华北理工环境监测课件第6讲-水质-非金属无机物测定-1

•酸度和碱度•pH值•溶解氧•氰化物2一、酸度和碱度（一）酸度(AcidLevel)pH值——酸性(或碱性)强弱；酸度(或碱度)——废水酸性(或碱性)物质的含量。酸度：水中所含能与强碱发生中和作用的物质的总量。产生酸度的物质：①弱酸，如H2CO3、H2S、有机酸；②强酸，如盐酸、硫酸和硝酸；③强酸弱碱盐FeSO4、Al(SO4)3等可水解盐。天然水的酸度：由CO2引起，来自空气和水中有机物的生物分解。工业废水酸度：向水体中引入强酸度。3危害：Ø降低pH值；Ø破坏水生生物和农作物的正常生长条件；Ø造成有毒重金属的释放等。测定方法：强碱标液滴定水样。结果表示：以CaCO3计，mg/L酸度分类：~4.5~10~强酸度弱酸度无酸度4酸度测定方法：酸碱滴定法和电位滴定法1、酸碱滴定法滴定剂：氢氧化钠标液。结果分类：（1）甲基橙酸度或强酸酸度：甲基橙为指示剂(终点pH值3.7，由橙红色变桔黄色)；（2）酚酞酸度（总酸度）：酚酞为指示剂(终点pH值8.3，粉红色不褪)，包括强酸和弱酸。由VNaOH计算酸度（CaCO3，mg/L）52.电位滴定法指示电极：pH玻璃电极参比电极：甘汞电极与被测水样组成原电池并接入pH计。氢氧化钠标准溶液滴定至pH计指示3.7和8.3；方法适用于各种水体。6（二）碱度水中所含能与强酸发生中和作用的物质总量，包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。组成:1）重碳酸盐、碳酸盐及氢氧化物；2）硼酸盐、磷酸盐和硅酸盐；3）有机碱等。主要污染源:1）工业废水——造纸、印染、化工、电镀等；2）使用过程的流失——洗涤剂、化肥和农药。测定方法：酸碱滴定法和电位滴定法。7V盐酸：T=P+M。pH~3.1~4.4~8.3~10.0~H2CO3和CO2共存HCO3-和游离CO2CO32-和HCO3-共存OH-和CO32-共存甲基橙变色范围酚酞变色范围MPT8氢氧化物碱度碳酸盐碱度重碳酸盐碱度CaCO3，mg/LCaCO3，mg/LCaCO3，mg/LP=0；M≠0P≠0；M=0P=M（P≠0；M≠0）P＞M，；M≠0P＜M；M≠00P0P-M0002P2M2PM000M计算公式xx碱度(以CaCO3计，mg/L)=VHCl×CHCl×（1/2MCaCO3）×1000/V水样水的各种碱度总结表9二、pH值pH=－lgaH＋工业污水排放标准6～9生活饮用水标准6.5～8.5GB38386～9。酸度和pH值不同：0.1mol·L-1盐酸和0.1mol·L-1乙酸，酸度相同，pH不同。盐酸pH值=1.0，乙酸pH值=2.9测定pH值的方法：电极法和比色法。10１、比色法不适用：有色、浑浊或含较高游离氯、氧化剂、还原剂的水样。粗测水样pH值，可使用pH试纸，对工业废水测定最大误差1～2个pH单位。 （测定方法）标准色阶：pH标准溶液系列+酸碱指示剂；水样+加相同的指示剂；11玻璃电极：H＋离子活度指示电极。饱和甘汞电极：参比电极。响应原理：玻璃电极的玻璃薄膜的两端溶液氢离子活度不同时，产生电位差，导致原电池的电动势不同。2、玻璃电极法(Glasselectrodelaw)1213三、溶解氧DO (Dissolved Oxygen )溶解在水中的分子态氧。影响溶解度的因素：ü水温升高，降低；ü水中含盐量增加，降低；ü大量藻类繁殖时，可能过饱和；ü受到有机物质、无机还原物质污染，含量降低。HJ506-2009水质 溶解氧的测定 电化学探头法GB/T7489-87水质 溶解氧的测定 碘量法DOf=t31.64681415（一）碘量法（温克勒法及四种修正法）可参照教材实验BOD5测定。1．取样：专用溶解氧测定瓶（300mL棕色，磨口塞，瓶口打斜45°）现场取样：专用取样装置（DO采水器）。水龙头下取样：乳胶管插入瓶底，溢流一定时间。。要点：充分置换；注满取样瓶。2.固定水样+硫酸锰+碱性碘化钾：2MnSO4+4NaOH=2Mn(OH)2（白）↓+2Na2SO42Mn(OH)2＋O2=2H2MnO3↓（棕）MnO(OH)22H2MnO3+2Mn(OH)2=2MnMnO3↓+4H2O16Mn(OH)2在碱性溶液中具有还原性。（酸性溶液，无）DO不足时沉淀颜色变浅；加入MnSO4溶液和KI-NaOH溶液，高浓度、小体积（共4mL）,溢出部分忽略不计。3.转化加H2SO4酸化MnMnO3+2I-+6H+→2Mn2++I2+3H2O4.滴定碘量法2Na2S2O3+I2→Na2S4O6+2NaI定量关系：2Na2S2O3→I2→MnMnO3→1/2O2或1molNa2S2O3对应8g氧。