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课程定位
• 给水排水工程专业的专业技术基础课，是 专业指导委员会指定十门骨干课程之一。
• 教学时数56学时，其中课堂教学40学时， 实验教学16学时。
• 先修课程：普通化学、有机化学和物理化 学
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水分析化学课程的学习目标
掌握6个基本点
基本概念 基本方法 基本原理 基本操作 基本理论 基本技能
注重2个培养
方法 固体试样质量(mg) 液体试样体积(mL)
常量 半微量 微量
>100 10～100
<10
>10 1～10 <1
➢ ★按待测组分含量分
常量组分 (>1%) 微量组分 (0.01-1%)
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痕量组分 (<0.01%)
分析化学组分含量单位
PPM ——parts per million (10-6) （ mg / kg )或（ mg / L )
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教学要求及成绩评定
1、课后作业： 1~3题/次课 1篇关于水质分析方面的综述性论文 或水质分析方案设计 （可选）
2、平时小测验：1次 / 3~4章
3、成绩评定: 平时作业和小考5%；实验15%； 期末80%
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教材和主要参考书
1. 黄君礼，水分析化学，第三版，中国建工出版社
2. 郝瑞霞，吕鉴等，水质工程学试验与技术，北京 工业大学出版社
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学习方法与答疑安排
1、学习方法: （1）预习、听讲、记笔记； （2）课后复习消化、做作业； （3）实验验证； （4）课堂讨论 ( 5 ) 期末整理总结课程内容脉络，形成知识构
架；
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实验教学方式
• 试验录像演示：实验录像 • 实际操作：利用实验项目培养学生规范
的操作技能和分析问题解决问题的能力 • 考核方式：实际操作、口试相结合
(3) 分析化学中的4大滴定
• a.酸碱滴定——质子传递(最基础的滴定分析)
– 用途：检验碱度、酸度
• b.络合滴定——络合反应 M + Y → MY
– 用途：测定 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+ – 另外，络合反应可用于掩蔽技术，消除非测定离子的干扰
• c.沉淀分析——沉淀反应Ag++Cl- → AgCl
– 电化学分析法：电位、电导、库仑、安培、极谱 – 色谱法：GC、HPLC、IC – 其他： 质谱、电子能谱、活化分析、热分析等
例：分光光 度法测定水 中微量铁
Fe2+ + 3
NN
3 邻二氮菲
2+ NN 3
Fe
桔红色 max 20
➢ 按分析任务：定性分析，定量分析，结构分析
➢ 按所需试样量大小分
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1.1 水分析化学性质和任务
۞ 分析化学(analytical chemistry)是发展和 应用各种方法、仪器和策略，以获得有关 物质在空间和时间方面组成和性质的信息 科学。
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生物学、植物学、 遗传学、微生物学、 分子生物学和动物学
化学学科的 所有分支
物理、天体物理、 天文和生物物理
地质学、地球物理学、 地球化学和古生物学
优点 对于常量分析，比较准确， 相对误差0.1% ~ 0.2%
缺点 操作麻烦，费时，不适于水 中微量组分的测定。
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（二）滴定分析法（Titrimetry）
• 滴定分析法又称容量分析 法： ★将已知准确浓度
的试剂溶液和被分析物质 的组分定量反应完全，根 据反应完成时所消耗的试 剂溶液的浓度和用量（体 积），计算出被分析物质 的含量的方法
培养独立分析和解决分析化学 中实际问题的能力
注重培养严谨的科学态度
树立1个“量”概念 强化并树立准确“量”的观念
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教学方式
➢ 课程讲授：核心的、最具价值的知识点，深讲；把握学 科的思维方式和研究方法。
➢ 内容总结、讨论、习题课、参观：围绕课程知识点归类 总结、大型仪器应用演示与认识参观等
➢ 课程作业：多做多练(强化科学训练）；综合开放的题目 ➢ 课程材料：教材、多媒体教学课件
• 仪器分析法——相对定量（标准工作曲线）
问题：仪器分析方标法准是工否作要曲求线所的依绘据制的化学反应必须反应完全？
标样浓度
No.
