水 分 析 化 学
计算公式:
式中:
[10]碘量法
用于测定氧化性物质,如 、 、O3、H2O2 等,水质指标余氯、溶解氧和BOD等
基本原理: 注意: 应用
➢ 余氯的测定 ➢ DO的测定 ➢ O3的测定 ➢ BOD的测定
溴酸钾法
碘量法的变异,多用于测定苯酚 基本原理 计算:
以Na2S2O3作基本单元,苯酚基本单元为 1/6C6H6OH,M=15.68
酸效应:溶液pH对沉淀溶解度的影响。用酸效 应系数α描述酸效应,α≥1。
例: 加酸
络合效应:能与构晶离子形成络合物的络合剂 使沉淀溶解度增大
例:
[3]分步沉淀
实验现象:量少时为白色浑浊
两种阴离子在水中,用
假定
形成沉淀所需
小于
所需
去沉淀,
实验现象:一 点砖红色出现
此时
定义:沉淀平衡时剩余离子浓度与初始浓度相比 相差3个数量级以上,沉淀完全
速(如工业在核反应堆中)
例1:
快
例2:测COD时,加
[3]氧化还原反应在水处理工程中的应用
氧化技术
➢ 臭氧氧化:O3强氧化能力使水中的有机物被氧化 如:臭氧活性炭技术利用O3的氯化能力和活性炭 吸附能力,进行废水深度净化。
➢
(高铁酸钾)氧化有机物、去除藻类
➢
(氧化、消毒)
➢ 芬顿(Fenton)体系:
[2]酸碱滴定曲线
强碱滴定强酸与强酸滴定强碱曲线形状相同,位置 相反
滴定剂初始浓度增加(减少)一个数量级,滴定突 跃范围增加(减少)2个pH单位
强碱滴定强酸的突跃范围大于强碱滴定弱酸的突跃 范围
用酸碱指示剂进行强碱滴定弱酸的条件: Csp×Ka≥10-8,(计量点时酸浓度)
通过化学反应改善弱酸或弱碱性,可采用4种强化措 施,络合、金属离子强化、沉淀、氧化还原。
[4]取水样、保存、预处理
取水样 保存 预处理——水样的分离技术
➢ 过滤 ➢ 蒸馏 ➢ 萃取L-L液萃取:分离水中的有机物 ➢浓缩 富集
[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 准确度:测定值和真空值的接近程度 精密度:测定值之间的接近程度 准确度和精密度之间关系
由于生成Fe(OH)3沉淀,[Fe3+]≠1mol/L,不能
用
处理此问题。
实际
所以
,曝气法除铁工程可行
[5]氧化还原反应完全程度
反应方向的判断:对于
有①
≥0.4V ②
计量点时电位
时 ≥6 应完全99.9%
当n1=n2时,
(在突跃范围中心)
n1≠n2 , 靠近n大的一边
[6]氧化还原指示剂
沉淀先出现,且 沉淀完全,才出现 分步沉淀:利用溶度积 大小不同进行先后沉
淀的作用
可用于水中离子的连续I 测 定,如水I 中 Cl 、
但Cl 、Br 、 不可以分开
[4]莫尔法测定水中
莫尔法:以 剂的银量法
做滴定剂,用
原理:分步沉淀
测定步骤:
注意
计算:
做指示
第五章 氧化还原滴定法
➢ 精确度高,则精密度一定高 ➢ 准确度低,则精密度一定低 ➢ 精密度高,而准确度不一定高
[6]标准溶液
基准物质:以直接准确称量,用于配制标准溶 液的一类物质
标准溶液:已知准确浓度的溶液 量浓度 : 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)
自身指示剂:反应物本身氧化态和还原态有明 显的差别 例: , / (红色/无色)
专用指示剂:指示剂与滴定体系某一态结合产 生特殊色 例:淀粉 0.5% (w/v 0.5g淀粉溶于100ml 沸水中)专门用于碘量法
氧化还原指示剂:利用氧化态和还原态颜色不 同,来指示终点。
例:试亚铁灵
[7]高锰酸盐指数
常用乙二胺四乙酸二钠盐(Na2H2Y)来配制 EDTA水溶液,因为H4Y的溶解度小于Na2H2Y
[3]EDTA络合物的特征
络合比1:1 ,为什么
EDTA与无色金属离子生成无色络合物,与有色 金属离子形成络合物颜色会加深
[4] EDTA的络合平衡
稳定常数
(1:1) (逆反应) 稳定常数用途:判断一个络合物的稳定性
➢ 发生的反应:
➢5种组合的判据 :
[5]碱度计算
首先由P和M的数值判断碱度的组成
确定碱度的表示方法
以mg/L计,以mol/L或mmol/L计,以mgCaO/L或 mgCaCO3/L计 记住一些常用的摩尔质量
17g/mol
30g/mol
61g/mol
28g/mol
50g/mol
写出碱度计算的正确表达式
[3]酸碱指示剂
酸碱指示剂的作用原理 :
,解离平衡常数表达式