17（二）存在各种干扰时的修正方法1.高锰酸钾修正法含较高的Fe2+时（*此时应不含其它氧化剂），向水样中加入H2SO4（少量）及少量KMnO4和适量KF，反应10min（保持红色），加入适量过量的K2C2O4使红色褪去。2.叠氮化钠修正法经生化处理过的水样含有NO2-，在试液酸化后发生反应：•***2HNO2+2KI+H2SO4=K2SO4+2H2O+N2O2+（）O2，air18影响：不断释放出碘，滴定终点返色，V增加。克服方法：调碱性，加NaN3，再加H2SO42NaN3+H2SO4=2HN3+Na2SO4HNO2+HN3=N2O+N2+H2O**NaN3剧毒，易爆，试液不可直接酸化（形成有毒HN3）3.有色或浑浊试样。用KAl(SO4)2·12H2O絮凝除去——明矾修正法。4.生化处理后水样。含有活性污泥等悬浊物，可用硫酸铜和氨基磺酸（NH2SO3H）絮凝除去，硫酸铜—氨基磺酸修正法。19采用隔膜电极作换能器，将溶氧浓度（实际上是氧分压）转换成电信号。实用膜电极类型：极谱型、原电池型。极谱型（Polarography）：现市售的溶解氧测定仪均采用此法。阴极：Au箔阳极：Ag—AgCl阴极透氧薄膜膜：聚四氟乙烯半透膜电解液：KCl（三）氧电极法（膜电极法）金箔阴极20当极化电压升至0.5~0.8V时，待测液中的O2透过薄膜进入电极，在阴极还原：阴极：1/2O2+H2O+2e→2OH-在阳极发生氧化反应：阳极：2Ag→2Ag++2e总反应：2Ag++2OH-→2Ag(OH)反应过程中产生扩散电流i，其大小与溶液中O2的浓度成正比。溶解氧测定仪结构及操作示例金丝阴极21溶解氧测定仪结构及操作示例22极谱式氧电极的结构示意图台式溶解氧测定仪便携式溶解氧测定仪lHJ 659-2013 水质 氰化物等的测定 真空检测管-电子比色法。(PDF稿)ü测定水中氰化物、氟化物、硫化物、二价锰、六价铬、镍、氨氮、苯胺、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、磷酸盐和化学需氧量等。ü现场快速检测。ü真空检测管：以硼硅玻璃或石英玻璃为材质，具有一定真空度，内置测试试剂，折断后可自动定量吸入待测水样，特定待测物与特定试剂发生化学显色反应的试管。ü电子比色计   基于“三基色原理”，以CMOS色度传感技术的色度传感器为信号接收器，对特定化学显色反应生成的有色化合物的颜色的色度信号进行定量解析。（参数和技术指标）lHJ 484-2009  水质  氰化物的测定  容量法和分光光度法四、氰化物（Cyanide） 24存在：简单氰化物、络合氰化物和有机腈。预蒸馏：与干扰物分离；将大部分氰化物变成氰化氢蒸出。H++CN-→HCN↑两类指标，两种蒸馏法：(1)易释放氰化物：{酒石酸、硝酸锌，pH=4}，加热蒸馏。游离氰化物及部分络合氰,如Zn(CN)42-，以HCN形式蒸出。25•【补充分析】：酒石酸根作用:能与多种金属离子络合,使CN-离子释出;具有缓冲作用。硝酸锌作用：1)生成硫化锌、铁氰化锌和亚铁氰化锌均不溶于弱酸(酒石酸)，而不被蒸馏出来。2)酸性条件下蒸出的H2S影响测定,加硝酸锌可部分克服。26(2)总氰化物：{磷酸、EDTA，pH＜2}。加热蒸馏。EDTA+M[CN-]n→EDTA-M+nCN-。+磷酸→HCN蒸出。包括：全部游离氰化物和绝大部分络合氰化物(钴氰化物不能蒸出)。磷酸：硝酸、浓硫酸在加热时可分解氰化物。问题：不用盐酸？HCN吸收：氢氧化钠溶液测定方法（一）硝酸银滴定法CN-1mg/L。（二）分光光度法•异烟酸~吡唑啉酮•吡啶~巴比妥酸•异烟酸~巴比妥酸28测定方法（一）硝酸银滴定法CN-1mg/L。原理：pH11，AgNO3，试银灵指示剂（对二甲氨基亚苄罗单宁）滴定反应：Ag++2CN-=Ag(CN)2-指示反应：Ag++试银灵（黄色）→橙红色化合物29（二）分光光度法：1、异烟酸~吡唑啉酮分光光度法原理：弱酸性溶液CN-+（氯胺T）→CNClCNCl+(异烟酸)→【水解】→戊烯二醛；戊烯二醛+2→蓝色染料（638nm）。（教材中染料结构式有误）30主要试剂：KH2PO4~Na2HPO4；缓冲溶液pH=4；氯胺T（结构见教材）溶液；异烟酸——吡唑啉酮的N—二甲基甲酰胺（DMF）溶液；氰化钾使用液。31322、吡啶~巴比妥酸分光光度法3、异烟酸~巴比妥酸分光光度法NCOOH 异 烟 酸NNNCH3CH2O    吡唑啉酮ONNCH2OO   巴  比妥 酸   吡啶  CNCl反应位置戊烯二醛反应位置33