水分析化学复习重点知识讲解.docx

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第一章绪论
学问点
水分析化学的地位及作用
水分析化学分析方法的分类
水中污染物包括
无机:金属离子Ca2+、Mg2++重金属离子:Pb2+、Fe3+、Mn2+、Cd2+、Hg2+等
有机:酚、农药、洗涤剂等
以上污染物都需要水分析方法去定量
分析方法包括
①重量分析——称重的方法用途:残渣分析
②化学分析——借助化学反响
酸碱滴定——质子传递(最根底的滴定分析)用途:检验碱度、酸度
络合滴定——络合反响M+Y→MY
用途:测定Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+
另外,络合反响可用于掩蔽技术,消退非测定离子的干扰
沉淀分析——沉淀反响Ag++Cl-→AgCl用途:测定水中Cl-
氧化复原滴定——氧化复原反响(特点:电子转移)
用途:测COD等有机污染指标
氧化复原反响也用于废水的化学处理,(如脱CN-,CN-+ClO→N)
2 2
③仪器分析
吸取光谱法用途:分析有机分子、无机离子
色谱法:气相色谱用途:如***仿测定
液相色谱用途:如多环芳烃测定离子色谱用途:如阴离子测定
原子吸取法用途:金属元素测定
电化学分析法用途:pH值的测定
水质指标与水质标准
水质指标
物理化学
微生物学
一、物理指标(特点:不涉及化学反响,参数测定后水样不发生变化)
① 水温 ②臭味(臭阈值)文字描述
③色度:
表色(悬浮性物质、胶体核溶解性物质共同引起,定性描述)真色(胶体和溶解性物质引起,定量测量)
色度的测定方法:标准比色法〔目视比色法〕
用具塞比色管配制标准色阶
〔Pt—Co色阶,K2PtCl6+CoCl2,稳定性高,1mgPt/L定义为1度〕
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未知水样置于同规格比色管中〔如混浊先静置澄清〕,俯视与标准色阶比照
④浊度:由悬浮物及胶体物质引起的水样的浑浊程度,是混凝工艺重要的掌握指标。
浊度的测定方法
目视比浊法:用具塞比色管配制标准浊度阶,1mg漂白土/L定义为1度,水样俯视比照
分光光度法:680nm分光光度计测定
标准浊度单位〔***四***/L形成甲 聚合物为1度,测定结果单位FTU〕
散射法,浊度仪〔也以甲聚合物为标准浊度单位,测定结果单位NTU〕
⑤残渣〔总残渣=可滤残渣+不行滤残渣〕,重量法测定
⑥电导率,电导率仪测定
⑦UVA254:反映水中有机物含量
⑧氧化复原电位(ORP):废水生物处理过程重要掌握参数二、化学指标
①pH值 pH=-lg[H+]
②酸度和碱度:给出质子物质的总量(酸度)
承受质子物质的总量(碱度)
③硬度:水中Ca2+、Mg2+离子的总量
永久硬度:硫酸盐、***化物等形成
临时硬度:碳酸盐和重碳酸盐形成,煮沸后分解形成沉淀
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④总盐量〔水中全部阴阳离子总量〕
⑤有机污染物综合指标(宏观地描述水中有机污染物,是总量指标,不针对哪类有机物)
高锰酸盐指数(Pi):用KMnO作氧化剂氧化水中有机物所消耗的量,用
4
mgO/L表示
2
化学需氧量(COD):在肯定条件下水中能被得***钾氧化的水中有机物
的量,用mgO/L表示
2
生物化学需氧量〔BOD〕:在肯定时间温度下,微生物分解水中有机物发
生生物化学反响中所消耗的溶解氧量,单位mgO/L
2
总有机碳〔TOC〕:水体有机物总的碳含量,用总有机碳高温燃烧水样测定,单位mgC/L
总需氧量〔TOD〕:水中有机物和复原性无机物在高温下燃烧生成稳定的
氧化物时的需氧量,单位mgO/L
2
三、微生物学指标
保障供水安全的重要指标
①细菌总数
②大肠菌群
③游离性余***:Cl/HOCl/OCl-
2
水质标准:依据不同用水目的制定的污染物的限量域值除余***为下界,其他指标均为上界限值,不行超越
取水样、保存、预处理
取水样
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依据试验目的选取取样点,取样量,容器和取样方法
取样点:河流水系沿上下游和深度布设,处理设施在进出水口取样量:保证分析用量3倍以上,至少做2次平行样
容器:玻璃或塑料瓶,容器清洁〔化学指标〕或无菌〔微生物指标〕取样方法
保存
意义:承受一些措施终止或减缓各种反响速度
①冷藏 ②掌握pH值,加酸调pH<2,个别指标加NaOH ③加保存试
剂
预处理——水样的分别技术〔〕
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①过滤 ②蒸馏 ③萃取L-L液萃取:分别水中的有机物
分析方法的评价体系
用水和废水水质分析首选GB(国标)方法
准确度:测定值和真空值的接近程度X-X
i T
常用测量加标回收率评价分析方法的准确度
加标回收率(%)=加标后测定值-加标前测定值×100
加标量
④浓缩 富集
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平均加标回收率(%)=1ån
n

