测试原理

煤样和少量石英砂混合，在1100℃高温下与氧气和水蒸气混合气流中燃烧和水解，煤中各种形态的氟化物被转换为挥发性氟化物进入了冷凝水中并定量地溶于水中，以氟电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，用标准加入法测得样品溶液中氟氯离子浓度，计算出煤中的氟氯含量。


 

测氟所需试剂和材料

（1）水：GB/T 6682，二级。

（2）石英砂（SiO2）：粒度0.5mm~1.0mm。

（3）氧气：纯度99.5%以上。

（4）无水乙醇：相对密度（20℃）0.79g/mL。

（5）氢氧化钠溶液：10g/L。称取1g优级纯氢氧化钠溶于100mL水中。

（6）硝酸溶液：（1+5）（V1+V2）。量取体积为20mL（V1）的优级纯浓硝酸倒入体积为100mL（V2）水中混均。

（7）总离子强度调节缓冲溶液：称取294.0g二水合柠檬酸三钠和20.0g硝酸钾溶于约800mL水中，用硝酸溶液调节溶液的pH至6.0，再用水稀释到1L，贮于不含氟的塑料瓶中备用。

（8）氟标准储备溶液：1000μg/mL：称取预先在120℃干燥约2h的优级纯氟化钠2.2101g于烧杯中，加水溶解，用水洗入1000mL容量瓶中并稀释到刻度，摇匀，贮于不含氟的塑料瓶中作为储备溶液备用。

（9）氟标准工作溶液：100μg/mL，250μg/mL，500μg/mL。用氟标准储备溶液分别配置100μg/mL、250μg/mL、500μg/mL的标准工作溶液。贮于不含氟的塑料瓶中作为储备溶液备用。

（10）溴甲酚绿指示剂：乙醇溶液，10g/L。称取1g溴甲酚绿指示剂溶于100mL无水乙醇中。

（11）瓷舟：长约77mm，高约8mm，耐温1100℃以上。

（12）送样推杆：带硅胶塞，顶端弯曲成圆盘状，耐高温1100℃以上的金属杆。

（13）单标线容量瓶：100mL，A级。

（14）单标记移液管：1mL，2mL，5mL和10mL，A级。


测氟实验步骤:

 仪器准备

1．装配好全套仪器，连接好电路、气路和冷却水路，燃烧管出气口端塞进少许高温棉。打开仪器电源开关，将炉温升温到1100℃。

2．往平底烧杯中加入约300mL水并加热至沸腾，开通冷凝管冷却水。塞紧进样推杆硅胶塞，在平底烧杯中水沸腾之前通入氧气，调节氧气瓶气流量为400mL/min，水蒸气发生器的蒸发量约2mL/min，检查系统不漏气后，通入水蒸气和氧气空蒸15min。

燃烧水解

1．称取（0.50±0.01g）一般分析试验煤样（称准至0.0002g）和0.5g石英砂，放在燃烧舟里混合，再用约0.5g石英砂铺盖在上面。

2．将100mL容量瓶放在冷凝管末端接收冷凝液。通入氧气和水蒸气，取下进样推杆，把燃烧舟放入管内，插入进样推杆、塞紧橡皮塞。将瓷舟前端推到预先测好的约300℃区域停留5min；接着推进到约600℃区域停留5min；再推进到约900℃区域停留5min；把瓷舟推到1100℃的恒温区继续燃烧分解15min。在整个操作过程中，调节水蒸气发生器的蒸发量，水解开始15min内，容量瓶中每分钟收集约3mL，后15min，每分钟收集约2.5mL，总体积应控制在85mL以内。

3．燃烧-水解完成后，水蒸汽发生器停止加热。取下容量瓶，停止送氧气。取下进样推棒，用带钩的镍铬丝取出燃烧舟。

4．往盛有冷凝液的容量瓶中加3滴溴甲酚绿指示剂，用氢氧化钠溶液中和到指示剂刚变蓝色。加入10mL总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释到刻度，摇匀，放置30min后进行电位测量。

电位测量

1．滴定准备

   在100mL烧杯中加入一定量的水，连接好电位测量装置，开动搅拌器，更换烧杯中水的次数，直至数字式离子计（或毫伏计）显示的电位达到氟电极的空白电位。

2．氟电极实际斜率测定

   a．在5个用水冲洗过的100mL容量瓶中，分别加入100ug/mL的氟标准工做溶液1mL，3mL，5mL，7mL和10mL，加入3滴溴甲酚绿指示剂，10mL总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释到刻度，摇匀，静置30min。

   b．将溶液倒入100mL烧杯中，用电位测量装置测量电位，测量每个标准溶液时，电极插入深度、搅拌速度等要求一致。测量完一个试液后应将氟电极在水中清洗，直至达到空白电位值，再进行下一个试液测定。

   C．以溶液的响应电位（mV）为纵坐标，相应的浓度对数为横坐标，在单对数坐标纸上作图，曲线上lgC=0和lgC=1两点所对应的响应电位只差即为该电极的实际斜率。或用一元线性回归方程计算该电极的实际斜率。当电极实际斜率低于55.0时，则应抛光电极，或更换新的电极。

注：氟离子选择电极斜率理论值为59.2，当电极实际斜率低于55.0时，则应抛光电极，或者更换新的电极。


样品溶液电位测量

   将制备好的样品溶液转入100mL烧杯中，放入搅拌子，插入氟电极和饱和甘汞电极（注：插入深度、搅拌速度应和测量氟电极实际斜率时一致），开动搅拌器，待电位稳定后记录响应电位值E1，立即加入1.00mL氟标准溶液，待电位稳定后记录响应电位值E2。