吸收值
g / L
1
5.00 0.045
2
10.0 0.093
3
20.0 0.140
4
30.0 0.175
5
40.0 0.236
6 试样 0.200
A
0.400 0.300 0.200
PPB —— parts per billion (10-9) PPT —— parts per trillion (10-12）
问题:
(1) ppm（10-6）或ppb（10-9）与mg/L或 μg/L两者之间的关系如何？ (2)污水中COD含量一般在300~600mg/L，属 于常量分析还是微量分析？如果水中某组 分含量在μg/L数量级，属于哪类分析？22
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
溶解物质
挥发性物质
悬浮固体物质
固定性物3质4
（一）臭味测量方法
2种测量方法:
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 饮用水标准为：臭阈值≤2
NaCl + H2O
化学计量点pH=7
NaOH溶液 甲基橙
HCl 标准溶液
滴定前
滴定终点
过量
红 —— 橙 —— 黄
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化学计量点(sp)
终 点
滴定终点(ep)
Hale Waihona Puke 误 差指示剂（In)
(Et )
终点误差来源： （1）变色点和计量点pH不一致； （2）指示剂变色范围大小影响； （3）滴定操作过程的误差
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的依据
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水分析化学与传统分析化学的关系
• 建立在传统分析化学基 础之上，
• 突出水质指标的工程应 用地位，
• 由水质分析技术引出相 关的分析化学理论内容
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1.2 水分析方法分类
样品
➢按分析方法的原理和手段分：
➢1、★化学分析法 (常量组分)：以化学反
应为基础的分析方法
➢定义：将水中被分析物质与已知成分、性质和含量
（一）重量分析法（Gravimetry)
➢是通过化学反应及一系列操作步骤使试样 中的待测组分转化为另一种化学组成恒定 的化合物，再称量该化合物的质量，从而 计算出待测组分的含量。
分离
过滤
水样
称量形式
称重
转化
烘干
被测组分 转化方法有：沉淀、气化、萃取等
计算
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重量分析法应用
总残渣 总残渣灼烧减重 水中不可滤残或悬浮物(SS) Ca2+、Mg2+、Ba2+ 硫酸盐
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、性质和含量。
重量分析：Ba2+ SO42- 残渣分析 滴定分析：酸碱、络合、氧化还原、沉淀
试剂
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• 2、仪器分析法 (微量或痕量组分)：用仪器测 定被测物质的物理或物理化学性质，以确定 水样组成和性质的方法
– 光学分析法：紫外-可见、红外、荧光、磷光、 激光拉曼、核磁共振、原子发射、原子吸收
溶解气体：CO2 O2 有机物，等
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1.3.1 水质分析指标：表示水中杂质种类和数量，
判断水污染程度的具体衡量尺度
一、
物 理 指 标
温度 色度 嗅和味 固体物质
工业废水 常引起水 体热污染
造成水中溶解氧减少
加速耗氧反应，最终导 致水体缺氧或水质恶化
感官性指标，水的色度来源 于金属化合物或有机化合物
– 温度体积效应异常：冻结时膨胀、0~4℃时体积随 温度升高而降低、4 ℃是体积最小，密度最大
– 热容量最大：除液氨外，所有液体和固体物质中， 水的热容量最大—调节气温
– 具有强溶解性、强反应能力的溶剂：介电常数很 大（使溶质电离能力强），许多物质在水中溶解 度大，电离度大，可发生各种化学反应
– 强流动能力 – 较大的表面张力：液体中除汞以外，水的表面张
nA
point

a b
nB
a 为化学计量数比 b
滴定终点 End point
指示剂变色的点
终点误差
主要是滴定终点与化学计量点不一致引起的
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（2）滴定误差的产生: 用 HCl 滴定NaOH
甲基橙为指示剂（变色范围 pH 3.1~4.4）
pH ＜3.1 3.1 - 4.4 ＞4.4
红色
橙色
黄色
HCl + NaOH
环境科学、 生态学和海洋科学
分析化学
工程学、民事、化学 、电以及机械
医学、临床化学 药物化学、药学
毒物学
农业、动物科学
农作物科学、食品科学、 园艺学和土壤科学
社会科学、考古学 人类学和法医学
材料科学、 冶金学 和高分子科学等学科
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水的循环与水质污染
水的自然循环
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水的特性
– 与同族元素（硫等）氢化物相比，具有相对高的 熔点和沸点
1、 水分析化学的任务
• 研究水及其杂质、污染物的组成、性质
• 研究水中杂质的含量及其变化情况
• 研究水中杂质的分析方法
本课程重点 解决的问题
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2、水分析化学的作用
水资源保护、利用、开发和治理的
“眼睛”和“哨兵”
• 分析测试结果是：
– 给水排水设计