水分析化学剖析PPT学习教案

1、会计学1 水分析化学剖析水分析化学剖析 2 第1页/共52页 3 第2页/共52页 4 基本操作基本操作 基本技能基本技能 基本方法基本方法基本概念基本概念 基本原理基本原理 基本理论基本理论 掌握掌握6个基本点个基本点 注重培养严谨的科学态度注重培养严谨的科学态度 培养独立分析和解决分析化学培养独立分析和解决分析化学 中实际问题的能力中实际问题的能力 注重注重2个培养个培养 强化并树立准确强化并树立准确“量量”的观念的观念 树立树立1个个“量量”概念概念 第3页/共52页 5 第4页/共52页 6 第5页/共52页 7 第6页/共52页 8 第7页/共52页 9 第8页/共52页 10 第9

2、页/共52页 11 1.1 水分析化学性质和任务分析化学性质和任务 第10页/共52页 12 社会科学、考古学社会科学、考古学 人类学和法医学人类学和法医学 分析化学分析化学 化学学科的化学学科的 所有分支所有分支 物理、天体物理、物理、天体物理、 天文和生物物理天文和生物物理 工程学、民事、化学工程学、民事、化学 、电以及机械、电以及机械 医学、临床化学医学、临床化学 药物化学、药学药物化学、药学 毒物学毒物学 生物学、植物学、生物学、植物学、 遗传学、微生物学、遗传学、微生物学、 分子生物学和动物学分子生物学和动物学 地质学、地球物理学、地质学、地球物理学、 地球化学和古生物学地球化学和古

3、生物学 环境科学、环境科学、 生态学和海洋科学生态学和海洋科学 农业、动物科学农业、动物科学 农作物科学、食品科学、农作物科学、食品科学、 园艺学和土壤科学园艺学和土壤科学 材料科学、材料科学、 冶金学冶金学 和高分子科学等学科和高分子科学等学科 第11页/共52页 13 水的自然循环 第12页/共52页 14 第13页/共52页 15 （1 1）化学型污染：）化学型污染：指排入水体的碱、酸、无机和有机污染物造成的水体污染。指排入水体的碱、酸、无机和有机污染物造成的水体污染。 （2 2）物理型污染：）物理型污染：指引起水体的色度、浊度、悬浮性固体、水温和放射性等监测指标明显变化的物理因素造成的

4、污染。指引起水体的色度、浊度、悬浮性固体、水温和放射性等监测指标明显变化的物理因素造成的污染。 （3 3）生物型污染：）生物型污染：未经处理生活污水、医院污水等排入水体，引入某些病原菌而造成的污染。未经处理生活污水、医院污水等排入水体，引入某些病原菌而造成的污染。 第14页/共52页 16 第15页/共52页 17 水资源保护、利用、开发和治理的水资源保护、利用、开发和治理的 “眼睛眼睛”和和“哨兵哨兵” 第16页/共52页 18 第17页/共52页 19 按按分析方法的分析方法的原理和手段原理和手段分：分： 1、化学分析法化学分析法 ( (常量组分常量组分) )：以化学：以化学 反应为基础的

5、分析方法反应为基础的分析方法 定义：定义：将将水中水中被分析物质与已知成分、性质和含被分析物质与已知成分、性质和含 量的物质发生化学反应，产生具有特殊性质的新物量的物质发生化学反应，产生具有特殊性质的新物 质，由此确定被测物质的存在以及组成、性质和含质，由此确定被测物质的存在以及组成、性质和含 量。量。 重量分析：重量分析：Ba2+ SO42- 残渣分析残渣分析 滴定分析：滴定分析：酸碱、络合、氧化还原、沉淀酸碱、络合、氧化还原、沉淀 1.2水分析方法分类水分析方法分类 试剂试剂 样品样品 第18页/共52页 20 析、热分析等析、热分析等 3 Fe2+3 NN + NN Fe 2+ 邻二氮菲

