陰離子表面活性劑的測定-電子教案

1、水環(huán)境監(jiān)測課程教案教師姓名姚進一教學(xué)時數(shù)4日 期班 級上課地點項目水處理工藝單元進水出水監(jiān)測任務(wù)陰離子表面活性劑的測定教學(xué)目標(biāo)能力目標(biāo)知識目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)（1）能編制測定陰離子表面活性劑的實訓(xùn)材料清單和做準(zhǔn)備工作；（2）能完成水樣的采集、預(yù)處理和保存運輸；（3）能完成分析測定操作；（4）能根據(jù)質(zhì)量控制要求，正確處理數(shù)據(jù)，編寫監(jiān)測報告。（1）理解陰離子表面活性劑的含義；（2）熟悉國標(biāo)水質(zhì)-陰離子表面活性劑的測定-亞甲基藍(lán)分光光度法GB 7494-87相關(guān)內(nèi)容和要求；（3）掌握亞甲基藍(lán)分光光度法測定陰離子表面活性劑的原理；（4）掌握測定結(jié)果的數(shù)據(jù)處理方法。（1）培養(yǎng)安全、規(guī)范、整潔、有序的分析習(xí)慣；（

2、2）培養(yǎng)實事求是、一絲不茍的工作態(tài)度；（3）提高自主學(xué)習(xí)、團隊合作能力；（4）提高分析問題、解決問題的工作能力。能力訓(xùn)練任務(wù)亞甲基藍(lán)分光光度法測定陰離子表面活性劑教學(xué)重點教學(xué)難點重點：（1）試劑及標(biāo)準(zhǔn)系列配制；（2）萃取操作；（3）分光光度測定與數(shù)據(jù)處理。難點：標(biāo)準(zhǔn)系列及樣品溶液的萃取操作。教學(xué)方法、手段知識講解：問題探究、現(xiàn)場教學(xué)與傳統(tǒng)講授相結(jié)合的多媒體教學(xué)；實驗實訓(xùn)：任務(wù)驅(qū)動下學(xué)生主體的教、學(xué)、做一體化實訓(xùn)活動。教學(xué)組織形式1.課前準(zhǔn)備：實驗小組（4-6人）預(yù)習(xí)實訓(xùn)內(nèi)容，編寫亞甲基藍(lán)分光光度法測定陰離子表面活性劑的測定材料清單，檢查相關(guān)儀器是否到位，再在教師指導(dǎo)下完成實驗實訓(xùn)準(zhǔn)備工作。2.

3、實驗實訓(xùn)：（1）教師簡介陰離子表面活性劑測定方法及其原理，指導(dǎo)學(xué)生進行相關(guān)準(zhǔn)備工作；（2）教師檢查學(xué)生課前準(zhǔn)備情況；（3）學(xué)生以組為單位進行試劑配制；（4）學(xué)生以組為單位進行標(biāo)準(zhǔn)系列配制和樣品溶液準(zhǔn)備；（5）教師指導(dǎo)學(xué)生對標(biāo)準(zhǔn)系列及樣品溶液進行萃取操作；（6）分光光度測定及數(shù)據(jù)處理；（7）教師巡查指導(dǎo)實訓(xùn)過程，并解決個別問題；（8）實訓(xùn)操作結(jié)束，小組成員共同討論分析方法與過程，將定稿后的實訓(xùn)報告上交；（9）整理儀器，值日學(xué)生檢查各小組實驗臺面整潔情況，與評分評分小組一起給出成績；（10）實訓(xùn)小組匯報陰離子表面活性劑測定成果、得失和建議。3.總結(jié)評價：老師批閱實訓(xùn)報告，登記成績后下發(fā)，點評總結(jié)實

4、訓(xùn)活動。作 業(yè)（1）編寫亞甲基藍(lán)分光光度法測定陰離子表面活性劑的測定材料清單；（2）完成亞甲基藍(lán)分光光度法測定陰離子表面活性劑的實訓(xùn)報告；（3）預(yù)習(xí)任務(wù)6 總氮的測定。備 注水處理工藝單元進水出水監(jiān)測陰離子表面活性劑的測定1 陰離子表面活性劑測定方法及其原理1.1 陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑主要是指烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉等的有機化合物，是普通合成洗滌劑的主要成分，也稱陰離子洗滌劑。使用最廣泛的陰離子表面活性劑是直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）。1.2 測定方法陰離子表面活性劑屬于次甲基藍(lán)活性物質(zhì)（MBAS），這類物質(zhì)能和次甲基藍(lán)絡(luò)合，形成易溶于氯仿的有色物，因而一般采用次甲基藍(lán)

