分析学水化主讲人：王玉兰第一章绪论z知识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质指标与水质标准取水样保存预处理取水样、保存、预处理分析方法的评价体系标准溶液[2][2]水分析化学分析方法的分类z 水中污染物包括无机金属离子22重金属离子¾无机：金属离子Ca 2+、Mg 2+ + 重金属离子：Pb 2+、Fe 3+、Mn 2+、Cd 2+、Hg 2+等¾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z 分析方法包括用途：残¾重量分析——称重的办法用途残渣分析¾化学分析——借助化学反应¾仪器分析化学分析z酸碱滴定——质子传递(最基础的滴定分析)络合反应M Y MYz络合滴定——络合反应M+Y → MY¾用途：测定Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+检验碱度、酸度¾另外，络合反应可用于掩蔽技术，消除非测定离子的用途：测定水中Cl-干扰z沉淀分析—沉淀反应Ag++Cl-→AgClz氧化还原滴定—氧化还原反应(特点：电子转移)¾用途：测COD等有机污染指标用途测等有机污染指标¾氧化还原反应也用于废水的化学处理,(如脱CN-，CN-+ClO2→N2)仪器分析用途：分析有机分子无机离子z吸收光谱法用途：分析有机分子、无机离子z色谱法¾气相色谱用途：如氯仿测定用途如多环芳烃测定¾液相色谱用途：如多环芳烃测定¾离子色谱用途：如阴离子测定z原子吸收法用途：金属元素测定用途H值的测定z电化学分析法用途：pH值的测定[3]水质指标与水质标准z水质指标¾物理指标：不涉及化学反应，参数测定后水样不发生变化¾化学指标¾微生物学指标水质标准按不同用水目的制定的污染物的量z水质标准：按不同用水目的制定的污染物的量阈值。
除余氯为下界，其他指标均为上界限值，不可超越物理指标z水温臭味(臭阈值)文字描z 浊度电导率电导率仪测定z 述z 电导率，电导率仪测定z UVA 254：反映水中有机z色度残渣（总残渣可滤物含量z （总残渣=可滤残渣+ 不可滤残渣），z 氧化还原电位(ORP):废水生物处理过程重要控数重量法测定制参数z色度¾表色(悬浮性物质、胶体核溶解性物质共同引起，定性描述)¾真色(胶体和溶解性物质引起，定量测量)¾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（¾ a.用具塞比色管配制标准色阶（Pt—Co色阶，K PtCl+CoCl，稳定性高，1mgPt/L262定义为1度）b未知水样置于同规格比色管中（如混¾ b. 未知水样置于同规格比色管中（如混浊先静置澄清），俯视与标准色阶对比浊度由浮物及胶体物质引起的水样的浑浊z浊度：由悬浮物及胶体物质引起的水样的浑浊程度，是混凝工艺重要的控制指标。
z浊度的测定方法¾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，水样俯视对比¾分光光度法：680nm分光光度计测定¾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）度单位测定结果单位NTU）标准浊度单位z 1.25mg硫酸肼/L和12.5mg六次甲基四胺/L形成甲聚合物为1度，测定结果单位FTU化学指标z pH值pH=-lg[H+]z酸度和碱度：给出质子物质的总量(酸度)接受质子物质的总量(碱度)、Mg离子的总量z硬度：水中Ca2+2+永久硬度：硫酸盐、氯化物等形成暂时硬度：碳酸盐和重碳酸盐形成，煮沸后分解形成沉淀z总盐量（水中全部阴阳离子总量）z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()¾高锰酸盐指数(Pi)：化学需氧量(COD)：¾化学需氧量(CO)：¾生物化学需氧量（BOD）：¾总有机碳（TOC）：¾总需氧量（TOD）：微生物学指标保障供水安全的重要指标z细菌总数z大肠菌群z游离性余氯：Cl2/HOCl/OCl-取水样保存预处理[4]取水样、保存、预处理z取水样z保存z预处理——水样的分离技术¾过滤¾蒸馏¾萃取L-L液萃取：分离水中的有机物¾浓缩富集取水样依试验目的选取取样点，取样量，容器和取样方法依试验目的选取取样点取样量容器和取样方法z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倍以上，至少做次平行z取样量：保证分析用量32样容器玻璃或塑料瓶容器清洁（化学指标）或z容器：玻璃或塑料瓶，容器清洁（化学指标）或无菌（微生物指标）z取样方法保存z意义：采用一些措施终止或减缓各种反应速度z措施¾冷藏¾控制pH值，加酸调pH <2，个别指标加NaOH¾加保存试剂[5]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z准确度：测定值和真实值的接近程度z精密度：测定值之间的接近程度z准确度和精密度之间关系精确度高则精密度一定高¾精确度高，则精密度定高¾准确度低，而精密度不一定低¾精密度高，而准确度不一定高准确度常用测量加标回收率评价分析方法的准确度z加标回收率(%)=z平均加标回收率(%)=z平均加标回收率处于97%-103%,可以认为分析方法可靠精密度z 