水质分析第一节--第八节.ppt

生产水水质分析 第一节 第八节 目录 第一节水样的采集方法第二节浊度的测定Hach2100AN第三节钠离子的测定HK 51第四节pH的测定FE20第五节电导率的测定S230第六节化学耗氧量的测定重铬酸钾第七节硅的测定分光光度计第八节微量硅的测定HK 218 第一节水样的采集方法 1 水样容器2 水样的采集方法3 水样的存放与运输 内容 水样容器 1 硬质玻璃磨口瓶 不宜存放测定痕量硅 钠 钾 硼等成分的水样 2 聚乙烯瓶 不宜存放测定重金属 铁 铜 有机物等成分的水样 3 特定的水样容器 如溶解氧 含油量等 水样的采集方法 1 天然水的取样方法2 管道或工业设备中采集水样的方法3 高温 高压装置或管道中取样的方法4 测定不稳定成分水样的采集5 特殊水样采集方法 工业设备中采样示图意 管道中采样示意图管 取样量 采集水样数量应满足试验和复查需要 供全分析用的水样不应少于5L 若水样混浊时应分装两瓶 供单项分析用的水样不应少于0 5L 采集水样时的记载事项 存放于运送水样的注意事项 1 水样运送与存放时 应注意检查水样瓶是否封闭严密 并应防冻 防晒 2 经过存放或运送的水样 应在报告中注明存放时间或温度等条件 第二节浊度的测定 内容概要 一 适用范围二 工作环境三 浊度仪的工作原理四 操作步骤五 浊度仪的注意事项 适用范围 主要规定HACH2100AN浊度仪的操作方法 适用于中煤鄂尔多斯能源化工有限公司饮用水 循环水浊度的测量 范围 0 7500NTU 工作环境 温度 0 50 最大相对湿度95 无冷凝 不能阳光直射 浊度仪的工作原理 浊度 表示水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度 单位 NTU或FTU 注意浊度与色度的区别 水的浊度属于一种光学特性 入射光不能完全透射 而是有部分散射和吸收 光的散射主要由悬浮颗粒引起 浊度越高则散射光量越大 波长 颗粒形状大小 折射率和色度都对光散射有影响 浊度仪的工作原理一束平行光在透明液体中传播 如果液体中无任何悬浮颗粒存在 那么光束在直线传播时不会改变方向 若有悬浮颗粒 光束在遇到颗粒时就会改变方向 不管颗粒透明与否 这就形成所谓散射光 颗粒愈多 浊度愈高 光的散射就愈严重 操作步骤 仪器按键 校准接通电源 开机 自检完毕后按RANGE键进入变换测量参数界面 选择NTU线性模式 再按CAL进行校准 将校正组第一点小于0 10NTU校准液放入测量池中 选择READ键 等待 当界面读数稳定后显示0 00 说明第一点已经校准好并储存 根据提示 此时在再放入第二点校准液15NTU 按READ键 等待 当界面读数稳定后显示15 说明第二点已经校准好并储存 依次进行 直至校准完毕 校准过程中 读数如果大于校正值150 则会提示Outofcalibrationrange校准失败 注意 校准完成后一定要按ENTER键 否则校准结果无效 测量将样品加入比色皿中 放入测量池中 盖上池盖 待界面显示数据稳定后 读出数据 注意事项 1 比色瓶应定期酸洗 然后用去离子水清洗数次 在空气中干燥后加盖保存 手持比色瓶尽量在比色瓶顶部 白色刻度线以上 2 绝对不能使用带有划痕或裂痕的比色皿 以免造成错误读数 3 在校准和测量过程中一定要使比色瓶上的白色竖线对准测量槽上的记号 4 比色瓶不能有太多硅油 以免污染光学系统 第三节钠离子的测定 HK 51型台式钠度计由主机 钠电极 参比电极 ATC温度电极及电极支架组成 电极系统采用测量灵敏的钠电极 参比电极 ATC自动温度补偿 测量可靠 数据准确 仪器组成 钠离子仪的工作原理 溶液中钠离子含量可用钠离子选择电极进行测定 当钠电极浸入溶液时 钠电极敏感玻璃与溶液间产生一定的电位 此电位决定于溶液中Na 的活度 也即浓度 因此 用另一支具有固定电位的参比电极既能测得其电动势 也能测得Na 的浓度 因pNa电极的电位受Na 活度的影响 符合能斯特公式 