5、做顯色劑，再在一定條件下采用氯仿萃取，進行分光光度測定，也稱次甲基藍(lán)分光光度法，或稱次甲基藍(lán)比色法。1.3 次甲基藍(lán)分光光度法測定陰離子表面活性劑的原理亞甲基藍(lán)與陰離子表面活性劑作用，生成藍(lán)色的鹽類，被氯仿萃取后，其色度與濃度在一定條件下成正比，可用分光光度計在652nm波長處，測量氯仿萃取相的吸光度。1.4 方法適用性本方法適用于飲用水、地面水、生活污水及工業(yè)廢水中的低濃度亞甲藍(lán)活性物質(zhì)測定，在實驗條件下，主要被測物是直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）、烷基磺酸鈉和脂肪醇硫酸鈉，但可能存在一些干擾。所以，一般采用的分析標(biāo)準(zhǔn)溶液，由直鏈烷基苯磺酸鈉配制。2 亞甲基藍(lán)分光光度法測定陰離子表面活性劑2.1

6、 儀器、試劑2.1.1 儀器（1）分光光度計，1cm比色皿；（2）250mL分液漏斗，最好用聚四氟乙烯（PTFE）活塞 ；（3）索氏抽提器：150mL平底燒瓶，35×160mm抽出筒，蛇形冷凝管。2.1.2 試劑（1） 氫氧化鈉（NaOH）：4%，即1mol/L（2） 硫酸（H2SO4）：3%，即0.5mol/L（3） 氯仿：即三氯甲烷（CHCl3）(4)直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）貯備溶液（1.00mg/mL）稱取0.100 g 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)LAS（平均分子量344.4），準(zhǔn)確至0.001 g ，溶于50mL水中，轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線并混勻。此溶液每毫升含1.00mg L

7、AS，保存于4冰箱中。只能放置一周時間。(5)直鏈烷基苯磺酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（10.0mg/L）準(zhǔn)確吸取10.0mL直鏈烷基苯磺酸鈉貯備溶液，用水稀釋至1000mL，此溶液每毫升含10.0µg LAS。當(dāng)天配制。(6)亞甲藍(lán)溶液先稱取50g的NaH2PO4·H2O置于燒杯中，加入約300mL水溶解，緩慢沿杯壁加入6.8mL濃硫酸，混勻，轉(zhuǎn)移到1000 mL容量瓶中。另稱取0.030g亞甲藍(lán)（指示劑級）置于燒杯中，用50mL水溶解后也移入此容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。此溶液貯存于棕色試劑瓶中。(7)酚酞指示劑溶液（2%）將1.0g酚酞溶于50mL乙醇C2H5OH，95%(V/V

8、)中，然后邊攪拌邊加入50mL水，濾去形成的沉淀。(8)玻璃棉或脫脂棉在索氏抽提器中用氯仿提取4h后，取出干燥，保存在清潔的玻璃瓶中待用。2.2 樣品采集與保存取樣和保存樣品應(yīng)使用玻璃瓶，并事先經(jīng)甲醇清洗過。取樣時于取樣現(xiàn)場加入硫酸酸化至pH小于2，密蓋。短期保存可在4冰箱中冷藏，可保存48小時；若保存期為4天，加入1%（V/V）的40%（V/V）甲醛溶液即可；若保存期長達(dá)8天，則需用氯仿飽和水樣。本方法測定的是水樣中溶解態(tài)的陰離子表面活性劑。若水樣混濁，在測定前應(yīng)將水樣預(yù)先經(jīng)中速定性濾紙過濾以去除懸浮物，吸附在懸浮物上的表面活性劑不計在內(nèi)。2.3 樣品測定步驟2.3.1 校準(zhǔn)曲線回歸方程的測

9、定取一組分液漏斗10個，分別加入100、99、97、95、92、88、85、80mL水，然后分別移入0、1.00、3.00、5.00、8.00、12.00、15.00、20.00mL直鏈烷基苯磺酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻。按“樣品測定”步驟操作，以測得的吸光度扣除空白試驗值（零濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度）后，計算回歸方程和相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)低于0.999時要進行檢驗，不合格的要重新制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。預(yù)計選用的試樣體積預(yù)計的MBAS濃度（mg/L）試樣量（mL）0.052.02.01010202040100201052.3.2 樣品測定（1）將所取試份移至分液漏斗，以酚酞為指示劑，逐滴加入1mol/L氫氧化鈉溶液