6、邻二氮菲 第19页/共52页 21 按按待测组分含量待测组分含量分分 常量组分常量组分 (1%) 微量组分微量组分 (0.01-1%) 痕量组分痕量组分 (0.01%) 按按分析任务分析任务：定性分析，定量分析，结构分析：定性分析，定量分析，结构分析 第20页/共52页 22 含量在含量在g/Lg/L数量级，属于哪类数量级，属于哪类 分析？分析？ 分析化学组分含量单位分析化学组分含量单位 PPM PPM parts per million (10parts per million (10-6 -6) ) （ mg / kg )mg / kg )或（或（ mg / L )mg / L ) PPB

7、 PPB parts per billion (10 parts per billion (10-9 -9) ) PPT PPT parts per trillion (10 parts per trillion (10-12 -12） ） 第21页/共52页 23 分离分离 称量形式称量形式 转化转化 过滤过滤 烘干烘干 称重称重 计算计算 水样水样 被测组分被测组分 转化方法有：沉淀、气化、萃取等转化方法有：沉淀、气化、萃取等 第22页/共52页 24 水中不可滤残或悬浮物水中不可滤残或悬浮物(SS)总残渣总残渣 Ca2+、Mg2+、Ba2+硫酸盐硫酸盐 总残渣灼烧减重总残渣灼烧减重 优点

8、优点 缺点缺点 对于常量分析，比较准确，对于常量分析，比较准确， 相对误差相对误差0.1% 0.2% 操作麻烦，费时，不适于水操作麻烦，费时，不适于水 中微量组分的测定。中微量组分的测定。 第23页/共52页 25 出出被分析物质的被分析物质的 含量含量的方法的方法 标准溶液标准溶液 化学计量点化学计量点滴定终点滴定终点 滴定管滴定管 滴定剂滴定剂 被滴定溶液被滴定溶液 第24页/共52页 26 （1 1）常用术语）常用术语 化学计量比化学计量比 若若A、 B物质的量分别为物质的量分别为nA、 、nB，滴定的反应比为 ，滴定的反应比为 a ：b，则，则 滴定反应的化学计量关系为：滴定反应的化学

9、计量关系为： ABBABA ,:n a b nn b a nbann或 终点误差终点误差主要是滴定终点与化学计量点主要是滴定终点与化学计量点不一致不一致引起的引起的 滴定终点滴定终点指示剂变色的点指示剂变色的点 End point 化学计量点化学计量点 BA n b a n Stoichiometric point 为化学计量数为化学计量数 比比 b a DCBAdcba 第25页/共52页 27 （2 2）滴定误差的产生）滴定误差的产生: : 用用 HCl HCl 滴定滴定NaOHNaOH 甲基橙为指示剂（变色范围甲基橙为指示剂（变色范围 pH 3.14.4） HCl + NaOHNaCl

10、+ H2O 化学计量点化学计量点pH=7 HClHCl 标准溶液标准溶液 NaOHNaOH溶液溶液 甲基橙甲基橙 滴定前滴定前 过量过量 红红 橙橙 黄黄 pH pH 3.13.1 3.1 - 4.43.1 - 4.4 4.44.4 滴定终点滴定终点 红色红色 橙色橙色 黄色黄色 第26页/共52页 28 第27页/共52页 29 第28页/共52页 30 KMnO4 直接直接 滴定滴定 1. 按一定的反应式定量完成按一定的反应式定量完成(99.9%以上以上) 2. 快快(或可加热、催化剂或可加热、催化剂) 3. 有适当的方法确定终点有适当的方法确定终点(指示剂指示剂) Zn2+ 间接滴定：间

11、接滴定：Ca2+ CaC2O4(s) H2C2O4 目测滴定法目测滴定法 电位滴定法电位滴定法 光度滴定法光度滴定法 返滴定返滴定: Al+EDTA(过量过量) 反应慢 第29页/共52页 31 No. 标样浓度标样浓度 g / L 吸收值吸收值 15.000.045 210.00.093 320.00.140 430.00.175 540.00.236 6试样试样0.200 标准工作曲线的绘制 第30页/共52页 32 项目项目 化学分析法化学分析法 （经典分析法）（经典分析法） 仪器分析法仪器分析法 （现代分析法）（现代分析法） 物质性质物质性质化学性质化学性质物理、物理化学性质物理、物理

