水质简分析指导书.doc

水质分析作业指导书

第一节 总固体测定
一．水中所含总固体是水样在一定温度下(为适合一般条件，以105--110摄氏度为标准)蒸发至干燥时所余留的固体物的总量，是溶解性固体与悬浮性固体(包括胶状体)的总称，它的组成包括有机化合物，无机化合物及各种生物体。
二．仪器
1、磁蒸发皿容量为100毫升，在105--110摄氏度烘干恒重；
2、万分之一天平；
3、水浴锅。
三． 测定方法
1、用移液管准确吸取振荡均匀的水样100毫升(或50毫升)，注入预先在105--110摄氏度烘干并恒重的蒸发皿中，放在水浴锅上蒸干。
2、将蒸发皿移入105--110摄氏度烘箱内，烘3h后，冷却称重。
3、如此反复操作，直至前后两次称重相差不超过0.0010g为止。
四． 总固体的重量按下式计算
总固体mg/l(毫克/升)=(W2-W1)*1000*1000/V
式中：W1--蒸发皿重量(g);
W2--蒸发皿和总固体重量(g);
V--水样体积(ml)。

第二节 PH值的测定
一、PH试纸法
测定时，用玻璃棒将水样滴于试纸上即与比色板比较读出相应的pH值。
注意：pH值试纸在空气中或在日光下与酸碱性气体接触，均能使其变质，因此应注意避光及干燥保存，出厂的精密pH值试纸应先用标准缓冲溶液校验其是否失效，然后再用。
二、电位计法(酸度计法)
酸度计法测定pH值的依据是：当一个指示电极与一个参电极同时浸入同一溶液中，两电极间产生一电位差，电位值的大小与溶液的pH值成线性关系。常用的参比电极一般为甘汞电极，而指示电极则有多种，如氢电极和玻璃电极等，最常用的是玻璃电极。
使用玻璃电极测定水样的pH值时，不受水样中氧化剂或还原剂的影响，也可测定带色或浑浊的水样。目前酸度计型号很多，精度不一，应根据不同要求选用合格型号，并按其说明书的规定进行操作和保护仪器。

第三节 游离二氧化碳测定
一． 取水样25ml加水至50ml
二． 加入2滴酚酞指示剂摇匀。立即用0.05N的氢氧化钠标准溶液滴致到由无色变为浅红色30s不消失为止。
三． 游离CO2（mg/l）=(N*V1*44*1000)/V
N---氢氧化钠标准溶液的当量浓度；
V1---消耗氢氧化钠标准溶液的量（ml） ：
V---测定所取水样的量（ml）;
44---每一毫克当量二氧化碳的量（mg）.

第四节 侵蚀CO2测定
一． 在有塞的锥形瓶中，加入2-3G碳酸钙粉末，然后充满新取水样，用瓶塞挤出少许过多的水并塞紧。
二． 将锥形瓶放在振荡器内振荡6H。或每天用手振荡2-3次，放置2周夜。
三． 吸取上层清液25ml注入三角瓶中，加入2滴甲基橙指示剂，用0.05N盐酸标准溶液滴定到淡桔红色消耗的盐酸标准溶液体积为V (ml)
四． 另取25ml未加碳酸钙的同一水样，用上述方法测定，消耗的盐酸标准溶液为V1(ml)
侵蚀二氧化碳（mg/l）=[(V-V1)*N*22*1000]/V2
N---盐酸标准溶液的当量浓度；
V---加碳酸钙粉末水样消耗的盐酸（ml）
V1—未加碳酸钙粉末水样消耗的盐酸（ml）
V2---测定所取水样
22---每一毫克当量二氧化碳的量（mg）
注意：一。如果V1>V或V1=V时，说明水中不含侵蚀性二氧化碳。
二．水样若已测过总碱度，则不必进行未加碳酸钙粉末水样碱度的测定，可直接采用测定同体积水样总碱度所消耗的盐酸标准溶液疸（ml）计算。

