項目五

工業(yè)廢水監(jiān)測

教學目標1實驗方法和

原理2學生實驗33數(shù)據(jù)處理44任務(wù)4

氟化物的測定能力目標獨立完成實驗準備工作；能正確熟練使用電位計；能正確分析測試樣品,并能解決分析中出現(xiàn)的常見問題；能正確處理數(shù)據(jù)和編寫監(jiān)測報告。教學目標知識目標理解廢水中氟化物測定指標含義；熟悉采樣及處理方法；理解指標測定方法原理；熟悉測定過程及注意事項；熟悉采樣記錄填寫及分析過程采取的質(zhì)量保證措施；掌握電位計結(jié)構(gòu)、原理、操作規(guī)程及注意事項;掌握定量方法及數(shù)據(jù)處理方法。教學目標素質(zhì)目標培養(yǎng)良好的實驗習慣，保持實驗室整潔、有序、安全、規(guī)范；培養(yǎng)學生實事求是、嚴謹認真、踏實負責的工作態(tài)度；提高學生自學能力、團隊合作意識及責任意識；培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力。教學目標氟化物指含氟為-1氧化態(tài)的二元化合物。包括無機氟化物和有機氟化物。氟廣泛地存在于自然界當中，隨著工業(yè)的發(fā)展，如鋁、玻璃、陶瓷、硫酸、磷肥等工業(yè)都可排出大量含氟廢氣、廢水污染附近的水體、土壤、大氣，使人類、家畜、農(nóng)作物等受到氟的危害.污水綜合排放標準GB8978-1996水體含氟量<0.5mg/L。我國水資源狀況一方面是水源的不足，一方面又是由于工業(yè)的發(fā)展帶來了大量的污水和廢水。因此。合理用水、控制水體污染、保護水資源已是非常急迫的任務(wù)，也是環(huán)境工作者的責任課程引入氟化物超標8.65倍課程引入被氟化物污染的水課程引入被氟化物污染的水課程引入氟化物監(jiān)測課程引入氟化物處理課程引入賞心悅目的池水課程引入測定方法水中氟化物的測定方法主要有：氟離子選擇電極法，氟試劑比色法，茜素磺酸鋯比色法和硝酸釷滴定法;電極法選擇性好，適用范圍寬，水樣渾濁，有顏色均可測定，測量范圍為0.05-190mg/L;比色法適用于含氟較低的樣品;氟試劑法可以測定0.05-1.8mg/L（F﹣）；茜素磺酸鋯目視比色法可以測定0.1—2.5mg/L（F﹣），由于是目視比色，誤差比較大。

電位分析法是通過測定在零電流條件下的電極電位和濃度間的關(guān)系進行分析測定的一種電化學分析法。電位分析法一般使用一支指示電極和一支參比電極。其中，指示電極的電極電位與待測離子的活度符合能斯特方程：實驗原理

由氟離子選擇電極、銀－氯化銀電極與待測試樣溶液組成原電池，測量得到的電動勢E與氟離子活度aF-的對數(shù)呈線性關(guān)系為式中：K—常數(shù)；R—氣體常數(shù)，取值8.314伏特，庫侖/開·摩爾；T—絕對溫度；F為法拉第常數(shù)96487庫侖。實驗原理

若在待測試液中加入適量的惰性TISAB，使離子強度保持不變，即使離子的活度系數(shù)為一常數(shù)，那么上式的氟離子活度aF-便可用其濃度〔F-〕來代替，在25℃，上述表達式可改寫為

E=K1-0.059lg〔F-〕

式中：K1為常數(shù)；由上式可見，電動勢E與Lg〔F-〕成線性關(guān)系。因此，只要作出E對Lg〔F-〕的標準曲線，便可由水樣測得E，從標準曲線上求得的水樣中氟離子的濃度。實驗原理

PHSJ－4A型酸度計；CSBF－1型氟電極；甘汞電極；磁力攪拌器容量瓶100ml7個移液管50ml1支；1ml1支；10ml2支聚乙烯燒杯100ml1個濾紙鑷子儀器50ml容量瓶試劑加入電極處理測定溶液配制按照濃度從小到大需要配制6種溶液標準溶液樣品溶液總離子強度調(diào)節(jié)緩沖液(TISAB)氟離子選擇電極的準備實驗步驟在電位計上測定氟標準溶液和水樣的電極電位

