海洋化学综合实验讲义

海洋化学综合实验讲义河北工业大学海水资源高效利用化工技术教育部工程研究中心/海洋科学与工程学院学院海洋技术系目 录实验一 化学需氧量（COD）的测定1实验二 溶解氧（DO）的测定5实验三 生化需氧量（BOD5）的测定8实验四 营养盐的测定无机氮的测定12实验五 海水的元素分析17附 录18一、钾离子的测定四苯硼钠季胺盐容量法18二、钙镁离子的测定EDTA容量法22三、硫酸根离子的测定EDTA容量法25四、氯离子的测定银量法28五、钠离子的测定差减计算法和离子选择电极法30 实验一 化学需氧量（COD）的测定一、术语化学需氧量：水体中能被氧化的物质在规定条件下进行化学氧化的过程中所消耗氧化剂的量，以每升水样消耗的毫克数表示，通常记为COD。化学需氧量主要反映水体受有机物污染的程度。测定海水中化学需氧量，通常采用碱性高锰酸钾法，因为在酸性介质中氯离子有干扰。二、目的要求1.掌握碱性高锰酸钾法测定化学需氧量的测定原理及实验操作。2.了解此法的实验条件及误差来源。三、原理在一定反应条件下，用强氧化剂氧化一升水中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的克数表示。由于所用氧化剂不同，又可分为铬法，即重铬酸钾法（CODCr）；锰法，即高锰酸钾法（CODMn）或高锰酸钾指数。CODCr主要用于测定淡水；CODMn可又分为酸性和碱性两种。碱性高锰酸钾法是在碱性加热条件下，用已知量并且是过量的KMnO4氧化海水中的需氧物质，然后在硫酸酸性条件下用KI还原过量的KMnO4和MnO2，所生成的游离碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定。CODMn碱性主要用于测定海水。反应式如下：4MnO4- + 3C + 2H2O = 4MnO2 + 3CO2 + 4OH-2MnO4-（剩余）+ 10I- + 16H+ = 2Mn2+ + 5I2 + 8H2OMnO2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + I2 + 2H2OI2 + 2S2O32- = S4O62- + 2I-三、仪器碘量瓶 250ml酸式滴定管 25ml封闭电炉 1500W移液管 1ml，5ml，10ml秒表或计时钟四、试剂（1）25%NaOH溶液：称取25g氢氧化钠（NaOH），溶于100ml去离子水中，贮存于试剂瓶中。（2）1+3硫酸溶液：在搅拌下，将1体积的浓硫酸慢慢加入3体积的水中，趁热滴加高锰酸钾溶液至溶液呈微红色不褪色为止，贮存于试剂瓶中。（3）0.mol/l碘酸钾溶液：称取3.5670g碘酸钾（KIO3基准试剂，120烘干2小时，置于干燥器中冷却），溶于水中，全量移入1000ml棕色容量瓶中，稀释至标线，摇匀。置于暗处，此溶液浓度为0.01667mol/l。使用时稀释10倍，即得0.mol/l碘酸钾标准溶液。（4）0.01mol/l硫代硫酸钠标准溶液：称取25g硫代硫酸钠（Na2S2O35H2O）溶于1000ml新煮沸后冷却的水中，加入约0.2g碳酸钠，稀释至10升，摇匀，保存于棕色瓶中，置于暗处。8-10天后标定其浓度，有效期为1个月。浓度的标定：移取10.00ml碘酸钾标准溶液，沿壁流入250ml碘量瓶中，用少量水冲洗瓶壁，加入0.5g碘化钾，沿壁注入1ml 1+3硫酸溶液，塞好瓶塞，轻摇混匀，加少许水封口，在暗处放置2min。轻轻旋开瓶塞 ，沿壁加入50ml水，用硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1ml淀粉指示剂，继续滴定至溶液蓝色刚退去为止。重复标定，至两次滴定读数小于0.05ml为止。按（1）计算其浓度：式中：硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/l； 碘酸钾标准溶液的浓度 ，mol/l； V硫代硫酸钠标准溶液体积，ml。(5) 0.002mol/l高锰酸钾溶液：称取KMnO4 3.2g溶于100ml水中，加热煮沸10分钟，冷却，转移到棕色试剂瓶中，稀释至10升混匀,放置7天后，用玻璃砂芯漏斗过滤。浓度的标定：移取10.00ml高锰酸钾溶液，于250ml碘量瓶中，加入0.5g碘化钾，加入1ml 1+3硫酸溶液，塞好瓶塞，轻摇混匀，加少许水封口，在暗处放置2min。轻轻旋开瓶塞 ，加入50ml水，用硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1ml淀粉指示剂，继续滴定至溶液蓝色刚退去为止。重复标定，至两次滴定读数小于0.05ml为止。记录读数(V1) (6)5g/l淀粉溶液：称取1g可溶性淀粉，用少量水搅成糊状，加入100ml煮沸的水，混匀，继续煮至透明，冷却后加入1ml冰醋酸,稀释至200ml,盛于试剂瓶中。(7) 碘化钾五、步骤1量取100ml水样于250ml于三角瓶中，加入1ml25% NaOH溶液，混匀，加10.00ml高锰酸钾溶液，混匀。