电极预处理 仪器上共使用有三个电极 分别是钠玻璃测量电极 汞参比电极和温度电极 而玻璃测量电极在使用前是需要活化处理的 处于干燥状态或已放置的时间较长 需将电极在pH为10以上 0 1mol L钠溶液中浸泡3 4小时 使用时再用纯水充分清洗 测量步骤 一 校准 详见仪器操作规程 标液如何配 可以和氯离子仪使用一种标液 二 向塑料烧杯中滴入碱化液3 4滴 再加入约100mL的待测水样 轻轻摇动塑料杯数秒 三 用该碱化后的水样清洗电极 然后倒掉 四 重复步骤二和三 至少清洗电极两遍 五 用步骤二的方法再取碱化后的待测水样 将电极插入烧杯 等待测量值稳定 约2分钟 六 当判稳指示显示稳定后 即可读出测量值 思考题 测定脱盐水中钠离子浓度时 调节溶液pH值控制在什么范围 其目的是什么 答 测定脱盐水中钠离子浓度时 加入饱和氢氧化钡试剂调节溶液pH值在10 5以上 以消除氢离子的干扰 在pH值低于10 5时 水样中H 浓度较大 在电极与溶液界面间进行离子交换的不但有Na 而且有H 不论是H 还是Na 交换产生的电位差全部反映在电极电位上 所以从电极电位反映出来Na 浓度就增加了 使测量结果偏高 为了防止H 的干扰 提高测量结果的准确性 在测Na 浓度时 需加入氢氧化钡调节被测溶液pH值10以上 除加氢氧化钡外还可加入有机试剂二异丙胺溶液 日常维护 必须保持仪器的清洁干燥 尤其对电极插头 插座要严防蒸汽和水雾 否则将在测量时造成读数的不稳 仪器电源应有良好接地 否则将带来测量误差并造成读数不稳 仪器较长时间不用时 宜将钠电极浸泡在pH 10左右的低钠水中 使用时再用纯水洗净 对于初次使用或干放很久的参比电极应先浸泡在1mol LHcl溶液中1 2小时后再使用 要注意及时补充参比电极内1mol LKcl溶液 若发现电极失效 要及时更换 测量时宜使用塑料烧杯 而不要用玻璃烧杯 注意事项 1 如果水样的钠离子浓度值较大 电极清洗两遍即可 如果浓度值较小 低于pNa6 建议多清洗几遍电极 最大限度地减小干扰 以便获得更加准确的测量值 2 电极的稳定时间与电极的新旧程度有关 电极越新稳定越快 电极使用一段时间后 稳定时间会相应增加 第四节pH的测定 思考 什么是pH值 氢离子浓度指数是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比 它的数值俗称pH值 表示溶液酸性或碱性程度的数值 即氢离子浓度的负对数 pH值有几种测定方法 1 使用pH指示剂2 使用pH试纸3 使用酸度计 常用试剂 pH试纸 酸度计 梅特勒A320 哈纳PH211 主要内容 1 适用范围2 方法概要3 分析步骤4 注意事项 适用范围 本规程适用于工业循环冷却水中pH值在0 14范围内的测定 同时还适用于脱盐水 天然水 锅炉水 污水等水样pH值的则定 方法概要 以玻璃电极为指示电极 饱和甘汞电极为参比电极 插入溶液中组成原电池 当离子浓度发生变化时 玻璃电极和甘汞电极之间的电势也随着变化 在25 时 每单位pH标度相当于59 1mV电动势变化值 在仪器上直接以pH的读数表示 在仪器上有温度差异补偿装置 新玻璃电极在使用前应放在纯水中浸泡24h以上 仪器校正 仪器开启30min后 按仪器使用说明书操作 一定注意反测 分析步骤 注 如发现三种缓冲溶液的定位值不称线性 应检查玻璃电极的质量 用洗瓶以纯水缓缓淋洗两个电极数次 在以水样淋洗3 4次 然后插入水样中 1min后直接从仪器上读出p 值 注意事项 目前实验室使用的电极都是复合电极 其优点是使用方便 不受氧化性或还原性物质的影响 且平衡速度较快 1 复合电极不用时 可充分浸泡3M氯化钾 一般pH为4 5 5 5 溶液中 出现异常及时更换浸泡液 切忌用洗涤液或其他吸水性试剂浸洗 2 使用中 从电极套中取出后先用纯水冲洗干净 放入待测液中后要搅拌几下 测量完毕取出要再次用纯水清洗干净 3 测量浓度较大的溶液时 尽量缩短测量时间 用后仔细清洗 