项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物.电子教案教学课件

1、化学工业化学工业出版社出版社 仪器分析技术仪器分析技术项目四项目四 目视目视比色比色法法测定测定工业废水工业废水水中水中氟化物氟化物化学工业化学工业出版社出版社 目目 录录 氟氟是人体必需的微量元素之一，饮用水适宜的氟质量浓度为是人体必需的微量元素之一，饮用水适宜的氟质量浓度为0.51.0 mgL。当饮用水中氟含量不足时，易患龋齿病；但若长期饮用氟质量浓度高于。当饮用水中氟含量不足时，易患龋齿病；但若长期饮用氟质量浓度高于1.0 mg/L的水，则会导致不同程度的氟中毒。而工业上，含氟矿石开采、金的水，则会导致不同程度的氟中毒。而工业上，含氟矿石开采、金属冶炼、铝加工、焦炭、玻璃、电子、电镀、化

2、肥、农药等行业排放的废水属冶炼、铝加工、焦炭、玻璃、电子、电镀、化肥、农药等行业排放的废水中常含有高浓度的氟化物，是对我们生活环境造成污染的主要因素。因此，中常含有高浓度的氟化物，是对我们生活环境造成污染的主要因素。因此，工业废水中氟化物含量的测定就显得尤为重要工业废水中氟化物含量的测定就显得尤为重要。水中氟化物的测定方法主要有：氟离子选择电极法，氟试剂比色法，茜素磺水中氟化物的测定方法主要有：氟离子选择电极法，氟试剂比色法，茜素磺酸锆比色法、硝酸钍滴定法和离子色谱法。本项目通过目视比色分析法测定酸锆比色法、硝酸钍滴定法和离子色谱法。本项目通过目视比色分析法测定工业废水中的氟化物，包括三个工作

3、任务。工业废水中的氟化物，包括三个工作任务。项目导航项目导航化学工业化学工业出版社出版社 项目二 分光光度法测定生活饮用水中的总铁目目 录录2 项目三 黄杨宁片中环维黄杨星D含量（比较法）34 项目五 目视比色法测定液体无机化工产品的色度5 项目六 比浊法测定生活饮用水的浑浊度6 项目七 火焰原子吸收分光光度法测定食品中的锌7认 项目一 认识仪器分析技术1项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物化学工业化学工业出版社出版社 目目 录录 项目九 石墨炉原子吸收分光光度法测定 食品中的铅9 项目十 直接电位法测定表面活性剂水溶液的pH10 项目十一 直接电位法测定生活饮用水中的氟 （标准曲线法）11

4、 项目十二 电位滴定法测定废水中的钡12认 项目八 火焰原子吸收分光光度法测定 化学试剂无水乙酸钠中的镁8化学工业化学工业出版社出版社 目目 录录分 项目十四 直接电位法测定生活饮用水中的氟 （标准加入法）14 项目十五 气相色谱法测定化学试剂丙酮中 水、甲醇、乙醇（归一化法）15 项目十六 气相色谱法测定工业酒精中的高级醇 （内标法）16 项目十七 气相色谱法测定居住区大气中 苯、甲苯和二甲苯（外标法）17 项目十八 顶空气相色谱法测定卷烟条与盒包装纸 中挥发性有机化合物18认 项目十三 自动电位滴定法测定铁矿石中全铁含量13化学工业化学工业出版社出版社 项目四项目四 目视比色法测定工业废水

5、中氟化物目视比色法测定工业废水中氟化物解读国家标准4.14.1样品检测与数据采集4.24.24.34.3撰写检测报告项目四项目四 目视目视比色法测定工业废水中氟化物比色法测定工业废水中氟化物1. HJ 487-2009 水质水质 氟化物的氟化物的测定测定2. GB 8978-1996污水综合排放污水综合排放标准标准化学工业化学工业出版社出版社 4.1 4.1 解解读工业废水中氟化物检测国家标准读工业废水中氟化物检测国家标准随着环境保护意识的增强，大家对于工业废水的排放要求越来越严格，随着环境保护意识的增强，大家对于工业废水的排放要求越来越严格，那么今天我们的检测任务有没有相应标准呢？那么今天我

6、们的检测任务有没有相应标准呢？任务导入任务导入化学工业化学工业出版社出版社 任务目标任务目标会查找方法检出限、精密度会查找方法检出限、精密度会确认所需的仪器会确认所需的仪器会确认所需的试剂会确认所需的试剂4.1 4.1 解读工业废水中氟化物检测国家标准解读工业废水中氟化物检测国家标准化学工业化学工业出版社出版社 4.1 4.1 解读工业废水中氟化物检测国家标准解读工业废水中氟化物检测国家标准阅读与查找标准4.1.1仪器确认4.1.2试剂确认4.1.3安全隐患与防护4.1.4化学工业化学工业出版社出版社 4.1.14.1.1阅读与查找标准阅读与查找标准仔细阅读HJ 487-2009 水质 氟化物