第五节 总碱度测定
一， 总碱度是指水中能与强酸作用的物质含量。水中的总碱度主要是碳酸盐、重碳酸盐和氢氧化物、有机碱以及其他弱酸强碱盐的总含量。
二， 总碱度的测定方法：取25ml水样与250ml三角烧瓶中，加入二滴甲基橙指示剂，用0.1N的盐酸标准溶液滴定到溶液由黄色突变为橙红色，即为终点。记录此时盐酸标准溶液的消耗量V1
三， 总碱度（毫克当量/升）=（N*V1*1000）/V
式中：N---盐酸标准溶液的当量量浓度；
V1—消耗盐酸标准溶液的量（ml）；
V---所取水样的量（ml）.
四， 碳酸根（碳酸盐碱度）的测定
取25ml水样与250ml三角炊烧瓶中，加入二滴酚酞指示剂，如出现红色，则用0.11N
盐酸滴定到溶液红色刚刚消失，记录此时盐酸标准溶液的消耗量V1
碳酸根（毫克当量/升）=（2V1*N*1000）/V
碳酸根（mg/l）=(2V1*N*30*1000)/V
式中V1---消耗盐酸的量（ml）
N----盐酸的当量浓度
V----所取水样的量（ml）
30----每一毫克当量碳酸根的量（mg）
五，重碳酸根（重碳酸盐碱度）的测定
在上述测定碳酸盐碱度后的水样中，再加二滴甲基橙指示剂，继续用0.1N盐酸滴定到由黄色突变为橙红色记录此时盐酸标准溶液的消耗量V2
重碳酸根（毫克当量/升）=（V2-V1）*N*1000/V
重碳酸根（mg/l）=(V2-V1)*N*61*1000/V
式中V1-----酚酞为指示剂时盐酸标准溶液用量（ml）
V2---甲基橙为指示剂时盐酸标准溶液用量（ml）
V----取水样体积（ml）
61----每一毫克当量重碳酸盐的量（mg）
六，计算中的说明各种碱性化合物在水中所生成的碱度有下列五种情形，如表3.5.9。
滴定的结果
氢氧根(OH-)
碳酸根(CO82-)
重碳酸根(HCO3-2)
P=T
P
0
0
P>1/2T
2P-T
2(T-P)
0
P=1/2T
0
2P
0
P<1/2T
0
2P
T-2P
P=0
0
0
T
（一）当P=T，说明M=0，表示当酚酞变为无色后，再加入甲基橙时生成桔红色，表示水样原先不含碳酸盐，所以P=T=氢氧化物量。
如果水样原先存在着碳酸盐，则此时变为重碳酸盐而使甲基橙变为黄色，这里则是当本酚酞变无色时加入甲工橙后未变黄而变为桔红色，说明水中无CO32-及HCO3-，而仅有OH-。其计算如下：
氢氧根(毫克当量/升)=T*N*1000/V
氢氧根(mg/l)=T*N*17*1000/V
（二）P>1/2T说明M不等于0，P>M，说明有碳酸盐和氢氧化物共同存在。其计算如下：
氢氧根(毫克当量/升)=(2P-T)*N*1000/V
氢氧根(mg/l)=(2p-T)*N*1000/V*17
碳酸根(毫克当量/升)=2(T-P)*N*1000/V
碳酸根(mg/l)=2(T-P)*N*1000/V*30
（三）P=1/2T，即P=M，说明只有碳酸盐而无氢氧化物和重碳酸盐，其计算如下：
碳酸根(毫克当量/升)=2P*N*1000/V
碳酸根(mg/l)=2P*N*1000/V*30
（四）P<1/2T，说明M>P，因此除碳盐所留下的重碳酸盐外，水样中原先也含有重碳酸直(这里P代表碳酸盐的一半)，说明CO32-、HCO3-共存。其计算如下：
碳酸根(毫克当量/升)=2P*N*1000/V
碳酸根(mg/l)=2P*N*1000/V*30
碳酸氢根(毫克当量/升)=(T-2P)*N*1000/V
碳酸氢根(mg/l)=(T-2P)*N*1000/V*61
注意事项
1、水样必须澄清。若混浊应过滤，否则影响终点。
2、若水样中加酚酞后为无色，加甲橙后为红色，即pH<4.4，表示水中无碱度，应进行总酸度测定。
3、只有P=0的情况下(pH<8.3)才有二氧化碳。
4、三种碱度(即氢氧化物、碳酸盐、重碳酸盐)可以单独存在，但不能同时共存。OH-与CO32-，或CO32-与HCO3-可以
共同存在；而OH-与HCO-不能同时存在，因有如下反应生成：工业OH-+HCO3-→CO32-+H2O