防止被测液粘附在电极上而污染电极 4 严禁在脱水性介质如无水乙醇 重铬酸钾等中使用 5 玻璃电极使用前必须在水中浸泡24h以上 使用后应立即用水清洗并浸入水中保存 若长期不用时应存放于干燥密闭处 电极插头部分应保持清洁干燥 6 若电极上有油污 可用5 10 的氨水或丙酮清洗 沾染无机盐类可用0 1mol L的Hcl溶液清洗 钙 镁积垢可用EDTA溶液溶解 在含胶质溶液或含蛋白质溶液 如血液 牛奶 中使用后 可用1mol LHcl溶液清洗 7 饱和甘汞参比电极使用时电极上端小孔的橡皮塞必须拔出 以防止产生扩散电位影响测定结果 电极内氯化钾溶液中不能有气泡 以防止断路 溶液中应保持有少许KCl晶体以保证氯化钾溶液的饱和 8 饱和甘汞电极的饱和Kcl溶液的液面应高过汞体 当饱和甘汞电极的外表附有Kcl溶液或晶体时 应随时冲洗干净 第五节电导率的测定 方法概要 溶解于水的酸 碱 盐电解质 在溶液中解离成正 负离子 使电解质溶液具有导电能力 其导电能力的大小用电导率表示 本规程中溶液电导率是指25 时的电导率 电导率的单位为S cm 在水质分析中常用它的百万分之一即 S cm表示水的电导率 试剂 分析步骤 1 电导率仪的校正 操作 读数应按其使用说明书的要求进行 2 根据水样的电导率大小 选用不同电导池常数的电极 将选择好的电极用二极试剂水洗净 再冲洗 2 3 次 浸泡备用 3 试验室测量时 取50mL至100mL水样 放入塑料杯或硬质玻璃杯中 将电极和温度计用被测水样冲洗 2 3 次后 浸入水样中进行电导率 温度的测定 重复取样测定 2 3 次 在试验室测定时测定结果读数相对误差均在 1 以内 即为所测的电导率值 4 电导率仪若带有温度自动补偿 应按仪器的使用说明结合所测水样温度将温度补偿调至相应数值 电导率仪没有温度自动补偿 水样温度不是25 时应换算为25 的电导率值 仪器小结 1 钠度计 pH计 电导率仪都是选择性仪器 2 分光光度计 浊度仪 硅酸跟仪及COD测定仪等光学仪器之间的区别 分光光度仪属于全波长光透过仪器 需要做空白扣除干扰 而浊度仪 硅酸跟仪及COD测定仪是单光线测定仪 属于光散射仪 第六节化学耗氧量的测定重铬酸钾法 定义 BOD 能被微生物降解的有机还原性物质 COD 既包括可以被生化降解的还原性物质 也包括不能被生化降解的还原性物质 因此 任何水样的BOD COD 化学耗氧量 指在规定条件下 用氧化剂处理水样时 与消耗的氧化剂相当的氧含量 是水中还原性物质的指标 它反应了水体受还原性物质污染的程度 高锰酸钾 KmnO4 法 氧化率较低 但比较简便 在测定水样中有机物含量的相对比较低时 可以采用 重铬酸钾 K2Cr2O7 法 氧化率高 再现性好 适用于测定水样中有机物的总量 简单记忆 根据KmnO4和K2Cr2O7氧大小及水样污染程度高低就用什么方法 常用测定方法 范围测量 本规程适用于天然水 炉水 冷却水和除盐水等水样的化学耗氧量的测定 化学耗氧量 以氧计 的 测定范0 50mg L 浓度大于50mg L时应稀释后测定 在适当提高硫酸浓度的条件下 以提高重铬酸钾的氧化率和缩短回流时间 达到快速测定化学耗氧量的目的 测定中加入适量硝酸银和硝酸铋 以消除氯离子的干扰 一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质 过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂 用硫酸亚铁铵溶液回滴 根据用量算出水样中还原性物质消耗氧的量 方法概要 试剂 1 硫酸银 硫酸溶液 10g L 2 试亚铁灵指示剂 3 重铬酸钾标准溶液 0 004mol L 4 硫酸亚铁铵溶液 0 012mol L 5 硝酸银溶液 100g L 6 硝酸铋溶液 10g L 7 二次蒸馏水 所用仪器 球形冷凝器 长30cm 锥形瓶 磨口 150或250mL 电炉 600 800W 及石棉网微量滴定管 10mL 容量瓶 1000mL 