12、化学性质 测量参数测量参数体积、重量体积、重量 吸光度、电位、发射强度、吸光度、电位、发射强度、 热量、电导、电阻等等热量、电导、电阻等等 误差误差0.1 % 0.2 %1 % 2% 或更高或更高 组分含量组分含量0.01% 1 % 0.01% 单分子、单原子单分子、单原子 理论基础理论基础 化学、物理化学化学、物理化学 （溶液四大平衡）（溶液四大平衡） 化学、物理、数学、电子学、化学、物理、数学、电子学、 生物、等等生物、等等 解决问题解决问题定性、定量定性、定量 定性、定量、定性、定量、结构、形态、结构、形态、 能态、动力学能态、动力学等全面的信息等全面的信息 第31页/共52页 33 第

13、32页/共52页 34 一、一、 物物 理理 指指 标标 感官性指标，水的色度来源 于金属化合物或有机化合物 感官性指标，水的异臭来源于 还原性硫和氮的化合物、挥发 性有机物和氯气等污染物质 挥发性物质 溶解物质 固定性物质 悬浮固体物质 加速耗氧反应，最终导 致水体缺氧或水质恶化 造成水中溶解氧减少 工业废水 常引起水 体热污染 色度 固体物质 嗅和味 温度 第33页/共52页 35 2种测量方法种测量方法: 文字描述法：臭强度报告（无、微弱、明显、强、很强）文字描述法：臭强度报告（无、微弱、明显、强、很强） 臭阈值法：用无臭水稀释至闻出最低可辨臭气时的稀释倍数臭阈值法：用无臭水稀释至闻出最

14、低可辨臭气时的稀释倍数 饮用水标准为：饮用水标准为：臭阈值臭阈值2 （一）臭味测量方法（一）臭味测量方法 第34页/共52页 36 （二）颜色指标（二）颜色指标色度色度的测量方法的测量方法 第35页/共52页 37 溶解性固体（溶解性固体（DS） 有机物有机物 1、总固体（、总固体（TS） （滤液（滤液蒸干蒸干103103105105 水样蒸干水样蒸干 或或180 烘干恒重）烘干恒重） 无机物无机物: :总含盐量总含盐量 105110 烘干恒重烘干恒重 悬浮固体（悬浮固体（SS） 漂浮物漂浮物 有机物有机物VSS （总残渣）（总残渣） （总不可（总不可过滤过滤残渣过滤残渣过滤 悬浮物悬浮物 （

15、600灼烧）灼烧） 103103105105烘干恒重烘干恒重） 可沉物可沉物 无机物无机物NVSSNVSS 饮用水标准为：饮用水标准为：溶解性总固体（总可滤残渣）溶解性总固体（总可滤残渣）1000mg/L （三）固体物质含量的测量（三）固体物质含量的测量 第36页/共52页 38 2、浊度概念：浊度概念： 浑浊程度浑浊程度，由悬浮物、胶体杂质、有机物质微生物、浮游生物引起，影响光线透过，使水生生物生态发生变化。是天然水和饮用水的重要水质指标之一，由悬浮物、胶体杂质、有机物质微生物、浮游生物引起，影响光线透过，使水生生物生态发生变化。是天然水和饮用水的重要水质指标之一 我国饮用水标准为：我国饮用

