砷的测定电子教案

1、水环境监测课程单元教学计划教师姓名学时数日期班级上课地点课程（学习领域）名称水环境监测项目五工业废水污染监测单元主要教学内容任务6 砷测定教学目标能力（技能）目标知识目标素质目标（1）能完成水中砷测定的材料清单编制和实验实训准备工作；（2）能完成砷水样采集和指标测定；（3）能正确使用原子荧光光度计；（4）能正确处理数据和编写监测报告。（1）熟悉砷水样的采样及保存方法；（2）理解砷测定的方法原理、过程要点及注意事项；（3）熟悉采样记录填写及分析过程质量控制措施；（4）掌握原子荧光光度计的结构、原理、操作规程、定量方法及注意事项。（1）整洁、有序、安全和规范的良好实验习惯；（2）实事求是、严谨认真

2、、踏实负责的工作态度；（3）团队合作意识和分析问题、解决问题的能力。能力训练任务工业废水中砷含量测定的实验准备和测定教学重点教学难点1.重点：（1）)水样的采集、干扰及消除的方法；（2）水样的消解操作；（3）原子荧光仪的操作；（4）原子荧光仪测定结果的数据处理。2.难点：（1）原子荧光仪的操作；（2）原子荧光仪测定结果的数据处理。教学方法、手段任务驱动，讲授、讨论，多媒体教学，和现场训练相结合教学组织形式1.课前准备：（1）学生预习工业废水中砷测定实训的相关内容；（2）2实验小组（4-6人）合作完成砷指标购物计划、准备计划；（3）教师指导下，学生实验小组（全班轮流，每组8-10人）准备实训所用

3、仪器、试剂，搞好实训室卫生及整理工作。（另：提前安排学生到工厂废水出水口取样）2.实训课上：（1）老师讲解实验的目的、原理、操作步骤和注意事项等；（2）实验小组边学边做，完成实训操作；（3）老师巡查指导，及时规范学生操作，提醒学生养成良好的实验习惯，注意用水用电和人身安全；（4）操作结束，小组学生共同分析测定结果的合理性和改进措施，完成实训报告，按时上交实训报告；（5）安排学生整理实验台，值日学生检查、记录每个小组实验台面的整理情况，给出成绩等级。3.实训课后：（1）老师批阅实训报告，登记成绩后下发；（2）教师总结、点评本次实验得失。作 业（1） 砷测定的实验报告；（2）预习氟化物测定。备 注

4、项目四 工业废水污染监测任务6 砷的测定（氢化物发生-原子荧光法）砷是一种有毒元素，可以在体内蓄积，已有的研究表明，对人的心肺、呼吸、神经、造血、免疫系统会造成不同程度的损伤；甚至产生致癌、致畸、致突变作用，砷被国际癌症研究机构列为致癌危险性物质。随着砷在工业中的广泛应用，使得其危害问题更为突出。农药厂、氮肥厂、硫酸厂、锰铁合金冶炼厂等工矿企业排放的工业废水，是水体中砷污染的主要来源。现在，砷元素是水常规必检项目。不仅环保部门对工业排放废水中砷含量有严格限制，规定其浓度不得超过0.5毫克/升，我国现行的生活饮用水卫生标准( GB57492006)、地表水环境质量标准( GB38382002)等

5、多个水环境标准中也均规定了其浓度限值。目前测定水中总砷的方法包括砷斑法、二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法、硼氢化钾-硝酸银分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光法、电感耦合等离子体质谱法等，这些方法各有其特点。砷斑法，只能半定量分析，重现性差。原子吸收光谱法简便快捷，灵敏度高，但干扰因素较多。电感耦合等离子体质谱技术（ICP-MS），具有其它仪器无可比拟的性能，灵敏、准确、干扰少、动态范围宽、谱线简单、分析速度快，但仪器价格昂贵，维持成本高。目前水体中砷的标准分析方法是二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法、硼氢化钾-硝酸银分光光度法和原子荧光法。原子荧光法与前二种方法相比，具有操作简便、用量少、灵敏

6、度和准确度高、测量重现性好、自动化程度高，适合大批量分析等特点。 所以工业废水中砷测定，主要介绍原子荧光法(水质 汞、砷、硒、铋和锑的测定 原子荧光法HJ694-2014)。2. 原子荧光法测定水中砷原子荧光法（水质-汞、砷、硒、铋和锑的测定-原子荧光法HJ694-2014)，适用于地表水、地下水、生活污水和工业废水中汞、砷、硒、铋和锑的测定。 本方法砷的检出限为0.3 g/L，测定下限为1.2 g/L。样品经预处理，其中各种形态的砷均转变成三价砷（As3+），加入硼氢化钾（或硼氢化钠）与其反应，生成气态氢化砷，用氩气将气态氢化砷载入原子化器进行原子化，以砷高强度空心阴极灯做激发光源，砷原子受

7、光辐射激发产生荧光，利用荧光强度在一定范围内与溶液中砷含量成正比的关系计算样品中的砷含量。水样中含有悬浮物、余氯、钙镁等金属离子、硫化物和有机物时会产生干扰，含有此类物质时要作适当处理，以消除对测定的影响。（1）酸性介质中能与硼氢化钾反应生成氢化物的元素会相互产生干扰，加入硫脲+抗坏血酸溶液可以基本消除干扰。（2）高于一定浓度的铜等过渡金属元素可能对测定有干扰，加入硫脲+抗坏血酸溶液可以消除绝大部分的干扰。在所介绍的实验条件下，样品中含100mg/L以下的Cu2+、50mg/L以下的Fe3+、1mg/L以下的Co2+、10mg/L以下的Pb2+和150mg/L以下的Mn2+不影响测定。（3）常