2置于电热板或封闭电炉上加热至沸，准确煮沸10分钟（从冒出第一个气泡时开始计时），然后迅速冷却至室温。用移液管加入1+3硫酸溶液5ml，加0.5g碘化钾，混匀，在暗处放置5分钟。用已标定的硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1ml淀粉指示剂，继续滴定至溶液蓝色刚退去为止，记下滴定数V2。两平行双样滴定读数相差不超过0.10ml。六、计算按下式计算化学耗氧量（COD）式中：c硫代硫酸钠的浓度，mol/l；V1标定高锰酸钾浓度时所消耗硫代硫酸钠溶液的体积，ml；V2滴定样品时所消耗硫代硫酸钠溶液的体积，ml；七、注意事项1水样加热完毕后，应冷却至室温，再加入硫酸和碘化钾，否则游离碘挥发而造成误差。2化学需氧量的测定是在一定反应条件下试验的结果，是一个相对值，所以测定时应严格控制条件，如试剂的用量、加入试剂的次序、加热时间、加热温度的高低、加热前溶液的总体积等都必须保持一致。3用于配制碘酸钾标准溶液的纯水和器皿须经煮沸处理，否则碘酸钾溶液易分解。八、思考题1.碱性高锰酸钾法测定海水COD的局限性。2.决定海水COD浓度的因素及实验条件是什么？3.测定海水COD为什么用碱性高锰酸钾法？4.与重铬酸钾法相比，高锰酸钾法在测定海水COD是具有什么优点？5.在实验操作过程中应注意哪些问题？实验二 溶解氧（DO）的测定一、术语溶解氧是指溶解在海水中的氧气，用符号“DO”表示，单位为mol/l或mg/l。二、目的要求1.掌握碘量法测定溶解氧的原理及实验操作。2.了解此法的实验条件及误差来源。三、原理水中溶解氧与氯化锰和氢氧化钠反应，生成高价锰棕色沉淀。加酸溶解后，在碘离子存在下即释放出与溶解氧含量相当的游离碘。然后，以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，根据滴定溶液消耗量计算溶解氧含量。反应式如下:MnCl2 + 2NaOH Mn(OH)2(白) +2NaCl2Mn(OH)2 + O2 2MnO(OH)24Mn(OH)2 + O2 + 2H2O 4Mn(OH)32Mn(OH)3 + 6H+ + 2I- 2Mn2+ + I2 +6H2OMnO(OH)2 +4H+ +2I- Mn2+ +I2 +3H2OI2 +2S2O32- S4O62- +2I-四、仪器1碘量瓶 250ml2移液管 5ml3酸式滴定管 25ml4. 小碘量瓶 125ml5锥形瓶 250ml五、试剂1氯化锰溶液：称取210g氯化锰（MnCl24H2O）溶于水，用水稀释至500ml。2碱性碘化钾溶液：称取250g氢氧化钠（NaOH），在搅拌下溶解于250ml水中，冷却后，加75g碘化钾（KI），用水稀释至500ml。贮于棕色瓶中，用橡皮塞塞紧，避光保存。311硫酸溶液：在搅拌下，将50ml浓硫酸小心地加到同体积的水中，盛于试剂瓶中。45g/1淀粉溶液：称取1g可溶性淀粉，用少量水搅成糊状，加入100ml煮沸的水，混匀，继续煮至透明，冷却后加入1ml冰醋酸,稀释至200ml,盛于试剂瓶中。5碘酸钾标准溶液cKIO3=0.mol/l：称取3.5670g碘酸钾（KIO3），优级纯，120烘干2小时，置于干燥器中冷却），溶于水中，全量移入1000ml棕色容量瓶中，稀释至标线，摇匀。置于暗处，此溶液浓度为0.mol/l。使用时稀释10倍，即得0.mol/l碘酸钾标准溶液。6硫代硫酸钠溶液c(Na2S2O35H2O)=0.01mol/l：称取25g硫代硫酸钠（Na2S2O35H2O）溶于煮沸放冷的水中，加2g碳酸钠，用水稀释至10 l，贮于棕色瓶中，使用前标定。标定方法同实验一。7硫酸，=1.84。六、测定步骤1取样和固定：把玻璃管插到小碘量瓶底部（注意乳胶管内不得有气泡），慢慢注入海水（注意不要产生涡流），直到海水装满并溢出约瓶体积的一半时将玻璃管慢慢抽出，立即用移液管分别加入1ml氯化锰溶液，2ml碱性碘化钾溶液（移液管贴近液面加入），盖好瓶塞（注意不要有气泡），用手按住，将瓶上下颠倒30余次，使之混和均匀，放置暗处，平行取3份水样进行固定。2样品分析：水样固定1小时后，或沉淀到瓶高的一半时，即可进行滴定。打开瓶塞，小心倒出部分上清液于250ml三角瓶中，接着用移液管向样品瓶中加入1+1的硫酸2.0ml。盖好瓶塞，上下颠倒数次，使沉淀物全部溶解，然后小心地把溶液倒入同一个三角瓶中，立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好退去，然后把溶液倒回一部分于原样品瓶中，荡洗之后再倒入原三角瓶中，此时溶液又变回蓝色，再用硫代硫酸钠溶液滴定到蓝色消失，记录硫代硫酸钠溶液用量。七、计算根据上述反应，得知1mol硫代硫酸钠相当于0.5mol氧原子，即1ml 0.01mol/l硫代硫酸钠溶液相当于0.08mg氧。