7、的测定，找出本方法的适用范围、检测下限、干扰、方法原理、精密度和准确度等内容，并列出所需的其他相关标准。将查找结果填入表4-1。化学工业化学工业出版社出版社 4.1.14.1.1阅读与查找标准阅读与查找标准1.目视比色法测定原理目视比色法测定原理用眼睛观察和比较试样溶液与标准溶液的颜色深浅，确用眼睛观察和比较试样溶液与标准溶液的颜色深浅，确定被测物质含量的方法称目视比色法。目视比色法最常定被测物质含量的方法称目视比色法。目视比色法最常用的是标准系列法。用的是标准系列法。方法方法原理是将标准溶液配成由低到高不同含量的系列，原理是将标准溶液配成由低到高不同含量的系列，与被测溶液在相同条件下显色，将

8、被测溶液与标准系列与被测溶液在相同条件下显色，将被测溶液与标准系列比较，颜色深度相同表明两者浓度相等，从标准溶液的比较，颜色深度相同表明两者浓度相等，从标准溶液的含量求得被测溶液的含量。含量求得被测溶液的含量。 化学工业化学工业出版社出版社 4.1.14.1.1阅读与查找标准阅读与查找标准设入射光通量为设入射光通量为0，透过标准溶液和被测溶液后的光通，透过标准溶液和被测溶液后的光通量分别为量分别为s和和x，根据朗伯，根据朗伯比尔定律，则比尔定律，则当当溶液颜色深度相同时，溶液颜色深度相同时，s=x ，则，则sbscs = xbxcx。因。因同种有色溶液和相同的入射光，而且所用比色管相同，同种有

9、色溶液和相同的入射光，而且所用比色管相同，所以所以s = x、bs =bx,则则cs = cx。ssscbs100 xxxcbx100 化学工业化学工业出版社出版社 4.1.14.1.1阅读与查找标准阅读与查找标准2.目视比色法测定目视比色法测定方法方法标准系列的比色管用具塞比色管，具塞比色管是一套由同一种玻璃标准系列的比色管用具塞比色管，具塞比色管是一套由同一种玻璃制成的，大小形状完全相同的平底玻璃管（图制成的，大小形状完全相同的平底玻璃管（图4-1），管中有容积标），管中有容积标线，通常分线，通常分10、20、50、100 mL数种。比色时，首先配制一系列已数种。比色时，首先配制一系列已知

10、被测物质浓度的标准溶液。配制的方法是：取一系列具塞比色管知被测物质浓度的标准溶液。配制的方法是：取一系列具塞比色管，放在下面垫有白瓷板的木架上，准确地依次由少到多加入一定浓，放在下面垫有白瓷板的木架上，准确地依次由少到多加入一定浓度的标准溶液，再在每管中加入一定量的显色剂，然后稀释至同样度的标准溶液，再在每管中加入一定量的显色剂，然后稀释至同样的体积，即可得到一系列颜色由浅到深的标准色阶，如图的体积，即可得到一系列颜色由浅到深的标准色阶，如图4-1所示。所示。取同一种比色管加入试液于相同条件下与标准溶液同时显色，稀释取同一种比色管加入试液于相同条件下与标准溶液同时显色，稀释到标准溶液相同的体积

11、，待颜色稳定后，比较试液与标准溶液的颜到标准溶液相同的体积，待颜色稳定后，比较试液与标准溶液的颜色深浅，可得到被测溶液的浓度。若试液与某标准溶液相同，表示色深浅，可得到被测溶液的浓度。若试液与某标准溶液相同，表示浓度相等。若试液的颜色深浅介于相邻两个标准溶液之间，其浓度浓度相等。若试液的颜色深浅介于相邻两个标准溶液之间，其浓度为两者的平均值。为两者的平均值。 化学工业化学工业出版社出版社 4.1.14.1.1阅读与查找标准阅读与查找标准 化学工业化学工业出版社出版社 4.1.14.1.1阅读与查找标准阅读与查找标准如果需要进行的是“限界分析”，即要求某组分含量应在某浓度以下，那么只需要配制浓度

