第九章水质分析 Microsoft Word 文档.docx
- 文档编号:30532152
- 上传时间:2023-08-16
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:24.05KB
第九章水质分析 Microsoft Word 文档.docx
《第九章水质分析 Microsoft Word 文档.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第九章水质分析 Microsoft Word 文档.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第九章水质分析MicrosoftWord文档
第九章水质分析
§9.1概述
一、水的分类
水可分为天(自)然水、生活用水、工业用水、污水。
1、天(自)然水
自然界的水称为天然水。
天然水有雨水、地面水(江、河、湖水)、地下水(井水、泉水)等,因为在自然界中存在,都或多或少地含有一些杂质,如气体、尘埃、可溶性无机盐等,如矿泉水中含有多种微量元素。
2、生活用水
人们日常生活中所使用的水称为生活用水:
主要是自来水,也有少量直接使用天然水的。
对生活用水的要求,主要是不能影响人类的身体健康。
因此应检验分析一些有害元素的含量,对其含量都有标准规定,不能超标。
比如F-的含量,正常情况下应为0.5~1.0mg/L,如果F-1.0~1.5mg/L,易得黄斑病,如果F-4.0mg/L,则易得氟骨病。
3、工业用水
指工业生产所使用的水,要求为不影响产品质量,不损害设备、容器及管道,使用时也要经过分析检验,不合格的水要先经处理后才能使用。
4、污水
污水(废水)分为生活污水和工业污水,污水污染环境,必须符合一定的标准才允许排放。
二、水质指标
1、物理指标:
温度、颜色、嗅味、浑浊度、固体含量、导电率等。
2、化学指标:
酸碱度、硬度、矿化度等。
3、微生物学指标:
细菌数、大肠杆菌群等。
三、水质标准
《生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)》
项目
标准
项目
标准
色
浑浊度
嗅和味
肉眼可见物
pH
总硬度(碳酸钙)
铁
挥发酚
色度不得超过15度
不得超过3度
不得有异嗅、异味
不得含有
6.5~8.5
450mg/L
0.3mg/L
0.002mg/L
汞
铬(六价)
铅
砷
细菌总数
大肠杆菌群
总α放射性
总β放射性
0.001mg/L
0.05mg/L
0.05mg/L
0.05mg/L
100个/mL
3个/L
0.1Bq/L
1Bq/L
四、水质分析项目
水质分析项目繁多,主要有以下几类:
物理性质、金属化合物、非金属化合物、有机化合物。
1、物理性质
主要包括:
水温、外观、颜色、嗅、浊度、透明度、残渣、矿化度、电导率等。
2、金属化合物
主要包括:
总硬度、钾、钠、钙、镁、铁、铜、锌、镍、锰、汞、铅、铬、铬、砷、硒等。
3、非金属化合物
主要包括:
酸度、碱度、二氧化碳、溶解氧、氮(氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮)、磷、氯化物、氟化物、碘化物、氰化物、硫化物、硫酸盐、硼、可溶性二氧化硅等。
4、有机化合物
主要包括:
化学需氧量、生化需氧量、总有机碳、矿化油、挥发性酚类、苯系物、多环芳烃、有机磷、苯胺类、硝基苯类、阴离子洗涤剂、各类农药等。
五、水样的采集与保存
GB/T2997-91中规定了水的采集、预处理和保存的方法。
§9.2水质指标之间的关系
一、阴、阳离子间的平衡
上式表示阳离子总量和阴离子总量相等。
二、离子总量的一致性
用以下两种方法测得的离子总量应相等:
1、离子交换后酸碱滴定-直接测定离子的总量;
2、分别用不同的方法测定各种离子的量,然后取其和值。
三、溶解性固体质量与各种成分总量的关系
溶解性固体物质是将澄清水样蒸发后经过干燥而得,此量应大致等于各成分含量之和。
通常是将Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、SiO2的浓度和与溶解性固体的量进行比较。
四、碱度、硬度等之间的关系
1、总硬度与Ca2+、Mg2+的关系
Ca2+、Mg2+的总量等于总硬度,有的水样的硬度包括Fe3+、Al3+、Mn2+等离子的量。
2、有永久硬度时
没有负硬度(碱金属的氢氧化物、碳酸盐和重碳酸盐称为负硬度);总硬度>总碱度.