讨论 酸碱指示剂的选择 :
可用滴定突跃范围来选择指示剂 酸碱指示剂的分类 :
[4]碱度的测定
天然水中碱度的种类 :
➢可构成5种组合形式(假设水中 和
不
共存 ):
➢ 碱度和pH的关系:
连续滴定法测水中碱度
➢ 测定步骤
➢ 概念:酚酞碱度、甲基橙碱度、总碱度
水分析化学
知识点
第一章 绪论
❖ 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
❖ 分析方法的评价体系
❖ 标准溶液
[2] 水分析化学分析方法的分类
水中污染物包括
➢无机:金属离子Ca2+、Mg2+ + 重金属离子: Pb2+、Fe3+、Mn2+、Cd2+、Hg2+等
[2]可见光与紫外光
分子的能级具有量子化特征,是非连续的,只 能吸收n个能级之差的能量。光的能量取决于 波长。 Δ
当分子吸收适宜的光子以后,产生电子能级的 跃迁而形成的光谱称为电子光谱。位于可见光 区(400~800nm)和紫外光区(200~400nm)
[3]吸收光谱的定量方法
溶液对光的选择性吸收,使透射光It发生变化 溶液对单色光的吸收符合朗伯比尔定律:
[8] 化学需氧量(COD)
化学需氧量(COD):在一定条件下水中能被重铬酸钾氧
化的水中有机物的量,用mgO2/L表示 测定方法及相应反应
计算公式:
注意 :
➢
催化剂
➢ 消除 ➢ 虽然
的干扰,加HgSO4络合掩蔽 ,实际中 氧化性>
氧化性
➢ 空白实验
为什
么
[9]甲醇的测定:重铬酸钾法
测定方法及相应反应 含甲醇废水,加入重铬酸钾(C1,V1)、浓硫 酸,反应完成后,加试亚铁灵指示剂,用硫酸 亚铁铵回滴出现红色终点,硫酸亚铁铵消耗C2, V2。
最大吸收波入λmax:特征吸收曲线上最大吸收 峰所对应的波长,在这个λmax下,物质吸收灵 敏度最高,通常选作工作波长。
末端吸收:出现在短波区,紫外区末端吸收增 强,未成峰形。
生产基团:能产生吸收峰的原子或原子团。 助色基团:本身不能产生吸收,对周围的生色
➢ 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
分析方法包括 ➢ 重量分析——称重的办法
用途:残 渣分析
➢ 化学分析——借助化学反应
➢ 仪器分析
[3]水质指标与水质标准
水质指标 ➢ 物理指标:不涉及化学反应,参数测定后水 样不发生变化 ➢ 化学指标 ➢ 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 阈值。除余氯为下界,其他指标均为上界限值, 不可超越
例题与习题:
例1:当P>0,M=0时
OH-碱度(mol/L)= ?
OH-碱度(mmol/L)= ?
OH-碱度
=?
例2:已知某酸
,求其共轭碱的PKb
第三章 络合滴定法
知识点:
❖ 络合反应及特征 ❖ 氨羧络合剂 ❖ EDTA络合物的特征 ❖ EDTA的络合平衡
❖ 金属指示剂 ❖ 提高络合滴定的选
EDTA的酸效应 条件稳定常数
[5]金属指示剂
影响金属指示 剂的主要因素
络合滴定曲线突跃范围 金属离子M的初始浓度
金属指示剂(有机络合剂)
金属指示剂的作用原理
解决办法:加掩蔽剂
种类
封闭现象:加入过量的EDTA也不能将MIn中的In置换 出来 的现象
僵化现象:由于生成的显色络合物为胶体或沉淀,使 终点延长或拖后的现象
(羟基自由基)
还原技术
例:去除重金属,
[4]氧化还原平衡
能斯特(Nerst)方程 :标准电极电位 ;25℃,当
或有气体参加反应,其分压P=101.325kPa时的电 极电位值。
用途:① 判断氧化或还原剂的强弱 ②判断反应方向
条件电极电位(反应条件改变或不可逆) 例:曝气法除铁
曝气法除铁
(理论上不能反应)
解决办法 :加
有机溶剂或加热
慢滴,振摇
[6]提高络合滴定的选择性
pH值来控制
例1:Ca2+、Mg2+、Fe3+共存,测Fe3+,
掩蔽技术
➢络合掩蔽 其它应用 例2:测 、 时, 、 干扰,用
➢ 沉淀掩敝 例3: 、 共存时,测 ,
➢氧化还原掩蔽 :变更干扰离子的价态
掩蔽
其它应 用
例4:
[7]络合滴定的方式
溶解积常数
条件溶度积常数
,α为考虑pH,络合剂等外界 因素造成的副反应系数
溶解度S:解离出的离子浓度,即平衡时每升 溶液中有S(mol)化合物溶解
例1: 例2:
1:1型沉淀
[2]影响沉淀平衡的因素
同离子效应:沉淀溶解平衡时,向溶液中加入