0.100mol/L氟化鈉標準溶液：稱取4.1988克氟化鈉與燒杯中，用去離子水溶解后，轉(zhuǎn)移至1000ml容量瓶中稀釋至刻度，搖勻，儲存于聚乙烯瓶中，備用。

試劑總離子強度調(diào)節(jié)緩沖液(TISAB)：NaCl等：高濃度電解質(zhì)用以維持溶液具有相同的活度系數(shù)，消除溶液間離子強度差異對電位的影響。檸檬酸鹽：比F-更強的絡(luò)合劑，優(yōu)先與干擾離子相結(jié)合，從而使氟離子從絡(luò)合物中游離出來。醋酸、鹽酸、氫氧化鈉等：形成檸檬酸鹽、醋酸鹽的pＨ緩沖體系。pH值過低，H+與F-反應(yīng)生成HF，從而降低溶液中F-含量,檢測結(jié)果偏低。pH值過高，OH-與氟電極的敏感膜上的La反應(yīng)生成會La(OH)3，影響氟電極響應(yīng)特性。試劑學生實驗采樣使用聚乙烯瓶采集和貯存水樣(因為F-易和玻璃成分的Si、B起反應(yīng)，或吸附在器壁表面，致使氟化物濃度下降

)如果水樣中氟化物含量不高、pH值在7以上，也可以用硬質(zhì)玻璃瓶貯存。氟離子選擇電極的準備將氟電極在去離子水中浸泡8小時或過夜；或在1×10-3mol/LNaF溶液中浸泡1~2小時，然后用蒸餾水清洗數(shù)次直至測得的電位值約為-300mV(此值各支電極不同)。若氟離子選擇電極暫不使用，宜于干放。學生實驗學生實驗標準曲線的繪制首先配制合適濃度的氟標準系列，用移液管吸取10ml0.100mol/L的氟化鈉標NaF標液和10mlTISAB緩沖液，于100ml容量瓶(比色管）中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻，此溶液為標準使用液10-2mol/L，逐級稀釋配成濃度為10-2，10-3，10-4，10-5，10-6mol/L的一組標準溶液。將上述標準溶液依次倒入小聚乙烯塑料燒杯中(浸沒電極即可)，插入氟離子選擇電極和飽和甘汞電極，連接線路，放入攪拌子，開動攪拌器，由稀至濃分別測量標準溶液的電位值，待電位值穩(wěn)定后讀取讀數(shù)。每次測定前用被測試液清洗電極、燒杯以及攪拌子。標準溶液測量完畢后將電極用蒸餾水清洗直至測得電位值-300mV左右待用。學生實驗水樣的測定10.00mL水樣+10.00mLTISAB→蒸餾水定容至100.00mL于標準曲線相同條件下測定其電位值E1，從標準曲線計算出相應(yīng)的氟含量，進一步解出水樣中的氟含量。在上未知水樣溶液加入1.00mL標液(10-3mol/L)，混勻后繼續(xù)測定其平衡電位E2。計算水樣中的氟含量。標準曲線法標準加入法學生實驗標準曲線法數(shù)據(jù)記錄和處理4.53×10-64.17×10-68.06×10-68.39×10-64.35×10-68.22×10-64.11×10-54.35×10-51020300302286285水樣水樣1水樣2V/mL1020E/mV300302286285C(F-)/mol.L-14.53×10-64.17×10-68.06×10-68.39×10-6平均值/mol.L-14.53×10-68.22×10-6水樣中F含量/mol.L-14.35×10-54.11×10-5數(shù)據(jù)記錄和處理標準加入法CF-=nCx氟電極浸入待測液中，應(yīng)使單晶膜外不要附著水泡，以免干擾讀數(shù)。電極在實驗前與實驗結(jié)束時都必須清洗至一定數(shù)（E>320mv）以防污染。使用聚乙烯苯塑料杯，因為F-與玻璃會起作用。標準加入法測定時應(yīng)注意待測液體積已知且準確測定過程中攪拌溶液的速度應(yīng)恒定。慮電極達平衡電位的時間，不要急于讀，等指示穩(wěn)定后在讀，溶液愈稀，達到穩(wěn)定所需要的時間越長.注意事項以E－lg[F－]繪制標準曲線。由于氟化鈉有毒，因此在使用時應(yīng)特別注意。氟化鈉粉塵和蒸氣對皮膚有刺激作用，可以引起皮炎。皮膚接觸：脫去被污染的衣著，立即用流動