式中：M硫代硫酸钠标准溶液的浓度（mol/l）；V滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液体积（ml）。V瓶 样品瓶的体积(ml)3固定剂的体积八、注意事项1当水样中含有亚硝酸盐时会干扰测定，可加入叠氮化钠使水中的亚硝酸盐分解而消除干扰。其加入方法是预先将叠氮化钠加入碱性碘化钾溶液中。2如水样中含Fe3+达100200g时，可加入1ml40氟化钾溶液消除干扰。3如水样中含氧化性物质（如游离氯等），应预先加入相当量的硫代硫酸钠去除。九、思考题1.温克勒（Winkler）法测定溶解氧的误差来源及在实验中应如何操作以减少误差？2.在实验操作过程中应注意哪些问题？实验三 生化需氧量（BOD5）的测定一、实验目的1掌握五日培养法测定生化需氧量的基本原理和方法。2学会使用自动调温培养箱。二、原理生化需氧量是指在规定条件下，微生物分解存在于水中的某些可氧化物质，主要是有机物质所进行的生物化学过程中消耗溶解氧的量。分别测定水样培养前的溶解氧含量和在201培养五天后的溶解氧含量，二者之差即为五日生化过程所消耗的氧量（BOD5）。水体发生生物化学过程必须具备：(1)水体中存在能降解的好气微生物。(2)有足够的溶解氧。(3)有微生物生长所需的营养物质。因此在测定水样时须加入一定量的无机营养物质。根据水样的情况进行一定比例的稀释，稀释水充分暴气等等。三、仪器1自动调温培养箱（201）,不透光，以防光合作用产生溶解氧。25l20 l细口玻璃瓶。31000ml2000ml量筒。4特制搅拌棒：棒长应比所用量筒高度长20cm。在粗铁丝下端装一个2mm厚，直径比量筒直径略小，并带有几个小孔的硬橡胶板。5培养瓶：250ml300ml特制的BOD瓶（带有磨口玻璃塞并具有供水封用的钟形口）或试剂瓶。所用培养瓶的容积均需校准，编号纪录。6虹吸管：供分取水样和添加稀释水用。7充氧泵8碘量瓶 250ml9一般实验室常用仪器。四、试剂1磷酸盐缓冲溶液：将8.5g磷酸二氢钾（KH2PO4），21.75g磷酸氢二钾（K2HPO4），33.4g磷酸氢二钠（Na2HPO47H2O）和1.7g氯化铵（NH4Cl）溶于水中，稀释至1000ml。此溶液的pH应为7.2。2硫酸镁溶液：将22.5g硫酸镁（MgSO47H2O）溶于水中，稀释至1000ml。3氯化钙溶液：将27.5g无水氯化钙溶于水，稀释至1000ml。4三氯化铁溶液：将0.25g三氯化铁（FeCl36H2O）溶于水，稀释至1000ml。5盐酸溶液（0.5mol/l）：将40ml（=1.18g/ml）盐酸溶于水，稀释至100ml。6碱性碘化钾溶液：称取250g氢氧化钠（NaOH），在搅拌下溶解于250ml水中，冷却后，加75g碘化钾（KI），用水稀释至500ml。贮于棕色瓶中，用橡皮塞塞紧，避光保存。7.硫代硫酸钠溶液c（Na2S2O3=0.01mol/l）：硫代硫酸钠溶液c(Na2S2O35H2O)=0.01mol/l：称取25g硫代硫酸钠（Na2S2O35H2O）溶于煮沸放冷的水中，加2g碳酸钠，用水稀释至10 l，贮于棕色瓶中，使用前标定。标定方法同实验五。85g/l淀粉指示剂：称取1g可溶性淀粉，用少量水搅成糊状，加入100ml煮沸的水，混匀，继续煮至透明，冷却后加入1ml冰醋酸，稀释至200ml，盛于试剂瓶中。五、分析步骤1稀释水的制备：在5l20 l玻璃瓶内装入一定量的水，然后用无油空气压缩机或薄膜泵，将此水暴气28小时，使水中的溶解氧接近于饱和，也可以鼓入适量纯氧，盖严静置，备用。使用前于每升水中加入磷酸盐缓冲溶液、硫酸镁溶液、氯化钙溶液、三氯化铁溶液各1ml，并混合均匀。稀释水的pH值应为7.2，其BOD5，应小于0.2g。2水样采集和培养：水样采集后，应在6小时内开始分析，若不能，则在4或4以下保存，而且不得超过24小时，并将贮存时间和温度与分析结果一并报告。（1）对未受污染的水样，可直接取样，分装样品时，用虹吸方法将水样加满培养瓶，并让少量水溢出，盖上盖子，里面不能有气泡。共加四瓶， 两瓶125ml，两瓶250ml，其中125ml的两瓶用于直接测定当天水样中溶解氧的含量，另外250ml的两瓶经201五天培养后测定水样中溶解氧的含量。（2）对于已受污染的水样，必须用稀释水稀释后再进行培养和测定。水样稀释的倍数是测定的重要关键。稀释倍数的选择可根据培养后溶解氧的减少量而定，其稀释程度应使培养中所消耗的溶解氧大于2g，而剩余溶解氧不少于1g为标准。一般采用20%75%的稀释量。在初次做时，可对每个水样同时作23个不同的稀释倍数。取一定体积的水样于1000ml量桶中，用虹吸方法引入稀释水至一定刻度，用一插棒式搅拌棒小心上下搅动，不可露出水面，以免带入空气，用虹吸方法将稀释后的水样分别装入2个125ml、2个250ml培养瓶中， 其中125ml 两瓶用于直接测定当天水样中溶解氧的量，250ml 两瓶经201五天培养后测定水样中溶解氧的量。另取四个250ml培养瓶用虹吸方法装满稀释水，两瓶当天测，两瓶经201五天培养后测定稀释水中溶解氧的量，作为空白对照。