12、为该限界浓度的标准溶液，并与试样同时显色后进行比较。若试样颜色比标准溶液浓度深，则说明试样中待测组分含量已经超出允许的限界。 化学工业化学工业出版社出版社 4.1.14.1.1阅读与查找标准阅读与查找标准3.目视比色法目视比色法特点特点优点：仪器简单、操作方便，适宜于大批样品的分析；由于比色管较长，自上而下观察，即使溶液颜色很浅也容易比较出深浅，灵敏度较高。另外，它不需要单色光，可直接在白光下进行，对浑浊溶液也可以进行分析。缺点：主观误差大、准确度差，而且标准色阶不易保存，需要定期重新配制，比较费时。 化学工业化学工业出版社出版社 4.1.2 4.1.2 仪器仪器确认确认依据查阅的标准，确认所

13、需的各种仪器是否齐全，是否满足标准的要求。将确认结果填入表中。所需仪器检定有效日期化学工业化学工业出版社出版社 4.1.3 4.1.3 试剂确认试剂确认按标准要求确认所需的试剂种类、纯度、数量上是否满足要求，并确认实验室提供的纯水等级是否满足需要并填入表中。试剂名称纯度库存量有效期化学工业化学工业出版社出版社 4.1.4 4.1.4 安全隐患与防护安全隐患与防护查找本项目实施过程中可能存在的安全隐患，并提出预防与防护措施。将查找结果填入表中。安全隐患与防护确认人复核人化学工业化学工业出版社出版社 思考与练习思考与练习一、填空题一、填空题1. 目视比色法测定水质氟化物标准方法的标准号为（ ）。2

14、. 取50 mL试样，用本方法直接测定废水中氟化物时，检出限为（ ），测定下限为（ ），测定上限为（ ）。3.目视比色法要求实验室用水应符合GB/T 6682中（ ）级水规格。二、选择题二、选择题1.本方法测定氟化物时，样品中有硫酸盐存在，能使测定结果（ ）。A、偏低 B、偏高 C、无变化 D、变化不确定2.本方法测定氟化物，采集和贮存样品均应使用（ ）。A、聚乙烯瓶 B、玻璃瓶 C、棕色玻璃瓶 D、任何容器3.本方法测定氟化物时，应调节温度，使试样与标准比色系列之间的温差不超过（ ）。A、1 B、2 C、3 D、4 三、简答题三、简答题1. 简述目视比色法测定工业废水中氟化物的实验原理。2.

15、 试推导HJ 487-2009 水质氟化物的测定中目视比色法的计算公式。化学工业化学工业出版社出版社 4.2 4.2 样品检测与数据采集样品检测与数据采集2012年年3月月20日，有报道称湖南某氟化学有限日，有报道称湖南某氟化学有限公司的工业废水沿着厂区内的废渣堆，源源不公司的工业废水沿着厂区内的废渣堆，源源不断地循着湘乡城郊附近的村庄的渠道流入涟水断地循着湘乡城郊附近的村庄的渠道流入涟水河，严重威胁到市民的饮水安全，湘潭市、湘河，严重威胁到市民的饮水安全，湘潭市、湘乡市两级环保部门已成立联合调查组介入调查乡市两级环保部门已成立联合调查组介入调查。环保部门将通过怎样的具体方案测定该公司。环保部

16、门将通过怎样的具体方案测定该公司的工业废水中氟化物的含量呢？的工业废水中氟化物的含量呢？任务导入任务导入化学工业化学工业出版社出版社 4.2 4.2 样品样品检测与数据采集检测与数据采集任务目标任务目标会原始记录表格的填写会原始记录表格的填写会配制所需的溶液会配制所需的溶液会样品处理会样品处理会带质控样会带质控样检测配制标准色阶及正确比色检测配制标准色阶及正确比色说说出目视比色技巧出目视比色技巧化学工业化学工业出版社出版社 4.2 4.2 样品样品检测与数据采集检测与数据采集配制溶液4.2.1样品和质控样处理4.2.2比色4.2.4显色处理配制标准系列溶液4.2.3结束工作4.2.5化学工业化

17、学工业出版社出版社 4.2.1 4.2.1 溶液配制溶液配制溶液名称浓度体积/mL氟化物标准储备溶液100.0 g/mL1000氟化物标准使用溶液10.00 g/mL1000茜素磺酸锆酸性溶液 1000亚砷酸钠溶液5 g/L100化学工业化学工业出版社出版社 4.2.1 4.2.1 溶液配制溶液配制1. 茜素磺酸钠配制后与锆盐最好分别保存，使用时再按比例混合，以保持试剂的灵敏度。2.人身防护（1）佩戴防酸型防毒口罩。（2）带化学防溅眼镜。（3）戴橡胶手套，穿防酸工作服和胶鞋。（4）工作场所应设安全淋浴和眼睛冲洗器具。（5）在通风橱中进行操作。3. 亚砷酸钠剧毒，防止进入口中。化学工业化学工业出