加标回收率
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i=1
平均加标回收率处于97%-103%,可以认为分析方法牢靠
X
周密度:测定值之间的接近程度Xi-
常用相对标准偏差评价分析方法的周密度,又称变异系数,用CV表示
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CV=S
X
´100% X=1ån Xn i
i=1
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ån
d
2
i
i=1
n-1
ån
i=1
(X -X)2
i
n-1
偏差S= =
准确度和周密度之间关系
准确度高,则周密度肯定高准确度低,则周密度肯定低周密度高,而准确度不肯定高
标准溶液
基准物质,可以直接准确称量,用于配制标准溶液的一类物质
根本要求:①性质稳定,②组成恒定,较大的摩尔质量,③纯度高,易溶
解
滴定分析常用基准物质:
NaCO(酸碱滴定)
2 3
CaCOZn粒(络合滴定)
3
NaCl(沉淀滴定)
KCrO(氧化复原滴定)
2 27
标准溶液:准确浓度的溶液配制方法:基准物质——直接法
非基准物质——间接法或标定法例:
①用浓HCl稀释粗略地配制所要求的浓度
②用NaCO溶液对其进展标定,计算出HCl的浓度
2 3
量浓度
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①物质的量(摩尔,mol):表示物质的指定的根本单元是多少的物理量,1mol物质B所包含的根本单元数为阿佛加德罗常数
②根本单元:根本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子,或是这些
粒子的特定组合。当说到物质B的物质的量n时,必需注明根本单元。例如:
B
n(HSO),n(1/2HSO)
2 4 2 4
根本单元的选取原则:等物质的量反响规章,即滴定反响完全时,消耗的待测物和滴定剂的物质的量相等。
酸碱滴定:得到或给出1mol质子,1/2HSO,HCl,1/2NaCO,1/2CaCO
2 4 2 3 3
络合滴定:与EDTA的络合配位数,一般为1:1,Mg2+,Al3+,CaO,CaCO
3
沉淀滴定:银量法以AgNO为根本单元,Cl-
3
氧化复原滴定:转移1mol电子,1/5KMnO,1/2NaCO,1/6KCrO,NaSO
4 224 2 27 223
③摩尔质量〔g/mol〕:用M表示,也必需指出根本单元,M(KCrO)=294,
B 2 27
M(1/6KCrO)=49
2 27
④物质的量浓度(mol/L,mmol/L):单位溶液中所含溶质的物质的量,C=n/V
B B B
⑤其他浓度表示方法:mg/L,ppm,%
滴定度:1ml标准溶液相当于被测物质的质量(用Ts/x表示,S-标准溶液,X-
待测溶液)
例题与****题:
测水样某一指标的步骤:
明确分析目标,选择分析指标和相应的标准分析方法,预备玻璃仪器和设备,取水样,依据标准分析方法和流程进展测定,数据处理,评价分析方法,结果报表
如何设计加标回收率试验?
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(设计)表1
ClO光度法加标回收试验结果
2
次数
1
加标前(mg/L)
加时量(mg/L)
加标后(mg/L)
回收率(%)
2



3



4



5



6



平均加标回收率%
如何设计周密度试验?
对同一水样连续测定至少8次表2 ClO光度法周密度试验结果
2
其次章酸碱滴定法
学问点
以质子传递为根底的滴定分析方法
酸碱平衡
可逆、动态平衡
酸:给出质子的物质,碱:承受质子的物质
3 3 3 3 4 3
常见共轭酸碱对:HCl/Cl-,H2CO/HCO-,HCO-/CO2-,NH+/NH,
NH+/ N
酸碱反响:两个共轭酸碱对作用的结果
酸度和碱度
2 2 3
酸度:给出质子物质的总量,自然水酸度来源:CO2+HO→HCO 碳酸平
衡
碱度:承受质子物质的总量,碱度来源:①强碱②强碱弱酸盐③弱碱
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酸碱强度
用Ka〔酸的解离平衡常数〕的大小表示酸的强度用Kb〔碱的解离平衡常数〕的大小表示碱的强度HCl,Ka>>1,在水中完全解离,强酸Hac,Ka=×10-5,Ka<<1,弱酸
酸碱平衡中的组分浓度
平衡浓度:反响平衡时,水溶液中溶质某种型体的实际浓度,用[]表示分析浓度〔量浓度,总浓度〕:平衡型体浓度之和,用C表示
例:在不同pH条件下,[Ac-]和[HAc]是变化的,但C =[Ac-]+[HAc],
HAC
不变
共轭酸碱对HB/B-的Ka和Kb关系
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由水的自递平衡,H
O+H
2
O®H++OH-
2 3
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[K ]=[H+O][OH-]=[H+]2,水合质子H+O,简化为H+
w 3 3
w
定义:Kw水的自递平衡常数,K =1´10-14(250C),pKw=14
共轭酸碱对Ka·Kb=Kw,pKa+pKb=pKw=14
对于水以外的其他溶剂,Ka·Kb=Ks
拉平效应和区分效应
拉平效应:使酸完全解离至溶剂化质子水平
HCl、HNO3在水中,拉平到H3O+〔即H+〕,水为拉平溶剂HCl、HAc在氨水中拉平NH4+,氨水为拉平溶剂。
区分效应:区分溶剂使酸碱表现出强弱。
例:以HAc为溶剂时,HClO4比HNO3酸性强
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