3、有负硬度时
没有永久硬度;总硬度<总碱度;暂时硬度=总硬度;总碱度-总硬度=负硬度
五、pH值与其它离子浓度的关系
1、pH值与金属离子浓度的关系
Fe3+、Al3+、Mn2+、Cu2+等离子在不同pH下的水解程度不同,其游离的金属离子浓度也不同
2、pH值与HCO3-、CO32-的关系
H2CO3的pKa1=6.3;pKa2=10.2
pH=6.3-lgc(CO2)+lgc(HCO3-);pH=10.2-lgc(HCO3-)+lgc(CO32-)
§9.3水质指标测定方法
一、pH值的测定
pH值是工业用水必须考虑的因素,为了防止金属腐蚀,要求锅炉用水的pH在7.0~8.5范围内;工业沸水排放时pH在6~9之间。
测定pH值有比色法和电位法。
如果要粗略地测定水样的pH值,可采用比色法;如准确测量,则必须用电位法。
二、电导率的测定
溶解于水中的酸、碱、盐电解质,使水的导电能力增强。
水的导电能力用25℃时的电导率表示,单位为S/cm。
水质分析中,用其百万分之一表示,μS/cm。
所用的仪器为电导率仪:
测量范围为0~104μS/cm;KCl标准溶液:
不同浓度的KCl溶液在不同温度下的电导率见课本。
三、浊度(turbidity)的测定
水的浊度是指其混浊程度。
是由水中的泥沙、黏土、浮游生物和其它微生物等悬浮物质引起。
工业用水特别是冷却循环水浊度过高,会使换热器管道结垢,导致换热效率下降,管道腐蚀,影响换热器的使用寿命。
水的浊度并不是直接测量颗粒物的量,而是测量颗粒物对光的散射程度。
以福马肼(Formazine)悬浊液作标准,采用分光光度法测量被测水样和标准溶液的透过光的强度。
福马肼标准溶液的配制:
称取1.000g硫酸联氨(硫酸肼,致癌),用水定容至100mL;称取10.00g六次甲基四胺,用水定容至100mL;分别移取以上溶液各25mL混匀后,稀释至500mL,此溶液的浊度为400FTU(Formazineturbidityunit)。
工作曲线的绘制:
取一系列不同体积的以福马肼标准液,放入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度(浊度不同),用1cm比色皿在波长650nm处分别测量其吸光度,用浊度对吸光度作图,得一直线。
四、悬浮固形物和溶解固形物的测定
1、悬浮固形物
悬浮固形物是指被某种过滤材料分离出来的固形物。
悬浮物通常是由泥土、砂粒、腐蚀产物、水垢、微生物黏泥等组成。
测定方法是取适量水样,注入过滤器中抽滤,将最初的200mL滤液重新过滤,将玻璃滤器和不溶物烘干至恒重,称量。
2、溶解固形物
溶解固形物是指已被分离悬浮物后的滤液经蒸发干燥所得的残渣。
测定时,取一定量已过滤的水样,注入经烘干至恒重的蒸发皿中,在水浴锅上蒸干。
将蒸发皿和蒸干的样品在105~110℃烘干至恒重。
五、碱度的测定
碱度是指水中含有能接受H+的物质的总量。
如氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐、磷酸氢盐、硅酸盐、亚硫酸盐、氨和有机碱等。
碱度的测定方法有指示剂滴定法和电位滴定法。
常用指示剂滴定法。
以酚酞为指示剂,用盐酸标液滴定所测得的含量,记作P。
酚酞后碱度是酚酞变色后,以甲基橙为指示剂,用盐酸标液继续滴定,计算所测得含量,记作M。
总碱度是直接以甲基橙做指示剂测得的碱度称为甲基橙碱度,也称总碱度。
A=P+M
测定步骤:
取100.00mL透明水样,置于250mL锥形瓶中,加入2~3滴酚酞指示剂,用0.1000mol/LHCl标液滴定至粉红色刚褪去,记下盐酸的体积(V1)。
在刚滴定过的溶液中加入10滴溴甲酚绿-甲基红指示剂,继续用上述HCl标液滴定至由绿色变为暗红色,记下盐酸的体积(V2)。
注意事项:
(1)水的酸度是指水中所有能与强碱相作用的物质的总量。
包括弱酸(碳酸和有机酸)、强酸(盐酸、硫酸和硝酸)、强酸弱碱盐(硫酸亚铁、硫酸铝等可水解盐)等。
(2)水的酸度、碱度和pH值都是水的酸碱性质指标,三者既有区别又有联系。
pH值表示水中H+浓度的大小;酸度和碱度表示水中酸性物质和碱性物质的含量。
