任务二 样品检测与数据采集
2012年3月20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、湘乡市两级环保部门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的工业废水中氟化物的含量呢？
任务目标
1.会填写原始记录表格。
2.会配制所需的溶液。
3.会处理样品。
4.会配制标准色阶及正确比色。
5.说出目视比色技巧。
工作页
（一）任务分析
1.明晰任务流程
2.任务难点分析
样品处理。
3.条件需求与准备
（1）仪器：
比色管：50mL。
（2）试剂
①亚砷酸钠（5g/L）。
②氟化物标准储备溶液 [ρ（F-）=100.0μg/mL]：取氟化钠于105℃烘2h，于干燥器中冷却后，精确称取0.2210g，用水溶解，转入1000mL容量瓶中，以纯水稀释至刻度。
③氟化物标准使用溶液 [ρ（F-）=10.00μg/mL]。
④盐酸。
⑤硫酸。
⑥高氯酸。
⑦茜素磺酸锆酸性溶液。
Ⅰ 茜素磺酸锆溶液：称取0.3g氯氧化锆（ZrOCl2·8H2O）于100mL烧杯中，用50mL水溶解后移入1000mL容量瓶中。另称取0.7g茜素磺酸钠（C14H7O7SNa·H2O）溶于50mL水中，在不断摇动下，缓慢注入氯氧化锆溶液中。充分摇动后，放置澄清。
Ⅱ 混合酸溶液：量取101mL盐酸用水稀释到400mL，另量取33.3mL硫酸，在不断搅拌下，缓慢加入到400mL水中，冷却后将两酸合并。
Ⅲ 茜素磺酸锆酸性溶液：将混合酸倾入盛有茜素磺酸锆溶液的容量瓶中，用水稀释到刻度，摇匀，此溶液在约2h后由红变黄即可使用。此溶液避光保存，可稳定6个月。
（二）任务实施
活动1 溶液配制
配制如表4-3所列溶液。
表4-3 溶液配制
注意事项
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）戴化学防溅眼镜。
（3）戴橡胶手套，穿防酸工作服和胶鞋。
（4）在通风橱中进行操作。
3.亚砷酸钠剧毒，防止进入口中。
活动2 样品和质控样处理
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0.1mg氯加一滴（0.05mL）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。
注意事项
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（145±5）℃。蒸馏水样时，勿使温度超过180℃，以防硫酸过多的蒸出。
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250mL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。
知识链接
水蒸气蒸馏法处理试样
取50mL水样（氟浓度高于2.5mg/L时，可分取少量样品，用水稀释到50mL）于蒸馏瓶（3）中，加10mL高氯酸，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），关闭三通阀当中的阀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，开启三通阀当中的阀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130～140℃，蒸馏速度为5～6mL/min。待接收瓶（1）中馏出液体积约为200mL时停止蒸馏，并用水稀释至200mL，留测定用。
图4-2 水蒸气蒸馏法装置
1—接收瓶（200mL容量瓶）；2—冷凝管（蛇形或球形）；3—蒸馏瓶（250mL直口三口烧瓶）；4—2000mL平底烧瓶（制水蒸气用）；5—可调电炉；6—温度计；7—安全管；8—三通管（排气用）
活动3 配制标准系列溶液
吸取0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、2.50mL、4.00mL、5.00mL和7.50mL氟化物标准使用溶液，分别放入50mL比色管中，并用纯水定容。分别加1.0mL茜素磺酸锆酸性溶液于上述标准溶液中混匀，放置1h或在50℃水中显色20min，冷却至室温即可目视比色。将标准系列氟化物含量分别填入表4-5中。
注意事项
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。
活动4 比色
1.取50mL试样或馏出液置于比色管中，氟含量高于2.5mg/L时，可量取少量试样或馏出液，用水稀释到50mL。加1.0mL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20min，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表4-5中。
2.采用相同的方法测定质控样。
3.空白试验：用50mL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。
注意事项
1.为了提高测定准确度，在与样品颜色相近的标准溶液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。
4.共存离子的影响：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配合物 [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℃。
活动5 结束工作
按照整理、整顿、清扫、清洁、安全、素养、节约要求分工合作开展“7S”活动。
（三）任务数据记录（见表4-4和表4-5）
表4-4 试剂准备
表4-5 工业废水中氟化物的检测原始记录
（四）任务评估（见表4-6）
表4-6 任务评价表 日期
思考题
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
什么叫标准色阶？如何将试样显色液与标准色阶进行比色？