18、版社出版社 4.2.2 4.2.2 样品和样品和质控质控样处理样处理1.样品处理依据样品不同，采用不同的处理方法：（1）如果水样中含有残留的氯，可按每0.1 mg氯加一滴(0.05 mL)亚砷酸钠溶液，搅匀即可除去。（2）水中干扰物质较多，不能直接用比色法测定时，可进行预蒸馏处理。2.质控样处理配制类似样品含量的质控样，与样品处理方法同样处理。化学工业化学工业出版社出版社 4.2.2 4.2.2 样品和样品和质控质控样处理样处理1.如果水样中有机物含量高时，为避免与高氯酸发生爆炸，用硫酸代替高氯酸（硫酸与水样的体积比为1 1）进行蒸馏，控制温度在（1455） 。蒸馏水样时，勿使温度超过180

19、，以防硫酸过多的蒸出。化学工业化学工业出版社出版社 4.2.2 4.2.2 样品和样品和质控质控样处理样处理2.连续蒸馏几个水样时，可待瓶内硫酸溶液温度降低至120 以下，再加入另一个水样，蒸馏过一个含氟高的水样后，应在蒸馏另一个水样前加入250 mL纯水。用同法蒸馏，以清除可能存留在蒸馏器中的氟化物。3.蒸馏瓶中的硫酸可以多次使用，直至变黑为止。化学工业化学工业出版社出版社 4.2.2 4.2.2 样品和质控样处理样品和质控样处理水蒸气蒸馏法处理试样水蒸气蒸馏法处理试样取50 mL水样(氟浓度高于2.5 mg/L 时，可分取少量样品，用水稀释到50 mL)于蒸馏瓶（3）中，加10 mL 高氯

20、酸，摇匀，按图4-2连接好，开启冷凝管中的回流水。加热平底烧瓶（4），关闭三通阀当中阀B，开启通往空气的阀A，使其沸腾产生水蒸气。同时加热蒸馏瓶（3），待蒸馏瓶（3）内溶液温度升到约130 时，开启三通阀当中阀B，关闭通往空气的阀A，开始通入蒸汽，并维持蒸馏瓶（3）温度在（130140），蒸馏速度为（56）mL/min。待接收瓶（1）中馏出液体积约200 mL时停止蒸馏，并用水稀释至200 mL，留测定用。化学工业化学工业出版社出版社 4.2.2 4.2.2 样品和质控样处理样品和质控样处理 水蒸气蒸馏法装置图1.接收瓶（200 mL 容量瓶） 2.冷凝管（蛇形或球形）3.蒸馏瓶（250 mL

21、 直口三口烧瓶） 4.2000 mL 平底烧瓶（制水蒸汽用）5.可调电炉 6.温度计 7.安全管 8.三通管（排气用）化学工业化学工业出版社出版社 4.2.3 4.2.3 配制标准配制标准系列溶液系列溶液吸取0.00、0.50、1.00、2.00、2.50、4.00、5.00和7.50 mL氟化物标准使用溶液，分别放入50 mL比色管中，并用纯水定容。此标准系列氟化物含量分别为： 0.00、 5.00、 10.00、 20.00 、25.00、40.00、50.00 和 75.00 g。分别加 1.0 mL茜素磺酸锆酸性溶液于上述标准溶液中混匀，放置 1 h 或在 50 水中显色 20 min

22、，冷却至室温即可目视比色。(选择的标准溶液中， 至少有两个低于和两个高于试样中氟化物的浓度， 通常以 50 g/L 或 100 g/L 的氟为间隔) ，将标准系列氟化物含量分别填入数据记录表中。化学工业化学工业出版社出版社 4.2.3 4.2.3 配制标准配制标准系列溶液系列溶液1.比色管的几何尺寸和材料（玻璃颜色）要相同，否则将影响比色结果；2.洗涤比色管时，不能使用重铬酸钾洗液洗涤，若必须使用，应依次使用硫酸-硝酸混合酸、自来水、蒸馏水洗涤为宜。化学工业化学工业出版社出版社 4.2.4 4.2.4 比色比色1.取50 mL 试样或馏出液置于比色管中，氟含量高于2.5 mg/L 时，可量取少