一般来说,pH值越高,碱度就越高;pH值越低,酸度就越高。
六、硬度的测定
含有较多钙、镁化合物的水称为硬水,钙、镁化合物的含量称为硬度。
硬度的测定方法是EDTA络合滴定法。
将水样预先加热煮沸,取清液进行测定,所得结果为水的永久硬度。
总硬度与永久硬度的差为暂时硬度。
钙离子的测定:
调节pH在12~13范围内,用EDTA标准溶液滴定,以钙指示剂指示终点。
总硬度的测定:
在pH为10的NH3~NH4Cl缓冲溶液中,以铬黑T为指示剂,用EDTA标准溶液滴定,测得水的总硬度。
钙镁总量减去钙的含量即为镁的含量。
注意事项:
(1)水中的干扰离子可以通过掩蔽的方法消除,如加入三乙醇胺可掩蔽Fe3+、Al3+等。
(2)通常将水中的钙、镁换算成CaO的量来表示,单位为mg/L或℃。
1℃表示1L水中含有10mgCaO。
七、氯化物含量的测定
水中氯化物含量是用Mohr法测定的。
其原理是在pH=7左右的溶液中,以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定,终点出现砖红色沉淀。
测定步骤是取100.00mL水样,置于250mL锥形瓶中,加入2滴酚酞指示剂,用NaOH溶液或HCl溶液调节pH值,使酚酞由粉红色刚变为无色,加入1mLK2CrO4,用0.01mol/LAgNO3标液滴定至出现砖红色沉淀,记录消耗的AgNO3标液的体积(V)。
同时做空白试验,消耗AgNO3标液的体积为V0。
八、硫酸盐含量的测定
1、BaCrO4光度法
用过量的BaCrO4悬浊液与水样中的SO42-作用生成BaSO4沉淀,过滤后用分光光度法测定由SO42-置换出的CrO42-的量,从而求出SO42-的含量。
2、电位滴定法
以铅电极作为指示电极,用Pb(ClO)2标准溶液滴定水样中的SO42-,过量的Pb2+使点位产生突跃。
3、重量法(硫酸钡重量法)
用移液管移取一定量的水样,置于烧杯中,加2滴甲基橙指示剂,用盐酸(1+1)调至红色并过量2mL,加水至总体积为200mL左右,煮沸5min,在不断搅拌下缓慢加入10mL热的(80℃左右)BaCl2溶液,于80℃水浴中放置2h,用已干燥至恒重的坩埚式过滤器过滤,用水洗涤沉淀,直至滤液中无氯离子为止(用硝酸银溶液检验),将坩埚式过滤器置于(105±2)℃下干燥至恒重。
九、亚硫酸盐的测定
在酸性条件下用KIO3-KI标准溶液滴定,用淀粉作指示剂,终点出现蓝色。
十、磷酸盐的测定
天然水中磷酸盐含量很低,锅炉水中需加磷酸盐防止生成CaSO4、CaSiO3等水垢,同时促使这些水垢疏松脱落,形成流动的水渣,再金属表面形成一层保护膜,起到防腐的作用。
但磷酸钠价格较高,通常是和其它防垢剂混合使用,因而需要检测PO43-的浓度。
测定原理是加入钼酸铵和钒酸铵,反应生成磷钒钼酸,黄色,在其最大吸收波长355或420nm处测得吸光度,从而求得磷酸根的浓度。
十一、溶解氧(dissolvedoxygen)的测定
地面水与大气接触以及某些含叶绿素的水生植物在其中进行生化作用,结果使水中常溶解一些氧称为“溶解氧”,溶解氧是指溶解于水中的分子状态的氧,简称DO。
水中溶解氧的含量随水的深度而减少,也与大气压力、空气中的氧分压及水的温度有关。
常温常压下,水中溶解氧一般在8~10mg/L,随水中还原性杂质污染程度加重而下降,如果含量低于4mg/L,水生动物有可能因窒息而死亡。
溶解氧氧化铁而腐蚀金属,因此在工业分析中也是一个很重要的指标。
碘量法测定溶解氧的原理是二价锰在碱性溶液中,生成白色的氢氧化亚锰沉淀
MnSO4+2NaOH=Mn(OH)2↓(白色)+Na2SO4
水中的溶解氧立即将生成的Mn(OH)2沉淀氧化成棕色的Mn(OH)4
2Mn(OH)2+O2+2H2O=2Mn(OH)4↓棕色
加入酸后,Mn(OH)4沉淀溶解并氧化I-离子(已加入KI)释出一定量的I2:
Mn(OH)4+2KI+2H2SO4=MnSO4+I2+K2SO4+4H2O
然后用Na2S2O3标准溶液滴定释出的I2。
十二、化学需氧量的测定
化学需氧量(COD),是指在一定条件下,用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量,以氧的量(mg/L)来表示。