（3）溶解氧的测定：将经201五天培养后的水样的250ml培养瓶盖外的水倒去，小心打开盖子，加入1ml氯化亚锰溶液和2ml碱性碘化钾溶液（注意先加氯化亚锰，移液管尖接近液面）。立即谨慎地将瓶盖好，不能有气泡，溢出的水倒掉，用手指按住瓶盖，用力反复颠倒培养瓶20次，直到沉淀与液体完全混合为止。将培养瓶静置约1小时，当沉淀只占培养瓶体积1/2时，小心打开盖子，吸出清液略大于5ml，用移液管加入5ml硫酸溶液，盖上盖子，反复颠倒培养瓶，使沉淀完全溶解。静置5分钟，小心打开瓶塞，然后用已标定的0.01mol/l的硫代硫酸钠标准溶液滴定。当溶液呈淡黄色时，加1ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚刚腿去。记下滴定管读数。六、计算1 样品水样中溶解氧的计算：式中：M硫代硫酸钠标准溶液的浓度（mol/l）；V滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液体积（ml）。2不经稀释直接培养的水样BOD5（g）=c1-c2 （2）式中：c1水样在培养前的溶解氧浓度（g）；c2水样经5d培养后，剩余溶解氧浓度（g）。2经稀释后培养的水样式中：B1稀释水在培养前的溶解氧浓度（g）；B2稀释水在培养后的溶解氧浓度（g）；f1稀释水在培养液中所占比例；f2水样在培养液中所占比例。f1、f2的计算：例如培养液的稀释比为3%，即3份水样，97份稀释水，则f1=97%=0.97，f2=3%=0.03。如果两个或两个以上稀释倍数培养水样耗氧2g，剩余溶解氧1g时，取平均值为BOD5数值。如果三个稀释倍数培养的水样均在上述范围之外，则应调整稀释倍数重做。七、注意事项1配制试剂和稀释水的蒸馏水（或去离子水）不应含有有机质，苛性碱和酸。2稀释水应保持在20左右，并且在20培养5天后，溶解氧的减少量在0.5g以下。3水样培养期间，培养瓶口处应始终保持有水，经常检查培养箱的温度是否保持在201，样品在培养期间不能见光，以防止光合作用产生溶解氧。实验四 营养盐的测定无机氮的测定一、目的要求1.通过实验了解靛酚蓝分光光度法测定海水中氨-氮的方法原理，掌握其实验条件及步骤。2.了解亚硝酸盐氮的测定萘乙二胺分光光度法的原理；硝酸盐氮的测定锌镉还原萘乙二胺分光光度法的原理二、原理水中的无机氮分为硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和氨氮，简称三氮。此外氨氮又分为非离子氮（NH3）和离子氮（NH+4）,此两种状态的组成比决定于水的PH值。三氮的测定方法如下：1氨氮的测定靛酚蓝分光光度法在弱碱性介质中，以亚硝酰铁氰化钠为催化剂，氨与苯酚及次氯酸盐反应生成靛酚蓝，在640nm测定吸光度，用标准曲线法测定。2亚硝酸盐氮的测定萘乙二胺分光光度法在酸性介质中，亚硝酸盐与磺胺进行重氮化反应，其产物再与盐酸萘乙二胺生成红色偶氮染料，在543nm出测定吸光值，用标准曲线法测定。3硝酸盐氮的测定锌镉还原萘乙二胺分光光度法先将水中的硝酸盐氮用锌粉和二氯化镉定量地还原为亚硝酸盐，然后按亚硝酸盐的测定方法，进行测定，扣除原有亚硝酸盐，得硝酸盐的含量。三、仪器722型分光光度计移液管：1ml；5ml；10ml漏斗具塞比色管：50ml（带刻度）具塞比色管：25ml（带刻度）四、试剂1100g-N铵标准贮备溶液：称取0.4716g硫酸铵(NH4)2SO4(110烘1小时，置于干燥器中冷却)，溶于少量水中，全量转入1000ml容量瓶中，加水至标线，混匀，加1ml三氯甲烷（CHCl3）,振摇混合，贮于棕色试剂瓶中，冰箱内保存。此溶液浓度为1.00ml含氨氮100g，其有效期半年。10.0g-N铵标准使用溶液：移取铵标准贮备溶液10.0ml置于100ml容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀，即得铵标准贮备溶液。临用时配制。2480g/l柠檬酸钠溶液：称取240g柠檬酸钠（Na3C6H5O72H2O）溶于500ml水中，加入20ml 0.5mol/l氢氧化钠和数粒防爆沸石，煮沸除氨直至溶液体积小于500ml，冷却后用水稀释至500ml，盛于聚乙烯瓶中，此溶液长期稳定。3苯酚溶液：取38g苯酚（C6H5OH）和0.4g亚硝酰铁氰化钠Na2Fe(CN)5NO2H2O，溶于少量水中，稀释至1000ml，混匀，盛于棕色试剂瓶中，冰箱内保存。40.5mol/l硫酸溶液：移取28ml硫酸（比重1.84，缓慢倾入水中，稀释至1升，混匀。50.5mol/l氢氧化钠溶液：称取10g氢氧化钠溶于1000ml水中，加热蒸发至500ml，盛于聚乙烯瓶中。60.10mol/l硫代硫酸钠溶液：称取25g硫代硫酸钠（Na2S2O35H2O），溶于少量水中，稀释至1L，加1g碳酸钠（Na2CO3），混匀，转入棕色试剂瓶中保存。75g/l淀粉溶液：5g/l淀粉指示剂：称取1g可溶性淀粉，用少量水搅成糊状，加入100ml煮沸的水，混匀，继续煮至透明，冷却后加入1ml冰醋酸，稀释至200ml，盛于试剂瓶中。