常用相对标准偏差评价分析方法的精密度，又称变异系数，用CV表示偏差[6]标准溶液z基准物质：以直接准确称量，用于配制标准溶液的类物质液的一类物质z标准溶液：已知准确浓度的溶液z量浓度：滴定度:1ml标准溶液相当于被测物质的质量z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)z配制方法：基准物质——直接法非基准物质——间接法或标定法01mol/LHClz例：0.1mol/LHCl的配制①用浓HCl稀释粗略地配制所要求的浓度②用Na2CO3溶液对其进行标定,计算出HCl的浓度z 基本要求：¾性质稳定，¾组成恒定，较大的摩尔质量，纯度高易溶解¾纯度高，易溶解z 滴定分析常用基准物质：Na 2CO 3(酸碱滴定)CaCO 3Zn粒(络合滴定)N Cl(沉淀滴定)C NaCl(沉淀滴定)K 2Cr 2O 7(氧化还原滴定)z物质的量(摩尔，mol)：表示物质的指定的基本单元是多少的物理量1l物质B所包含的本单元是多少的物理量，1mol物质B所包含的基本单元数为阿佛加德罗常数z基本单元摩尔质量（/l）用M表示也必须指出基z（g/mol）：用M B表示,也必须指出基本单元，M(K2Cr2O7)=294, M(1/6K2Cr2O7)=49z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 含溶质的物质的量,CB =nB/VBz其他浓度表示方法:mg/L,ppm,%z基本单元：基本单元可以是原子、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的物质的量时必须注明基本单当说到物质B的物质的量nB时，必须注明基本单元。
例如：n(H2SO4),n(1/2H2SO4)z基本单元的选取原则：等物质的量反应规则，即滴定反应完全时消耗的待测物和滴定剂的即滴定反应完全时，消耗的待测物和滴定剂的物质的量相等。
酸z 碱滴定：得到或给出1mol 质子，1/2H 2SO 4,HCl,1/2Na 2CO 3,1/2CaCO 3z 络合滴定：与EDTA的络合配位数，一般为1：1，2+3+Mg ，Al ，CaO，CaCO 3z 沉淀滴定：银量法以AgNO 3为基本单元，Cl -z氧化还原滴定：转移1mol电子，1/2Na 1/6K Na 1/5KMnO 4,1/2Na 2C 2O 4,1/6K 2Cr 2O 7,Na 2S 2O 3例题与习题z例题与习题：1．测水样某一指标的步骤：2．如何设计加标回收率实验？3．如何设计精密度实验？3如何设计精密度实验？解答z1、明确分析目标，选择分析指标和相应的标准分析方法准备玻璃仪器和设备取水样准分析方法，准备玻璃仪器和设备，取水样，按照标准分析方法和流程进行测定，数据处理，评价分析方法，结果报表3对同水样连续测定至少8次z3、对同一水样连续测定至少8次表2 ClO光度法精密度实验结果2z2(设计)表1 ClO2光度法加标回收实验结果回收率()次数加标前加时量加标后回收率(%)(mg/L)(mg/L)(mg/L)10.000.200.19520.100.200.30530.200.200.4102002004140.200.400.59550.150.300.4560.300.150.44平均加标回收率%第二章酸碱滴定法z知识点酸碱平衡酸碱滴定曲线酸碱指示剂碱度的测定碱度计算[1]酸碱平衡z酸、碱、共轭酸碱对、酸碱反应z酸度和碱度z酸碱强度z酸碱平衡中的组分浓度-z共轭酸碱对HB/B的K a和K b关系z拉平效应和区分效应z酸：给出质子的物质，碱：接受质子的物质z 常见共轭酸碱对：HCl/Cl -，H 2CO 3/HCO 3-，2NH HCO 3-/CO 32-，NH 4+/NH 3，+/Nz 酸碱反应：两个共轭酸碱对作用的结果两个共轭作果z酸度：给出质子物质的总量天然水酸度来源：CO2+H2O→H2CO3碳酸平衡z碱度：接受质子物质的总量碱度来源：①强碱②强碱弱酸盐③弱碱z用K a（酸的解离平衡常数）的大小表示酸的强度z用K b（碱的解离平衡常数）的大小表示碱的强度z HCl，Ka>>1，在水中完全解离，强酸z Hac，Ka=1.8×10-5，Ka<<1，弱酸z平衡浓度：反应平衡时，水溶液中溶质某种型体的实际度用[]表示体的实际浓度，用z分析浓度（量浓度，总浓度）：平衡型体浓度之和，用C表示之和用p[][]z例：在不同pH条件下，[Ac-和[HAc]是变化的，但Ｃ＝[Ac-]+[HAc]，不变HAcz 由水的自递平衡，水合质子简化为，水合质子，简化为定义：Ｋw 水的自递平衡常数，，pK w =14K K +K K 14共轭酸碱对K a ·K b =K w ，pK a +pK b =pK w =14对于水以外的其他溶剂，K ·K =K a b sz 拉平效应：使酸完全解离至溶剂化质子水平HCl 、HNO 3在水中，拉平到H 3O +（即H +），水为拉平溶剂HCl +、HAc 在氨水中拉平NH 4，氨水为拉平溶剂。
区分效应区分溶剂使酸碱表现出强弱z 区分效应：区分溶剂使酸碱表现出强弱。