23、量试样或馏出液，用水稀释到50 mL。加1.0 mL 茜素磺酸锆酸性溶液于比色管中混匀，放置1h 或在50 水中显色20 min，冷却至室温即可与标准系列进行目视比色，将比色测定的结果填入记录表中。2.采用相同的方法测定质控样。3.空白试验：用 50 mL 经预处理后的水样代替样品，采用相同的方法进行空白测定。化学工业化学工业出版社出版社 4.2.4 4.2.4 比色比色 化学工业化学工业出版社出版社 4.2.4 4.2.4 比色比色1.为了提高测定准确度，在与样品颜色相近的标准溶液的浓度变化间隔要小一些。2.不能在有色灯光下观察溶液颜色，否则会产生误差。3.观察溶液颜色应自上而下垂直观察。化

24、学工业化学工业出版社出版社 4.2.4 4.2.4 比色比色4.共存离子影响：样品中有硫酸盐、磷酸盐、铁、锰的存在，能使测定结果偏高，铝可与氟离子形成稳定的络合物(AlF6)3，使测定结果偏低。 5.茜素磺酸锆与氟离子在作用过程中颜色的形成，受各种因素的影响，因此在分析时，要控制样品、空白和标准系列加入试剂的量，反应温度、放置时间等条件必须一致，试样与标准比色系列之间的温差不超过 2 。化学工业化学工业出版社出版社 4.2.5 4.2.5 关机关机和结束工作和结束工作1. 测量完毕，测量完毕，清洗比色管，控干后收藏；清洗比色管，控干后收藏；2. 清理清理实验实验工作台。工作台。化学工业化学工业

25、出版社出版社 思考与练习思考与练习一、填空题一、填空题1. HJ 487-2009 水质氟化物测定中，如果有铝存在，铝可与氟离子形成（ ），导致测定结果（ ）。2. 空白和标准系列（ ）、（ ）、（ ） 等条件必须一致。3. 如果试样中含有余氯，按每毫克余氯加入（ ），混匀，将余氯除去。二、简答题二、简答题什么叫标准色阶？如何将试样显色液与标准色阶进行比色？化学工业化学工业出版社出版社 4.3 4.3 撰写撰写检测报告检测报告湖南某氟化学有限公司工业废水中氟含量的测定项目已经完成，测定结果湖南某氟化学有限公司工业废水中氟含量的测定项目已经完成，测定结果也已经出来。但如何准确、规范地表达测定结果

26、并判断其是否超标将是我也已经出来。但如何准确、规范地表达测定结果并判断其是否超标将是我们下一步的具体任务。们下一步的具体任务。任务导入任务导入化学工业化学工业出版社出版社 2.6 2.6 撰写检测报告撰写检测报告任务目标任务目标会目视比色法处理数据会目视比色法处理数据会判断检测数据有效性会判断检测数据有效性会撰写检测报告会撰写检测报告说出说出目视比色法定量依据目视比色法定量依据说出目视比色法定量方法说出目视比色法定量方法化学工业化学工业出版社出版社 4.3 4.3 撰写检测报告撰写检测报告撰写报告4.3.2样品计算4.3.1化学工业化学工业出版社出版社 4.3.14.3.1样样品品计算计算1.

27、 根据目视比色结果，计算水样中氟化物的质量浓度水样中氟化物(F- )质量浓度按下式进行计算，单位mg/L：式中： 水样中氟化物(F- )的质量浓度，mg/L； m由标准系列给出的氟化物质量，g； V 2 试份的体积 (比色时取样体积) ，mL； V 1 试样体积( 取原水样蒸馏体积)，mL。化学工业化学工业出版社出版社 4.3.2 4.3.2 样品样品计算计算1.共存离子影响：样品中有硫酸盐、磷酸盐、铁、锰的存在，能使测定结果偏高，铝可与氟离子形成稳定的络合物（AlF6）3-，使测定结果偏低。2.茜素磺酸锆与氟离子在作用过程中颜色的形成，受各种因素的影响，因此在分析时，要控制样品、空白和标准系列加入试剂的量，反应温度、放置时间等条件必须一致, 试样与标准比色系列之间的温差不超过2。化学工业化学工业出版社出版社 4.3.3 4.3.3 撰写撰写报告报告抽样地点 样品编号 检测项目检测结果限值本项结论备注 以下空白化学工业化学工业出版社出版社 4.3.3 4.3.3 撰写撰写报告报告拓展知识拓展知识污水综合排放标准GB 8978-1996为贯彻国家环境保护法、水污染防治法和海洋环境保护法，控制水污染、保护河流、湖泊、运河、渠道、水库和海洋等地面水以及地下水水质的良好状态，保障人体健康，维护生态平衡，促进国民经