8次氯酸钠溶液：市售有效氯含量不少于5.2%的次氯酸钠溶液，使用时先标定。标定方法：取50ml 0.5mol/l硫酸溶液至100ml锥形瓶中，加入0.5g碘化钾，混匀，加入1 ml待标定的次氯酸钠溶液，以0.1mol/l的硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加入5滴淀粉溶液，继续滴定至蓝色消失，计下硫代硫酸钠的体积，1.00ml相当于3.54mg有效氯。91.50mg/ml次氯酸钠使用溶液：用0.5mol/l的氢氧化钠溶液稀释一定量的已标定的次氯酸钠溶液，使其100ml中含有150mg有效氯，盛于聚乙烯瓶中保存于冰箱中，可稳定数周。10亚硝酸盐氮标准溶液：称取0.4926g亚硝酸钠（NaNO2）（经110烘干1小时），溶于少量水中，转入1000ml容量瓶中至标线，摇匀，加1ml三氯甲烷（CHCl3）混匀，贮于棕色瓶中保存于冰箱。此溶液浓度为100g/ml-N，取上述溶液5ml于100ml容量瓶中，加水至标线，混匀，配成亚硝酸盐氮标准使用液，浓度为5.0g/ml-N。临用时配制。1110g/l磺胺溶液：称取5g磺胺（NH2SO2C6H4NH2），溶于350ml盐酸溶液（1+6），用水稀释至500ml，盛于棕色瓶中。121g/l盐酸萘乙二胺溶液：称取0.5g盐酸萘乙二胺（C10H7NHCH2CH2NH22HCl）溶于500ml水中，盛于棕色试剂瓶中保存于冰箱。13硝酸盐氮标准溶液：称取0.7218g硝酸钾（KNO3）（经110烘干12小时），溶于少量水中。转入1000ml容量瓶中至标线，摇匀，加1ml三氯甲烷（CHCl3）混匀，贮于棕色瓶中保存于冰箱。此溶液浓度为100g/ml，取上述溶液10ml于100ml容量瓶中，加水至标线，混匀，配成硝酸盐氮标准使用液，浓度为10g/ml。临用时配制。1420%氯化镉溶液：称取20g氯化镉（CdCl22.5H2O）加水至100ml，待溶解后分装于滴瓶中。15锌粉。五、步骤1绘制标准曲线：取0.00、0.30、0.45、0.60、0.75ml、1.00ml铵标准使用液于6支50ml具塞比色管中，加水至标线，混匀。系列各点的浓度分别为：0、0.060、0.090、0.12、0.15、0.20g-N。在上述比色管中各加入1.5ml柠檬酸钠溶液，混匀，再加入1.5ml苯酚溶液，混匀，最后加入1.5ml次氯酸钠溶液，混匀，放置6小时以上（淡水样品3小时以上）。将样品和参比比色池都注满蒸馏水，用722分光光度计在640nm波长处，进行相互测量，所测定比色池的吸光度值Ac，应从读数中减去 。以水为参比溶剂，用722分光光度计在640nm波长处，测定吸光度值Ai。其中O浓度为A0。以（Ai-A0）为纵坐标，氨氮浓度（g）为横坐标，绘制标准曲线。2.水样测定（双样）取移过滤澄清的待测水样于50ml具塞比色管中，以下按、步骤测定水样的吸光度值AW。同时取50ml无氨蒸馏水，置于50ml具塞比色管中，按水样测定步骤测定空白吸光度值Ab。查标准曲线或用线性回归方程计算水样中的铵氮浓度（g）。五、计算1测定海水样品，若绘制标准曲线用盐度相近的无氨海水时，可由Aw-Ab值查标准曲线直接得出氨氮浓度g。2对于海水或河口区水样，若绘制标准曲线，用无氨蒸馏水，则水样的吸光度值Aw扣除分析空白吸光度Ab后，还应根据所测水样的盐度乘上相应的盐误差校正系数f，即据f（Aw-Ab）值查标准曲线或用线性回归方程计算水样中氨氮的浓度g。盐误差校正系数表S08111417202327303336盐效应校正系数f1.001.011.021.031.041.051.061.071.081.092亚硝酸盐氮：(1)绘制标准曲线：取0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25ml亚硝酸盐标准使用液于6支25ml具塞比色管中，加水至标线，混匀。系列各点的浓度分别为：0、0.010、0.020、0.030、0.040、0.050g。各加入0.5ml磺胺溶液，混匀，放置5分钟，在各加入0.5ml盐酸萘乙二胺溶液，混匀，放置15分钟。以水为参比溶剂，用722分光光度计在543nm波长处，测定吸光度值Ai。其中O浓度为A0。以（Ai-A0）为纵坐标，亚硝酸盐氮浓度（g）为横坐标，绘制标准曲线。(2)水样测定：取已过滤澄清的待测水样35ml分别置于50ml具塞比色管中，以下按、步骤测定水样的吸光度值AW。同时取35ml无氨蒸馏水，置于50ml具塞比色管中，按水样测定步骤测定空白吸光度值Ab。查标准曲线或用线性回归方程计算水样中的亚硝酸盐氮浓度（g）。3硝酸盐氮(1)绘制标准曲线0、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00ml硝酸盐使用液50ml具塞比色管中，加水至标线，混匀。系列各点的浓度分别为：0、0.050、0.100、0.200、0.300、0.400g。