瓷液接界

? 主機(jī)：離子計(jì) 0.1 mV 分辨率，USB 輸出

? 配件：磁力攪拌器、聚乙烯杯 50 mL、0.1 mL 移液器

七、成本與效益

便攜離子計(jì)：0.38 萬元

年測(cè) 300 樣：耗材 0.05 萬元，同比外送（80 元/樣）節(jié)省 2.35 萬元，投資回收期 2 個(gè)月

八、快速記憶口訣

測(cè)氟 0.05 mg/L → pH 5-6+TISAB

要 10 min 出數(shù) → E1-E2 差值 30-40 mV

想野外無電源 → 鋰電離子計(jì)+磁力攪拌

需 GLP 審計(jì) → 電子簽名+溫度補(bǔ)償記錄

一機(jī)還想測(cè) pH → 切換至 pH 模式即可

結(jié)語

從 pH 5-6 的緩沖到 35 mV 的電位跳變，離子電極把 0.05 mg/L 的氟離子變成可觸摸的毫伏數(shù)。用一臺(tái)便攜離子計(jì)，10 分鐘就能讓“氟超標(biāo)”即刻顯形——精準(zhǔn)、綠色、無需大型儀器，正是現(xiàn)代環(huán)境快檢的“電位利劍”。

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