水分析化学总复习.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,水分析化学总复习,第一章 绪论,第二章 酸碱滴定,第三章 络和滴定,第四章 沉淀滴定,第五章 氧化还原滴定,第六章 吸收光谱法,第七章 电化学分析法,第八章 气相色谱和原子吸收法,1,污水的,物理性,水质指标,水质：水和其中杂质共同表现出的特性。,1.,水温,影响污水的生物处理效果。,2.,色度,影响主观心情、透光性弱、影响水生植物的光合作用。真色：过滤除去悬浮固体后的污水颜色 表色：未经沉淀、分离的原水颜色,颜色指标：色度,测量方法,:,铂钴比色法,（清洁水,),K,2,PtCl,6,+CoCl,2,6H,2,O 1,度,=1mg/L Pt.0.5mg/L Co,稀释倍数法,3.,臭味,:,腐败的有机物产生,4.,固体含量 除气体以外的杂质,5.,浊度,2,氮磷指标,微生物营养物质，好氧处理中,C:N:P=100:5:1,藻类生长的营养物质（水体富营养化的主要原因）,含氮化合物 有机氮 不稳定，易被微生物分解为无机氮,总氮,NH,3,-N,（,TN,）,NO,2,-,-N NO,3,-,N,a.,凯氏氮（,KN,）,有机氮 判断生物处理中,微生物,一般生活污水中,KN=40mg/L NH,3,-N,氮营养的充足依据,NH,3,-N,b.,NH,3,-N,NH,4,+,-N,c.,有机氮,=KN-,（,NH,3,-N,）,d.(NO,3,-,+NO,2,-,)-N,=TN-KN,水的,化学指标,1.,无机物指标,3,2.,有机物污染物指标（生活污水中无机物：有机物,=55,：,45,）,对微生物无毒抑制作用,可生物降解,有机物 对微生物有毒抑制作用 对微生物无毒抑制作用,难生物降解,有机物 对微生物有毒抑制作用 表示方法：,直接测定技术上有困难 间接利用,有机物均可被氧化的特性,(,思考：为什么？,),（用氧化所消耗的,氧量或产生,CO,2,量,表示有机物总量）,O,2,C,、,H,、,O,、,N,、,S,、,P CO,2,、,H,2,O,、,NO,3,-,、,SO,4,2-,、,PO,4,3-,4,有,机,物,综,合,指,标,化学需氧量（,COD,Cr,）,高锰酸盐指数,理论需氧量（,ThOD,）,总需氧量（,TOD,）,生化需氧量（,BOD,）,总有机碳（,TOC,）,化学需氧量,问题：是否也可以像无机物指标一样直接用具体的物质表示？,5,（,1,）,理论需氧量,ThOD,用化学反应方程式计算求得的有机物完全氧化所需的氧量,理论值，要进行成分分析。,（,2,）,总需氧量,TOD,900,高温用氧气流使水样中有机物催化燃烧氧化所消耗的氧量。,（,3,）,化学需氧量,COD,用强氧化剂,K,2,Cr,2,O,7,（或,KMnO,4,）,做氧化剂，在酸性条件下，氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的氧化剂量,折合成氧量,（,O,2,）（,mg/L,）,（,4,）生化需氧量：,在,20,，有氧条件下，由于微生物作用将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧的量。,6,3.,有机物污染指标的比较,（,1,）,数值大小排序：对水质比较稳定的污水。,ThOD,TOD COD,Cr,BOD,u,BOD,5,TOC,（,2,）,含义,ThOD,、,TOD,反映各种有机物的,总量,（以需,氧,量表示）。,COD,Cr,几乎可表示有机物的全部含量,（含有少量无机物），但,不能反映被微生物氧化分解的有机物,。,BOD,u,、,BOD,5,基本反映有机物进入水体后，由于,微生物 作用分解所消耗的氧量,，能直接说明有机 物的生物降解过程。,TOC,可表示,有机物的总量,（以,碳,计）,7,（,3,）,实际应用价值,ThOD,是,理论值，无实际应用价值。,TOD,测定仪器昂贵。,COD,Cr,、,COD,Mn,测定迅速，有实际指导、设计、评价等意 义。,BOD,5,测定时间长，不能及时指导生产实际，对有毒的废水 测定会受到抑制而影响测定结果。,TOC,测定迅速。,8,（,4,）,BOD,5,/COD,可生化性指标：判断污水是 否适宜于采用生物处理。当,BOD,5,/COD 0.3,时，可生化性好。（,5,）应用条件,BOD,5,：,从卫生学水体自净角度，表明污水可 生化有机物含量。,COD,Cr,：,有毒性抑制的污水，难生物降解有 机物浓度高时，需快速确定污水中 有机物含量时采用。,COD,Mn,：,多应用于地表水、地下水等天然水 源中的有机物含量。,9,1.3,取水样、保存、预处理,水样采集和保存的主要,原则,是：（,1,）水样必须具有足够的,代表性,；（,2,）水样必须不受任何,意外的污染,。,10,化学分析法,(,常量组分,),：以化学反应为基础的分析方法,重量分析,：,残渣分析,滴定分析：,酸碱、络合、氧化还原、沉淀,仪器分析法,(,微量组分,),光化学,：,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,电化学,：,电位,、,电导、库仑、安培、极谱,色谱法,：,柱、纸、薄层,、,GC,、,HPLC,、,CE,其他,：,质谱、电子能谱、活化分析、免疫分析,1.4,水分析方法分类,11,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,重量分析法：,是通过化学反应或其他操作步骤，使试样中的,待测组分,与其他组分分离，,转化为一定称量形式,，然后称量其质量，从而计算出待测组分的含量。