分别加入0.7g锌粉，2滴20%氯化镉，剧烈振摇20下，放置10分钟，过滤至25ml具塞比色管中，滤液总量为25ml。各加入0.5ml磺胺溶液，混匀，放置5分钟，再加入0.5ml盐酸萘乙二胺溶液，混匀，放置15分钟。以水为参比溶剂，用722分光光度计在543nm波长处，测定吸光度值Ai。其中O浓度为A0。以（Ai-A0）为纵坐标，硝酸盐氮浓度（g）为横坐标，绘制标准曲线。(2)水样测定：取已过滤澄清的待测水样35ml分别置于50ml具塞比色管中，以下按、步骤测定水样的吸光度值AW。同时取35ml无氨蒸馏水，置于50ml具塞比色管中，按水样测定步骤测定空白吸光度值Ab。查标准曲线或用线性回归方程计算水样中的硝酸盐氮浓度（g）。然后减去该水样的亚硝酸盐氮浓度得水样硝酸盐氮浓度。六、思考题 1. 为什么样品和标准溶液的显色时间保持一致，并避免阳光照射？实验五 海水的元素分析一目的1了解海水中的常量成分的分析方法和原理。2通过学生自己选择分析方案，以培养学生独立工作能力。二要求本实验为设计性实验，要求每位学生对海水中的Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-、K+离子自己选择方法，写出分析方案。其主要内容为：1实验原理、实验方法。2需用的试剂（规格、浓度及配制方法）和仪器。3操作步骤4结果的计算。5设计方案要体现科学性和可行性。把方案交指导老师审批后，再进行实验，至少分析三种离子。并写好实验报告。附 录一、钾离子的测定四苯硼钠季胺盐容量法1方法要点钾离子与四苯硼酸钠生成稳定的四苯硼酸钾沉淀，过剩的四苯硼酸钠以溴酚蓝为指示剂，用季胺盐滴定，生成难溶的四苯硼季胺盐，达等当点时季胺盐与溴酚蓝生成蓝色盐，以此指示终点，进行间接的容量法测定钾离子。反应式：（C6H5）4B- + K+ K（C6H5）B（R1R2R3R4N）+ + （C6H5）4B- （R1R2R3R4N）-（C6H5）4B2仪器2.1半微量滴定管10毫升2支2.2一般实验室其他仪器。3试剂和溶液3.1 氢氧化钠：分析纯，1 mol/l溶液。3.2 0.1%溴酚蓝指示剂：称取0.1克溴酚蓝，溶于10毫升95%乙醇中，加入10毫升0.1mol/l氢氧化钠，加水至100毫升。3.3 氯化钾：基准试剂，1ml含钾离子1毫克。称取约1.91克已于130恒重的氯化钾（称准至0.1毫克），溶于水中，移入1000毫升容量瓶中，加水至刻度摇匀。计算该基准溶液1毫升含钾离子的毫克数。3.4 硫酸镁醋酸溶液：称取127克硫酸镁（MgSO47H2O），溶于水中，加入59毫升冰醋酸，用水稀释至500毫升。3.5 醋酸醋酸钠缓冲溶液（PH值为3.5）：将2mol/l醋酸溶液与1mol/l醋酸钠溶液按4:1体积混合。3.6 松节油：市售。3.7 10%氯化铝溶液：称取10克无水氯化铝于250毫升烧杯中，加少量水润湿，盖上表面皿，再加水溶解。稀释至100毫升3.8 1%四苯硼酸钠标准溶液：取10克分析纯四苯硼酸钠 (C6H5)4BNa（简称NaTPB）溶于900毫升水中，在暗处放置一昼夜后，加入10%氯化铝溶液5毫升，用1 mol/l的氢氧化钠溶液调PH值至89后，加水至1升，摇匀。然后用中速滤纸过滤，滤液贮于棕色瓶中，标定后备用。标定方法：准确吸取氯化钾基准溶液5毫升（4毫升、3毫升、2毫升、1毫升）于150毫升烧杯中，加水至30毫升，加入2毫升硫酸镁醋酸溶液，在不断搅拌下，由半微量滴定管逐滴加入6毫升1%四苯硼钠溶液，放置5分钟后，加入34滴0.1%溴酚蓝指示剂，加入0.5毫升醋酸醋酸钠缓冲溶液和约0.3毫升松节油，充分搅拌，继用季胺盐标准溶液滴定至呈现蓝色为止。四苯硼酸钠标准溶液对钾离子的滴定度（T）按下式计算：式中 ： T1毫升四苯硼酸钠标准溶液相当于钾离子的毫克数；K取用氯化钾基准溶液所含钾离子毫克数；6.00加入四苯硼酸钠标准溶液的毫升数；f季胺盐标准溶液对四苯硼酸钠标准溶液的计算系数；B消耗季胺盐标准溶液的毫升数。3.9 0.7%季胺盐标准溶液：称取14克十六烷基三甲基溴化铵（简称CTAB）或烷基二甲基苄基氯化铵，于2升烧杯中，加入300毫升95%乙醇使之溶解，然后迅速加水至2升，混合均匀，贮于试剂瓶中。如室温在15以下，则CTAB易析出，可将溶液瓶置入温水浴内，使之溶解后使用。标定方法：用微量滴定管准确取5.00毫升1%四苯硼酸钠标准溶液,于150毫升烧杯中，加入30毫升水，34滴0.1%溴酚蓝指示剂及0.5毫升醋酸醋酸钠缓冲溶液，继用季铵盐标准溶液滴定至呈现蓝色即为终点。季铵盐标准溶液对四苯硼酸钠标准溶液之换算系数（f）按下式计算：式中 ： 5四苯硼酸钠标准溶液的毫升数；A耗用季铵盐标准溶液的毫升数。4测定步骤4.1 吸取含钾离子约5毫克的试样，于150毫升烧杯中，加水至30毫升，加入2毫升硫酸镁醋酸溶液，在不断搅拌下，逐滴加入6.00毫升1%四苯硼酸钠标准溶液，放置5分钟后加入34滴0.1%溴酚蓝指示剂，加0.5毫升醋酸醋酸钠缓冲溶液和约0.3毫升松节油，充分搅拌，随即用季胺盐标准溶液滴定至呈现蓝色为终点。