16、水标准为： 浊度浊度1 NTU（浊度单位）（浊度单位） 对于污水由于悬浮物高、只测悬浮物含量，不测浊度对于污水由于悬浮物高、只测悬浮物含量，不测浊度 测定浊度的重要性测定浊度的重要性 是水可能受到污染的重要是水可能受到污染的重要标志标志之一之一 自来水厂处理设备和设计的重要自来水厂处理设备和设计的重要参数参数 是水厂运行和投药量的重要是水厂运行和投药量的重要控制标准控制标准 第37页/共52页 39 a.目视比浊法：目视比浊法：用具塞比色管配制标准浊度系列，用具塞比色管配制标准浊度系列， 将水样与标准系列将水样与标准系列俯视对比确定俯视对比确定 1度度 = 1mg/L 漂白土产生的浊度。漂白土

17、产生的浊度。 b.分光光度法：分光光度法：680nm分光光度计测定分光光度计测定 标准浊度单位（标准浊度单位（1.25mg硫酸肼硫酸肼/L和和12.5mg六次甲六次甲 基四胺基四胺/L形成形成甲臜聚合物甲臜聚合物为为1度，测定结果单位度，测定结果单位 FTU） c.散射法散射法，浊度仪（也以，浊度仪（也以甲臜聚合物甲臜聚合物为标准浊度单为标准浊度单 位，测定结果单位位，测定结果单位NTU） 第38页/共52页 40 电导率、氧化还原电位电导率、氧化还原电位ORP、UV254等等 自学自学p9有关有关ORP、UV254的概念、应用的概念、应用 （四）其它物理指标（四）其它物理指标 第39页/共5

18、2页 41 二、微生物指标二、微生物指标 （1） 细菌总数：细菌总数：各种细菌病毒的总和，反映污水中各种细菌病毒的总和，反映污水中 病原菌、病毒存在的可能性。病原菌、病毒存在的可能性。 饮用水饮用水标准为：标准为：细菌总数细菌总数100 个（细菌落）个（细菌落）/mL （2） 总总大肠菌群：大肠菌群：反映污水被粪便污染程度。反映污水被粪便污染程度。 饮用水标准为：饮用水标准为：总大肠菌群不得检出总大肠菌群不得检出 （3）游离性余氯：）游离性余氯：Cl2+H2O = HOCl +H+ + Cl- 国家饮用水标准规定：国家饮用水标准规定：集中式给水出厂水游离性集中式给水出厂水游离性 余氯不低于余氯

19、不低于0.3mg/L，管网末梢水不低于，管网末梢水不低于0.05mg/L （4）二氧化氯：）二氧化氯： 国家饮用水标准规定：国家饮用水标准规定：集中式给水出厂水余量不集中式给水出厂水余量不 低于低于0.8mg/L，管网末梢水不低于，管网末梢水不低于0.02mg/L 第40页/共52页 42 三、化三、化 学学 性性 指指 标标 （一） 无 机 性 指 标 植物营 养元素 pH和碱度 硬度与重金属 过多的氮、磷进入天然水体易导致富营养 化，导致水生植物尤其是藻类的大量繁殖， 造成水中溶解氧的急剧变化，影响鱼类生 存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为 沼泽和干地。 一般要求处理后污水的pH在69之

20、间。 当天然水体遭受酸碱污染时，pH发生变 化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍 水体自净，还可腐蚀船舶。 碱度指水中能与强酸定量作用的物质总量 作为微量金属元素; 重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生 物生长，使蛋白质凝固; 逐级富集至人体，影响人体健康。 第41页/共52页 43 1、pH值与酸碱度测量值与酸碱度测量酸碱滴定法酸碱滴定法 等等 我国饮用水标准为：我国饮用水标准为： pH 6.58.5 第42页/共52页 44 还有：还有：铊铊、锡、锡、铝、铁、锰、铜、锌铝、铁、锰、铜、锌等等 2、 硬度与重金属含量测定硬度与重金属含量测定 第43页/共52页 45 3、氮磷等植物性营养元素指、氮磷等植物性营养元素指 标标 第44页/共52页 46 氮磷指标的测量方法：氮磷指标的测量方法： 1、酸碱滴定法、酸碱滴定法 2、分光光度法、分光光度法 3、离子色谱法、离子色谱法 第45页/共52