8、见阴离子不干扰测定。（4）物理干扰消除：选用双层结构石英管原子化器，内外两层均通氩气，外面形成保护层隔绝空气，使待测元素的基态原子不与空气中的氧和氮碰撞，降低荧光淬灭对测定的影响。除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯化学试剂，实验用水为新制备的去离子水或蒸馏水。（1）盐酸：(HCl) = /ml，优级纯；（2）硝酸：(HNO3) = /ml，优级纯；（3）高氯酸(HClO4) = /ml，优级纯；（4）氢氧化钠(NaOH)；（5）硼氢化钾（KBH4)；（6）硫脲(CH4N2S)；（7）抗坏血酸(C6H8O6)；（8）三氧化二砷(As2O3)；（9）盐酸溶液：1+1；（10）盐酸溶液：

9、1+95；（11）盐酸-硝酸溶液：分别量取300ml盐酸和100ml硝酸，加入400ml水中，混匀。（12）硝酸-高氯酸混合酸：用等体积硝酸和高氯酸混合配制，临用时现配。（13）硼氢化钾溶液（还原剂）：称取氢氧化钠溶于100ml水中，加入硼氢化钾，混匀。临用时现配，存于塑料瓶中。（14）硫脲-抗坏血酸溶液：称取硫脲和抗坏血酸各，用100ml水溶解，混匀，测定当日配制。（15）砷标准贮备液(As)=100mg/L：购买市售有证标准物质，或称取于105干燥2h的优级纯三氧化二砷溶解于5ml 1mol/L氢氧化钠溶液中，用1mol/L盐酸溶液中和至酚酞红色褪去，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标

10、线，混匀。贮存于玻璃瓶中，4下可存放2年。（16）砷标准中间液(As)=1.00mg/L：移取5.00ml砷标准贮备液于500ml容量瓶中，加入100ml盐酸，用水稀释至标线，混匀，4下可存放1年。（17）砷标准使用液：(As)=100g/L：移取10.00ml砷标准中间液于100ml容量瓶中，加入20ml盐酸，用水稀释至标线，混匀，4下可存放30d。（18）氩气：纯度99.999%。（1）原子荧光光谱仪；（2）砷元素灯；（3）可调温电热板；（4）恒温水浴装置：温控精度1；（5）分析天平：精度为；（6）采样容器：硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶（桶）。（7）实验室常用器皿：符合国家标准的A级玻璃量器和玻璃

11、器皿。（1）样品的采集与保存：样品采集用硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶（桶），按每升水样中加入2ml盐酸（(HCl) = /ml，优级纯）的比例加入盐酸，样品在4冰箱中保存期为14d。（2）样品准备：量取50.0mL混匀后的样品于150mL锥形瓶中，加入5ml硝酸-高氯酸混合酸（1:1，v/v），于电热板上加热至冒白烟，冷却。再加入5ml盐酸溶液（1:1，v/v），加热至黄褐色烟冒尽，冷却后移入50ml容量瓶中，加水稀释定容，混匀，待测。（3）空白试样准备：以水代替样品，按试样制备的步骤制备空白试样。（4）仪器调试：依据仪器使用说明书调节仪器至最佳工作状态。参考测量条件如下：表1 参考测量条件元素负高压

12、（V）灯电流（mA）原子化器预热温度( )载气流量（ml/min）屏蔽气流量（ml/min）积分方式As26030040602004009001000峰面积（4）校准标准系列配制：分别移取0、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00ml砷标准使用液于50ml容量瓶中，分别加入10ml盐酸溶液（1+1）、10ml硫脲-抗坏血酸溶液，室温放置30min（室温低于15时，置于30水浴中保温30min）用水稀释定容，混匀。 表2 标准系列质量浓度 元素标准系列质量浓度（g/L）As0 （5）校准曲线的绘制：参考前面提供的测量条件或采用自行确定的最佳测量条件，以盐酸溶液（5+95）为载流，硼氢化

13、钾溶液为还原剂，浓度由低到高依次测定砷元素标准系列的原子荧光强度，以原子荧光强度为纵坐标，砷元素的质量浓度为横坐标，绘制校准曲线。（7）试样测定：量取5.0ml制备好的待测试样于10ml比色管中，加入2ml盐酸溶液（1+1），2ml硫脲-抗坏血酸溶液，室温放置30min（室温低于15时，置于30水浴中保温30min），用水稀释定容，混匀，按照与绘制校准曲线相同的条件进行测定。超过校准曲线高浓度点的样品，对其消解液稀释后再进行测定，稀释倍数为。（8）空白试验：按照测定校准曲线相同的步骤测定空白试样。（1）结果计算：式中：C样品中待测砷元素的质量浓度，g/L；C1由校准曲线上查得的试样中砷元素的质

14、量浓度，g/Lf试样稀释倍数（样品若有稀释）V1分取后测定试样的定容体积，ml；V分取试样的体积，ml。（2）结果表示：当砷的测定结果小于10g/L时，保留小数点后一位；当测定结果大于10g/L时，保留三位有效数字。（1）样品的采样和保存按照要求进行；（2）样品测定的同时要测定实验室空白一个，全程空白的测试结果应小于方法检出限。（3）每次样品分析应绘制校准曲线，校准曲线的相关系数应大于或等于0.995。（4）样品分析时至少测定10%的平行双样，样品数少于10时，至少测定一个平行双样。测试结果的相对偏差应不大于20%。（5）每批样品至少测定10%的加标样，样品数小于10时，至少测定一个加标样。加标回收率控制在70%130%之间。（1）硼氢化钾是强还原剂，极易与空气中的氧气和二氧化碳反应，在中性和酸性溶液中易分解产生氢气，所以配