4.2 计算：式中：K钾离子含量（克/升）；T1毫升四苯硼酸钠标准溶液相当于钾离子的毫克数；6.00加入四苯硼酸钠标准溶液的毫升数；f1毫升季胺盐标准溶液对四苯硼酸钠标准溶液的毫升数；V1滴定耗用季胺盐标准溶液毫升数；V滴定时所取试样的毫升数。5. 讨论5.1四苯硼酸钠标准溶液应保持澄清（PH值约9），如变混浊，须重新过滤。四苯硼酸钠标准溶液对钾离子的滴定度，每周应校正。由于四苯硼酸钠沉淀剂过剩量对四苯硼钾溶解的影响。因此对于6毫升1%四苯硼酸钠标准溶液，如钾离子含量不同，测得的滴定度T值也稍有变化，T值变化则影响测定结果。为了保证测定的准确度，钾离子的取样量应控制在与测定T值所取标准钾的量接近。5.2季胺盐阳离子用（R1R2R3R4N）+表示，R1、R2、R3为甲基或长链烷基，R4是苄基、丁基或较长链芳烷基团。季胺盐与四苯硼酸钠生成的四苯硼季胺盐，其溶解度比四苯硼酸钾更小。用该试剂测定钾离子时，一般是将四苯硼酸钾沉淀分离后，在滴定溶液中的四苯硼酸钠。为了减少繁琐手续，不分离沉淀直接从溶液中滴定过剩的四苯硼酸钠，特加松节油，利用松节油能将四苯硼酸钾沉淀从水溶液中分离，沉淀进入松节油相，使滴定终点稳定。5.3 PH值对终点的影响PH值3.5时，季胺盐与溴酚蓝形成蓝色盐，溶液由黄绿到蓝色，借以指示滴定终点，如PH值过小则终点不明，反之则溶液由紫到蓝，终点不易分辨，因此，滴定前要调PH值到3.5，但在PH值3.5时四苯硼酸钠有微小分解，滴定速度应快。此外，溴酚蓝为酸碱指示剂，PH值3.5时呈黄绿色，借以指示调节溶液的PH值。5.4铵离子的去除：铵离子同样与四苯硼酸钠产生沉淀，故测定过程中应注意避免铵盐和氨气的影响。如试样中共存有铵离子，则应消除干扰，可按下列方法测定：5.4.1甲醛法除铵：取一定量试样于50毫升容量瓶中，加入5毫升中和后的37%甲醛，0.51克焦磷酸钠，用2mol/l NaOH溶液中和至碱性（PH值910），然后缓慢加入10毫升1%四苯硼酸钠，稀释至50毫升，摇匀。用干滤斗干滤纸过滤，弃去约10毫升最初的滤液，吸取25毫升滤液，加入8滴0.04%钛黄指示剂，用季胺盐标准溶液滴定，至呈现为红色即为终点。5.4.2 氢氧化钠溶液蒸煮法除铵：取一定量的试液于150mL烧杯中，加入1-3滴酚酞指示剂，再加入3-5mL2mol/L NaOH溶液，置于可调电炉上低温慢慢加热蒸煮至烧杯中溶液变干为止，取下冷却至室温，加水25mL左右溶解，搅拌均匀，此时溶液颜色应为粉红色，若无色，可加入一滴酚酞指示剂，再用2mol/L HCl溶液中和至溶液粉红色消失，再多加一滴HCl使溶液pH值为微酸性。然后用测钾的方法在此溶液中测定钾。6. 精密度本方法平行测定结果的容许差值 0.02%，（钾离子的含量在0.2以下）取平行测定结果的算术平均值作为测定结果。二、钙镁离子的测定EDTA容量法1方法提要试样经水溶解后，在pH 12条件下，加入钙指示剂，用E D T A标准溶液滴定钙，在pH = 10时，加入铬黑T指示剂，用E D T A标准溶液滴定钙、镁总量，以差减法求得镁的含量。2仪器一般实验室仪器。3试剂和溶液3.1氧化锌：基准试剂。800灼烧30分钟，冷却后，130恒重2小时。3.2氨水 ：分析纯，1+1溶液。3.3过氧化氢溶液：分析纯，3%。3.4三乙醇胺：分析纯，1+1溶液。3.5氢氧化钠：分析纯，2摩尔/升溶液，称取80克氢氧化钠溶于1000毫升无二氧化碳的水中，摇匀，贮于试剂瓶中。3.6钙指示剂2羟基1（2羟基4磺酸钠萘基偶氮）3萘酸（钙羟酸）：称取0.2克钙指示剂及10克于110干燥的氯化钠，置于研钵中研细混匀。贮于棕色磨口瓶中，放入干燥器内备用。3.7铬黑T指示剂：比例和配法同钙指示剂，或称取0.5克铬黑T溶于100毫升1+1三乙醇胺溶液中。3.8氨性缓冲溶液（pH 10）：称取20克氯化铵（分析纯）加入100毫升25%的氨水，用无二氧化碳的水稀释至1升，混匀，贮于试剂瓶中。3.9 E D T A标准溶液，c（EDTA）= 0.02摩尔/升：称取8克乙二胺四乙酸二钠于400毫升烧杯中，加少量水溶解后，用无二氧化碳的水稀释至1000毫升。混匀，贮于试剂瓶中。3.10 锌标准溶液，c（Zn）= 0.02000摩尔/升：准确称取氧化锌0.50.6克，置于250毫升烧杯中，加少量水润湿，滴加1+1盐酸10毫升，边加边搅拌至全部溶解为止，移入250毫升容量瓶中，用无二氧化碳的水稀释至刻度，摇匀。4E D T A标准溶液的标定：吸取20毫升锌标准溶液于250毫升中，用水稀释至约100毫升，以1+1氨水调节之PH7-8，加10毫升氨性缓冲溶液及少量（或3滴）铬黑T指示剂，用E D T A标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色。E D T A标准溶液的浓度按（1）计算：式中：c E D T A标准溶液的浓度，摩尔/升； m氧化锌的准确质量数值，克；V1氧化锌标准溶液的体积，毫升；V2 滴定消耗的EDTA标准溶液的体积，毫升。