水中还原性物质包括有机物和亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等,化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度。
对于工业废水,我国规定用重铬酸钾法测定,其测得值称为化学需氧量,用CODCr表示。
在强酸性溶液中,用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,用硫酸亚铁铵标准溶液回滴,根据其用量计算水样中还原性物质消耗氧的量。
Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2O
Cr2O72-+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O
取20.00mL混合均匀的水样(或适量水样稀释至20.00mL)置于250mL磨口的回流锥形瓶中,准确加入10.00mL重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石,连接磨口回流冷凝管,从冷疑管上口慢慢地加入30mL硫酸一硫酸银溶液,轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀,加热回流2h(自开始沸腾时计时)。
冷却后,用90mL水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶,溶液总体积不得少于140mL,否则因酸度太大,滴定终点不明显。
溶液再度冷却后,加3滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点,记录硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量。
测定水样的同时,以20.00mL重蒸馏水,按同样分析步骤作空白试验,记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量。
十三、放射性的测定
1、总α放射性的测定
水中α放射性较低,需要预先用蒸发、活性炭吸附等方法将放射性元素富集,然后用α探测仪测量。
2、总β放射性的测定
3、铀的测定
十四、挥发酚的测定(4-氨基安替比林分光光度法)
根据酚的沸点、挥发性和能否与水蒸气一起蒸出,分为挥发酚和不挥发酚。
通常认为沸点在230℃以下的为挥发酚,沸点在230℃以上的为不挥发酚。
水中酚类属高毒物质,酚的主要污染源有煤气洗涤、炼焦、合成氨、造纸、木材防腐和化工排出的废水。
用蒸馏法将挥发性酚类化合物蒸馏出来,在pH=10左右的介质中,在铁氰化钾存在下,与4-氨基安替比林反应,生成呈红色的染料,用氯仿将染料萃取出来,在460nm波长处测定吸光度,求出水样中挥发酚的含量(以苯酚计,mg/L。
)
十五、铬的测定(二苯碳酰二肼分光光度法)
在酸性介质中,六价铬与二苯碳酰二肼反应,生成紫红色配合物,于540nm波长处测定吸光度,求出水样中六价铬的含量。
十六、铅的测定(双硫腙分光光度法)
在pH=8.5~9.5的氨性柠檬酸盐-氰化钠还原介质中,铅离子与双硫腙反应生成红色螯合物,用三氯甲烷萃取,在510nm波长处测定吸光度,求出水样中铅的含量。
十七、汞的测定(双硫腙分光光度法)
在95℃温度下,用高锰酸钾氧化,使所有汞转化为二价,在酸性介质中,二价汞与双硫腙生成橙色螯合物,用有机溶剂萃取,于485nm波长处测定吸光度,求出水样中汞的含量。
十八、氰化物的测定
在试样中加入磷酸和EDTA-Na,调pH<2,加热蒸馏,使EDTA与金属离子络合,释放出CN-,CN-则以HCN的形式被蒸馏出来,用NaOH溶液吸收,再调pH>11,用AgNO3标准溶液滴定,以试银灵为指示剂。
十九、镉的测定(原子吸收分光光度法)
;
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第九章水质分析 Microsoft Word 文档 第九 水质 分析