第六节氯离子
氯离子在天然水中普遍存在，通常与钠，钙镁等化合而存在，氯化钾在一般水中存在
的可能性很小，但有时存在矿水中。其来源有以下几种：
一， 水源流过含有氯化物的地层；
二， 水源受生活污水或工厂废水污染；
三， 受潮水及海面上风流的影响。这时水中的氯化物含量会增高，当超过250mg/l时，将使水质具有显著的盐味。
其测定方法常用汞量法、电位法各和银量法。本规程采用硝酸银容量法，其原理是采用“分级沉淀的原理”，铬酸钾作指示剂，向含有氯离子的水溶液中加入硝酸银溶液，因在25℃水溶液中,氯化银的浓度积为1.56*10-10而铬酸银的浓度积为9*10-12,因此,只有当氯离子完全被沉淀后,铬酸根离子才开始沉淀.等当点时,过量的硝酸银与指示剂作用生成红色铬酸银沉淀,表明作用已达终点,反应式如下NaCl+AgNO3----AgCl+NaNO3
2AgNO3+K2CrO4-----AgCrO4+2KNO3　　　
四,测定方法
取水样25ml于三角烧瓶中,用0.05当量硝酸银标准溶液滴定到有红褐色沉淀出现,记下硝酸银用量V1
另取与测定水样同样数量的蒸馏水于另一三角瓶中,加5%的铬酸钾指示剂1ml,用0.05N硝酸银标准溶液滴定到有红褐色沉淀出现,记下硝酸银用量为V2
计算:氯离子(毫克当量/升)=(V1-V2)*N*1000/V
氯离子(mg/l)=(V1-V2)*N*1000*35.5/V
式中V----取水样体积（ml）
V1---滴定水样时，硝酸银的消耗量（ml）
V2----滴定蒸馏水时，硝酸银的消耗量（ml）
N-----硝酸银当量浓度
35.5----每一毫克当量氯离子的量（mg）_
五，注意事项：本法到达终点时，硝酸银的用量要比原来的需要量略高，因此，需要同时取蒸馏水做空白滴定来减去误差。
铬酸银能溶解于酸中，因此，在PH值低于6.3时，不能直接用本法测定氯化物。也不能在极强的碱性反应中进行，PH值不能大于10。，因此测定前需要调节PH值。
水中的硫化氢云彩干扰氯化物的测定，所以要加入数滴3%过氧化氢使其氧化（或煮沸除去亦可。）
若水中含有还原性离子，如亚硫酸，亚硝酸。亚铁。硫离子等，能与指示剂铬酸钾或硫酸银作用，应先用过氧化氢消除。

第七节硫酸根
地下水中通常含硫酸盐，它与钙或镁离子同时存在于水中，为主要矿化组成之一，但与钠离子伴存者比较少见，不含硫酸盐的水很少碰到，当水中含硫酸盐超过400mg/l时会产生碱味，略有苦味和涩味。
地下水中的硫酸盐含量较高时，对混凝土基础有侵蚀破坏作用。因此水中所含的硫酸根与混凝土毛细管孔及孔眼中的碱性固态游离石灰质和水泥结石中的水化铝酸三钙，水化铝酸四钙作用，形成铝酸钙结晶或石膏结晶，这两种结晶的产生，在混凝土内部产生张压作用，而导致混凝土的破坏。
测定方法有硫酸钡重量法、各种容量法以及铬酸钡比色法和硫酸钡比浊法。本规程采用EDTA法、比浊法，并附有四羟基醌法、EDTA镁盐复合滴定法、茜素红—S法等测定方法。
EDTA容量法：络合滴定法测定硫酸根[SO4]时，不是直接滴定，因为EDTA并不能与SO4络合，而是在微酸性溶液中加入过量氯化钡溶液使水样中的硫酸盐全部生成硫酸钡沉淀，而过量的钡离子在PH约等于10时以铬兰黑或铬黑T作指示剂，在Mg2+存在下，用EDTA标准溶液滴定过量的钡，从而间接测出硫酸盐的含量，其反应为，
BaCl2+SO42-------BaSO4 +2Cl-1

在滴定过程中，水样中有钙、镁存在时也会呈现同样反应，所以在滴定中EDTA消耗量应该扣除测硬度时钙镁所消耗的EDTA用量。
测定方法：按测定硬度所取水样数量于三角烧瓶中，补充蒸馏水至瓶内水样约50ml左右，加入1：1盐酸二滴，置电炉上加热煮沸，取下，准确加入钡镁混合液10ml摇匀，再加热煮沸5min左右放0.5h后加105NH3.H2O，至刚果红试纸变红，加5ml氨缓冲溶液及铬蓝黑10滴或固体试剂少许，摇匀，用0.1N EDTA溶液进行滴定，由紫色转变为明显的蓝色，1min不退色即为终点。
计算：硫酸根（毫克当量/升）=（V1=V2-V3）*N*1000/V
硫酸根（毫克/升）=（V1+V2-V3）*N*48.04*1000/V
式中：N----EDTA当量浓度，
V1-----测硬度时试样中钙镁离子所消耗的0.1N EDTA量（与测硫酸根相同的量）单位是ml；
V2-----10ml钡镁混合液相当的0.1N EDTA标准溶液量（ml）
V3------滴定样品时所消耗的0.1N EDTA量（ml）
V------所取测定样品量（ml）
48.04----每一毫克当量硫酸根的量（mg）。

钡镁混合液的加入量对结果影响很大，用平行测定都不易发现。
SO42-的含量大时，产生大量的BaSO4沉淀，使滴定的终点模糊，就应过滤或小取水样。
加入钡镁混合液后要放置一段时间，可使沉淀颗粒变大，以便滴定时易于观察终点。