,滴定分析对反应的要求,直接滴定,1.,按一定的反应式定量进行,(99.9%,以上,),2.,反应迅速完成,(,或可加热、催化剂,),3.,有较方便、可靠的方法确定终点,(,指示剂,),12,常用术语,化学计量点,滴定终点,指示剂变色点,终点误差,终点与化学计量点不一致引起的误差,为化学计量数比,滴定剂或标准溶液,滴定,教材,p3,13,4,、化学分析和仪器分析的定量方法比较,化学分析法,绝对定量,（根据样品的量、反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系，通过计算得待测组分的量。）,仪器分析法,相对定量,（标准工作曲线）,问题：仪器分析方法是否要求所依据的化学反应必须反应完全？,14,分析数据的评价指标,1,代表性（,representation,）,2,准确性（,accuracy,）,3,精密性（,precision,）,4,可比性,（,compatibility,）,15,准确度（,accuracy,）,：,绝对误差,=,相对误差,=/,X,T,测定值和真值,的接近程度，用误差衡量,精密性（,precision,）,表示,测定值之间,的,接近程度,，或测定值有无良好的重复性和再现性。用,偏差,衡量,16,误差的来源：,（,1,）系统误差（可测误差）：某些经常性的原因引起的误差,包括,3,方面：方法误差、仪器和试剂误差、操作误差,特点：具有重复性、可测性,（,2,）随机误差（偶然误差）：某些偶然原因引起的误差,特点：不可测、不重复,（,3,）操作误差：不规范操作引起的误差，,要避免,滴定分析法要求的分析误差,99.9%;,3.,稳定,4.,易溶解，定量参加反应,滴定分析常用基准物质,Na,2,CO,3,(,酸碱滴定,),CaCO,3,Zn,粒,(,络合滴定,),NaCl,(,沉淀滴定,),K,2,Cr,2,O,7,(,氧化还原滴定,),标定法,：,标准溶液的浓度通过基准物来确定或,用一种已知浓度的标液来确定另一种溶液的浓度方法,22,标准溶液的配制方法,基准物质,准确称量,标准溶液,非基准物质,粗称,溶液,标准溶液,标定,23,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物质的量相等,(,化学计量关系,),。,酸碱滴定：,得到或给出,1mol,质子,，,1/2,H,2,SO,4,HCl,1/2,Na,2,CO,3,1/2,CaCO,3,络合滴定：与,EDTA,的络合,配位数,，一般为,1,：,1,，,Mg,2+,，,Al,3+,，,CaO,，,CaCO,3,沉淀滴定：银量法以,AgNO3,为基本单元，,Cl,-,氧化还原滴定：,转移,1mol,电子,，,1/5,KMnO,4,1/2,Na,2,C,2,O,4,1/6,K,2,Cr,2,O,7,Na,2,S,2,O,3,基本单元,：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。,24,例,1,配制,0.02000 molL,-1,K,2,Cr,2,O,7,标 准溶液,250.0mL,求,m,=?,解,m,(K,2,Cr,2,O,7,)=,nM,=,cVM,=,0.020000.2500294.2=1.471(g),问题：若配制,0.0200mol/L,1/6K,2,Cr,2,O,7,标准溶液,250mL,，应称取多少克,K,2,Cr,2,O,7,？（作业）,25,物质的量浓度,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,B,=,n,B,/V,B,其他浓度表示方法,:mg/L,ppm,、,ppb,、,ppt,%,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,),26,滴定分析计算,1),等物质的量规则,:,Z,A,和,Z,B,分别为,A,物质和,B,物质在反应中的,得失质子数或得失电子数,。,27,例如,H,2,SO,4,+2NaOH=Na,2,SO,4,+2H,2,O,H,2,SO,4,的基本单元,:,NaOH,的基本单元,:,NaOH,等物质的量规则,:,28,MnO,4,-,的基本单元,:,Fe,2+,的基本单元,:,Fe,2+,等物质的量规则,:,MnO,4,-,+5Fe,2+,+8H,+,=Mn,2+,+5Fe,3+,+4H,2,O,29,2):,换算因数法,30,3),滴定分析计算实例,例,2,：,现有,0.1200 mol/L,的,NaOH,标准溶液,200,mL,，,欲使其浓度稀释到,0.1000 mol/L,，,问要加水多少,mL,？,解：设应加水的体积为,V,mL,，根据溶液稀释前后物质的,量相等,的原则，,31,例,3,：,将,0.2500 g Na,2,CO,3,基准物溶于适量水中后，用,0.2 mol/L,的,HCl,滴定至终点（,甲基橙,），问大约消耗此,HCl,溶液多少毫升？,解：,32,第一章 小结,1.,常用的水质指标及其测定方法,2.,基本概念,:,滴定分析对反应的要求、滴定方式、基准物质、标准溶液,3.,准确度与精密度的概念，,提高分析准确度和精密度的方法,4.,滴定分析计算,:,标准溶液的配制与标定,:,直接法、标定法,滴定剂,(,n,A,),与被测物,(,n,B,),的,关系,:,等物质的量规则、因数换算,33,习题,p32(1,、,2,、,4,、,5),补充,1,：,饮用水中钙的检验：取,2.00mL,水，稀释后用,(NH,4,),2,C,2,O,4,处理，使,Ca,2+,生成,CaC,2,O,4,沉淀，沉淀过滤后溶解于强酸中，然后用,的,KMnO,4,溶液滴定，用去,1.20,mL,，,试计算此水中钙的,质量浓度,(gL,-1,).,（,0.601 gL,-1,）,34,