V3空白试验乙二胺四乙酸二钠溶液的体积，毫升；M氧化锌的摩尔质量的数值，克/摩尔（ZnO）=81.39。E D T A标准溶液对钙、镁的滴定度按式（2）、（3）计算：式中：c 同式（1）0.04008与1.00mlEDTA标准溶液c(EDTA)=1.000mol/l相当的以克表示的钙质量；0.02431与1.00mlEDTA标准溶液c(EDTA)=1.000mol/l相当的以克表示的镁质量；TCa E D T A标准溶液对钙的滴定度，克/毫升；TMg E D T A标准溶液对镁的滴定度，克/毫升。5操作步骤5.1钙的测定称取2.5克试样（称准至0.001克），置于400毫升烧杯中，加入150毫升热水，在搅拌下加45滴3%的过氧化氢溶液，加热微沸至无小气泡（约几分钟），取下冷却至室温，移入250毫升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。试液用快速滤纸干滤，弃去最初少量滤液。吸取50毫升滤液于250毫升烧杯中，用水稀释至约100毫升，以2摩尔/升氢氧化钠溶液调至pH为12以上，加钙指示剂少许，以微量滴定管用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色。同时作空白实验，扣除滴定体积，进行计算。5.2镁的测定吸取5.1干滤液5毫升于250毫升烧杯中，用水稀释至约100毫升，加5毫升氨性缓冲溶液及铬黑T指示剂少许。以微量滴定管用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色，此为钙、镁总量。同时作空白实验，扣除滴定体积，进行计算。注：滴定钙、镁总量时，如50毫升滤液消耗EDTA体积过多，则可吸取25毫升滤液。滴定体积乘2，再用6.2计算式计算。6计算61 钙的百分含量按式（4）计算：式中：V4滴定钙消耗的EDTA标准溶液体积，毫升；V5滴定钙时EDTA标准溶液的空白体积，毫升；TCaE D T A标准溶液对钙的滴定度，克/毫升；G 吸取试样溶液相当于试样的重量，克。62 镁的百分含量按式（5）计算： 式中：V4、G 同6.1；V6 滴定钙、镁总量消耗的EDTA标准溶液体积，毫升；V7滴定钙、镁时EDTA标准溶液的空白体积，毫升；TMg E D T A标准溶液对镁的滴定度，克/毫升。7精密度本分析方法平行测定结果的容许差值在0.04%以内，取平行测定结果的算术平均值作为测定结果。三、硫酸根离子的测定EDTA容量法1方法要点：硫酸根离子与氯化钡生成难溶的硫酸根沉淀，过剩的钡离子在pH=10及Mg-EDTA.络合物存在下，以铬黑T为指示剂，用EDTA.溶液滴定(扣除滴定样品中Ca2+、Mg2+时E.D.T.A.的用量)，间接测定硫酸根离子。2仪器一般实验室仪器。3试剂和溶液3.1 乙二胺四乙酸二钠（EDTA）：分析纯。3.2 氧化锌：基准试剂。3.3 氯化铵：分析纯。3.4 氨水：分析纯，1+1溶液。3.5 氯化钡（BaCl22H2O）：分析纯。3.6 氯化钡标准溶液（0.027M）：称取13.2克氯化钡（BaCl22H2O），溶于2升不含CO2的水中，在室温下放置24小时以上（必要时过滤），标定后使用。标定方法：准确吸取10.00毫升氯化钡标准溶液，加入20毫升水，10毫升Mg-EDTA. 络合物溶液，10ml无水乙醇，5毫升氨性缓冲溶液和4滴铬黑T指示剂，立即用EDTA标准溶液滴定，至酒红色消失变亮蓝色为止。求出每毫升氯化钡标准溶液耗用EDTA的毫升数(C)，即 式中：V消耗0.02M的EDTA标准溶液的毫升数。 3.7 铬黑T指示剂：称取0.5克铬黑T溶于100毫升1+1三乙醇胺溶液中。 3.8 氨性缓冲溶液（pH 10）：称取20克氯化铵（分析纯）加入100毫升25%的氨水，用无二氧化碳的水稀释至1升，混匀，贮于试剂瓶中。 3.9 E DTA标准溶液，c（EDTA.）= 0.02摩尔/升：称取8克乙二胺四乙酸二钠于400毫升烧杯中，加少量水溶解后，用无CO2稀释至1000毫升。混匀，贮于试剂瓶中。 3.10 锌标准溶液，c（Zn）= 0.02000摩尔/升：准确称取氧化锌0.50.6克，置于250毫升烧杯中，加少量水润湿，滴加1+1盐酸10毫升，边加边搅拌至全部溶解为止。移入250毫升容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。3.11 EDTA标准溶液的标定同钙镁离子的测定中EDTA的标定。3.12 Mg-EDTA络合物溶液：0.054mol/l。取51.5ml10%MgCl2溶液，加18g固体EDTA试剂，加200ml无CO2的水，加100mlPH10的氨性缓冲溶液，不断搅拌至EDTA全部溶解，加入10滴铬黑T指示剂，以5%EDTA溶液滴定至青蓝色，稀释至1000ml。如有市售的乙二胺四乙酸二钠镁试剂，则称取23.3克溶于1000ml无CO2的水中，即可。4测