第八节 钙离子
钙盐广泛地分布于地下水及地表水中。其组成的盐类以碳酸盐类为最多，其次为硫酸盐、氯化盐、硝酸盐、硅酸盐等。其主要来源是岩石风化时钙盐溶于地下水中的结果。在浅的地面水和地下水中，重碳酸钙通常是主要成分，它形成最常见的“重碳酸钙水”。钙离子在地下水中有很大的交替能力，它很容易地进入吸收混合体中，并从混合体中将其它离子特别是Na离子排挤出去，钙是硬水的主要成分之一。
其测定方法较多，本规程选用EDTA容量法。其原理是在PH值≥的溶液中，EDTA与Ca2+生成无色络合物，钙指示剂（C20H13O5N2SNa）则能与Ca2+生成紫红色的络合物，而钙与指示剂形成的络合物不如钙与EDTA形成的络合物稳定，所以，当有钙指示剂存在地含Ca2+溶液中滴入EDTA溶液达终点时，过量滴定便能夺取红色络合物的Ca2+而使钙指示剂游离，于是溶液中紫红色变蓝色，即为终点。
测定方法：根据钙离子含量大小（一般使钙含量不超过20mg）量取水样,置于三角瓶中,用纯蒸馏水稀释至50ml左右,放入刚果红试纸一小块,加1:1的盐酸使试纸变为蓝色时加入2ml 20%氢氧化钠及少许钙指示剂,立即用EDTA标准溶液滴定由紫红色变为蓝色即为终点.记下EDTA消耗量为V1.

第九节镁离子
地下水中镁的分布范围通常比钙小,而海水中镁的含量则要比钙的含量多2-3倍.天然水中的镁的来源主要是由于含镁岩石的风化溶解,其溶解过程与碳酸钙相似,但碳酸镁的溶解度大,因此,高矿化的水中镁的含量超过钙的2-3倍,而在弱矿化的地表水和地下水中,镁的含量一般小于钙.
测定方法:在测钙保存溶液中,滴加1;1盐酸至刚果红试纸呈蓝紫色,放置5分钟后,用氢氧化钠滴至刚果红试纸刚好变红,加5mlPH=10的氨性缓冲溶液,及4滴K-B指示剂,以EDTA标准溶液缓慢滴定至溶液呈纯蓝色.

第十节 氨根离子（NH4+）
氨根离子的测定一般采用纳氏试剂比色法
一、原理
碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡黄棕色胶态化合物，其色度与氨氮含量成正比，通常可在波长410—425nm范围内测其吸光度，计算其含量。本法最低检出浓度为0.025mg/L（光度法），测定上限为2mg/L。
二、仪器
1．500mL全玻璃蒸馏器 。
2．50mL具塞比色管。
3．分光光度计。
4．pH计。
三、试剂
配制试剂用水均应为无氨水。
1．无氨水：可用一般纯水通过强酸性阳离子交换树脂或加硫酸和高锰酸钾后，重蒸馏得到。
2．1mol/L氢氧化钠溶液。
3．吸收液：①硼酸溶液：称取20g硼酸溶于水中，稀释至1L。
②0.01mol/L硫酸溶液。
4．纳氏试剂：称取16g氢氧化钠，溶于50mL水中，充分冷却至室温。
另称取7g碘化钾和碘化汞(HgI2)溶于水，然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中。用水稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中，密塞保存。
5．酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠(KNaC4H4O6·4H2O)溶于100mL水中，加热煮沸以除去氨，放冷，定容至100mL。
6．铵标准贮备溶液称取3.819g经100℃干燥过的氯化铵(NH4Cl)溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀释至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。
7．铵标准使用溶液：移取5.00mL铵标准贮备液于500mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。
四、测定步骤
1．水样预处理：无色澄清的水样可直接测定；色度、浑浊度较高和含干扰物质较多的水样，需经过蒸馏或混凝沉淀等预处理步骤。
2．标准曲线的绘制：吸取 0 、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0mL铵标准使用液于50mL比色管中，加水至标线，加1.0mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程10mm比色皿，以水为参比，测定吸光度。
由测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量（mg）对校正吸光度的标准曲线。
3．水样的测定：分取适量的水样（使氨氮含量不超过0.1mg），加入50mL比色管中，稀释至标线，加1.0mL酒石酸钾钠溶液（经蒸馏预处理过的水样，水样及标准管中均不加此试剂），混匀，加1.5mL的纳氏试剂，混匀，放置10min。
4．空白试验：以无氨水代替水样，作全程序空白测定。
五、计算
由水样测得的吸光度减去空白实验的吸光度后，从标准曲线上查得氨氮含量（mg）。
        氨氮(N,mg/L)=m×1000/V
式中：m——由校准曲线查得样品管的氨氮含量（mg）；
      V——水样体积（mL）。
注意事项
1、纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例，对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成的沉淀应除去。
2、滤纸中常含痕量铵盐，使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的沾污。