移液管 5mL 10mL 和吸量管 2mL 秒表或计时器 冷凝管种类 润洗管子时 开A关B 让溶液充满刻度管子 片刻后 再将溶液放掉 然后 开B关A 放完全部溶液 重复此二过程 1 装液 关闭活塞B 开启活塞A 然后将上口加入标准溶液 标液过了活塞A后 又进入滴定管 向上 直到液面在 0 刻度之后 停止加液 2 调零 关闭活塞A 小心开启活塞B 入户刻度管子的液面开始缓慢下降 直到正确的 0 刻度位置 关闭B活塞 至此 液面已经调整好 3 滴定 已关闭A活塞 小心开启活塞B 将该刻度管子中的标液小心地滴入反应液中 4 添加溶液 关闭活塞B 开启活塞A 步骤同 1 微量滴定管 10ml水样 1mL100g L硝酸银溶液 1mL10g L硝酸铋溶液 5mL0 004mol L重铬酸溶液 20mL10g L硫酸银 硫酸溶液 1滴试亚铁灵指示剂 0 012mol L硫酸亚铁铵溶液 蓝绿色变至红棕色另取10mL二次蒸馏水做空白试验 分析步骤 计算 用重铬酸钾快速法测定的耗氧量 COD Cr b a c 32 4 1000 V b a c 8000 Vb 空白试验消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积 mL a 滴定水样的硫酸亚铁铵溶液的体积 32 1mmolO2的质量 mg mmol 1 4 1mmolFe2 所需氧 O2 的mmol数 按下式反应4Fe2 O2 4H 4Fe3 2H2OV 所取水样的体积 mL 1000 1L的mL数 mL L 注意事项 1 取水样后要迅速测定耗氧量 如不能及时测定 应将水样加入硫酸调节pH至2以下保存 但仍不能存放过久 2 加硝酸银和硝酸铋时 必须按先后顺序加入 不能二者同时加入 否则氯离子的干扰不能完全消除 使测定结果偏高 3 所用浓硫酸必须纯净 不应含有黑色悬浮物存在 4 若回流时颜色出现绿色 表示耗氧量过高 应用二次蒸馏水稀释后测定 第七节硅的测定 目录 1 测定循环水中二氧化硅的意义2 测量原理3 步骤4 注意事项 测定循环水中硅的意义 1 水中硅化物的存在是造成水垢的原因之一 2 硅化物由于能溶解在高压蒸汽中 而被携带到汽轮机内 在汽轮机的喷嘴和叶片上形成二氧化硅沉积物 危机汽轮机的安全运行 3 水体中的硅酸根会与镁离子生成硅酸镁沉淀 使换热器表面产生硬垢 通过分析其含量 可了解硅酸盐沉淀的生成情况 水垢的危害 1 水垢由于其热导率远比金属小 致使影响传热 造成热量损失和燃料浪费 同时也会使锅炉产生局部过热而损坏 2 水垢还会引起沉积物下面金属的腐蚀 危机锅炉的安全运行 4 脱盐水处理流程中 阴离子中硅酸根与阴离子交换树脂交换能力最弱 因而通过测定其出水二氧化硅来反应阴床运行的好坏 测定原理 硅酸根与钼酸盐反应生成硅钼黄 硅钼杂多酸 硅钼黄被1 氨基 2 萘酚 4 磺酸还原成硅钼蓝 硅钼蓝的颜色的深浅与溶液的浓度有关 可用分光光度法测定 步骤 用移液管移取过滤后的水样 置于50mL比色管中 用水稀释至刻度 加入lmL盐酸和2mL钼酸铵溶液 混匀 放置5min 加入1 5mL草酸溶液 混匀 1min后加入2mLl 氨基 2 萘酚 4 磺酸溶液 混匀放置10min 使用分光光度计 以试剂空白为参比 在800nm波长处用1cm吸收池测定吸光度 注意事项 加盐酸的目的 1 酸度是络合反应的重要条件之一 用硅钼蓝分光光度法测定二氧化硅的含量时 水溶性的硅酸与钼酸铵的络合反应在pH 1 1 1 3的酸度下反应完全 2 络合产物硅钼黄和硅钼蓝PH 1 1 1 3酸性介质中稳定 3 消除磷酸盐的干扰 黄色的磷钼酸络合物在pH 1 1 1 3下不稳定 4 温度22 32 27 5温度低不反应 硅钼黄不转化为硅钼蓝 为什么先定容后加试剂 若先加试剂后定容 溶液的pH将小于1 不利于反应的正常进行 影响测定结果的准确性 为什么不用硫酸控制溶液的pH 循环水中加有阻垢剂 类似络合剂 并且水系统呈弱碱性 在检测硅时 酸化过