10、至水溶液呈粉紅色，再滴加0.5mol/L硫酸到粉紅色剛好消失。（2）加入25mL亞甲藍(lán)溶液，搖勻后再移入10mL氯仿，激烈振搖30s，注意放氣(過分搖動會發(fā)生乳化，加入少量小于10mL異丙醇可消除乳化現(xiàn)象)。慢慢旋轉(zhuǎn)分液漏斗，輕輕晃動，使滯留在內(nèi)壁上的氯仿液珠降落，靜置分層。將氯仿層通過玻璃棉或脫脂棉，放入比色皿中。（3）在652nm處，以氯仿為參比液，測定樣品、標(biāo)準(zhǔn)系列和空白試驗的吸光度。（4）以樣品的吸光度減去空白試驗的吸光度后，代入回歸方程，計算LAS的含量。2.4 空白試驗按上述“樣品測定”步驟進行空白試驗，僅用100mL水代替試樣。在試驗條件下，以10mm光程的比色皿測出的空白試驗吸

11、光度不應(yīng)超過0.02，否則應(yīng)仔細(xì)檢查設(shè)備和試劑是否有污染。 2.5 結(jié)果表示用亞甲藍(lán)活性物質(zhì)（MBAS）報告結(jié)果，以LAS計（平均分子量為344.4）。C = m/V式中：c水樣中亞甲藍(lán)活性物的濃度，mg/L m從校準(zhǔn)曲線方程計算出的LAS質(zhì)量，µg V水樣體積，mL結(jié)果以三位小數(shù)表示。2.6 干擾及其消除（1）主要被測物以外的其他有機的硫酸鹽、磺酸鹽、羧酸鹽、酚類以及無機的硫氰酸鹽、氰酸鹽、硝酸鹽和氯化物等，他們或多或少的與亞甲藍(lán)作用，生成可溶于氯仿的藍(lán)色絡(luò)合物，致使測定結(jié)果偏高。通過水溶液反洗可消除這些正干擾（有機硫酸鹽、磺酸鹽除外），其中氯化物和硝酸鹽的干擾大部分被去除。（2）

12、經(jīng)水溶液反洗仍未除去的非表面活性物引起的正干擾，可借氣提萃取法將陰離子表面活性劑從水相轉(zhuǎn)移到有機相而加以消除。（3）一般存在于未經(jīng)處理或一級處理的污水中的硫化物，它能與亞甲藍(lán)反應(yīng)，生成無色的還原物而消耗亞甲藍(lán)試劑。可將試樣調(diào)制堿性，滴加適量的過氧化氫（H2O2，30%），避免其干擾。（4）存在季銨類化合物等陽離子物質(zhì)和蛋白質(zhì)時，陰離子表面活性劑將與其作用，生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，而不與亞甲藍(lán)反映，使測定結(jié)果偏低。這些陽離子類干擾物可采用陽離子交換樹脂（在適當(dāng)條件下）去除。（5）生活污水及工業(yè)廢水中的一般成分，包括尿素、氨、硝酸鹽，以及防腐用的甲醛和氯化汞以表明不產(chǎn)生干擾。然而，并非所有天然的干擾物都

13、能消除，因此被檢物總體應(yīng)確切的稱為陰離子表面活性物質(zhì)或亞甲藍(lán)活性物質(zhì)（MBAS）3 思考題3.1 什么是陰離子表面活性劑？敘述次甲基藍(lán)分光光度法測定陰離子表面活性劑的原理。3.2 如何使用分液漏斗進行溶液的萃取操作？答案：3.1答：陰離子表面活性劑主要是指烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉等的有機化合物，是普通合成洗滌劑的主要成分，也稱陰離子洗滌劑。甲基藍(lán)分光光度法測定陰離子表面活性劑的原理是：亞甲基藍(lán)與陰離子表面活性劑作用，生成藍(lán)色的鹽類，被氯仿萃取后，其色度與濃度在一定條件下成正比，可用分光光度計在652nm波長處，測量氯仿萃取相的吸光度。3.2答：使用分液漏斗進行溶液的萃取操作時，要注意分液漏斗的活塞是否配套，漏液的不能使用，要按照分析要求清洗干凈。裝入萃取液后，塞緊磨口塞子，倒置分液