酸度和总碱度的测定

1实验一酸度和总碱度的测定(一)目的(1)了解酸度和总碱度的基本概念。(2)掌握指示剂滴定法测定酸度和总碱度的原理和方法。(二)原理酸度是指水样中含有能与强碱发生中和作用的物质的总量，主要表示水样中存在的强酸、弱酸和强酸弱碱盐等物质。酸度有两种表示方法：酚酞酸度(又称“总酸度”)和甲基橙酸度。碱度是指水样中含有能与强酸发生中和作用的物质的总量，主要表示水样中存在的碳酸盐、总碳酸盐及氢氧化物。碱度可用盐酸标准溶液进行滴定，当滴定至甲基橙指示剂由黄色变为橙红色时，溶液的pH值为4.4~4.5，表明水中的重碳酸盐已被中和，此时的滴定结果称为“总碱度”。(三)仪器(1)滴定管(酸式、碱式)(2)锥形瓶。(四)试剂(1)无二氧化碳水(2)氢氧化钠标准溶液，C(NaOH)＝0.1mol/L(3)0.5%酚酞指示剂（用于测酸度）(4)0.05%甲基橙指示剂（用于测酸度）(5)1%酚酞指示剂（用于测碱度）(6)0.1%甲基橙指示剂(用于测碱度)(7)碳酸钠标准溶液，C(21Na2CO3)＝0.0250mol/L(8)盐酸标准溶液C(HCl)＝0.0250mol/L(五)测定步骤1.酸度测定(1)取适量水样(VmL)置于250mL锥形瓶中，用无二氧化碳水稀释至100mL，加入两滴甲基橙指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液橙红色变为橙黄色，计下氢氧化钠标准溶液用量(V1)。(2)另取一份水样(VmL)置于250mL锥形瓶中，用无二氧化碳水稀释至100mL，加入4滴酚酞指示剂，用氧氧化钠标准溶液滴定至溶液刚变为浅红色为终点。记下氢氧化钠标准溶液用量(V2)。2.碱度测定(1)取100mL水样于250ml锥形瓶中，加入4滴酚酞指示剂，摇匀。当溶液呈红色时，用盐酸标准溶液滴定至刚刚褪到无色，记录盐酸标准溶液用量(P)。若加酚酞指示剂溶液无色，则PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建不需用盐酸标准溶液滴定，可接着进行第2步操作。(2)向上述溶液中加入3滴甲基橙指示剂，摇匀，继续用盐酸标准溶液滴定至溶液由黄色变为橙红色止，记录盐酸标准溶液用量(M)。(六)计算1．酸度甲基橙酸度(CaCO3，mg/L)＝VCV100005.501××酚酞酸度(总酸度CaCO3，mg/L)＝VCV100005.502××式中，C——氢氧化钠标准溶液浓度(mol/L)；V1——用甲基橙作指示剂时氢氧化钠标准溶液的耗用量(mL)；V2——用酚酞作指示剂时氢氧化钠标准溶液耗用量(mL)；V——水样体积(m1)；50.05——碳酸钙(21CaCO3)摩尔质量(g/mol)。2．总碱度总碱度(以CaO计，mg/L)＝VMPC100004.28)(××+×总碱度(以CaCO3计，mg/L)＝VMPC100005.50)(××+×式中，C——盐酸标准溶液浓度(mol/L)；28.04——氧化钙(21CaO)摩尔质量(g/mol)；50.05——碳酸钙(21CaCO3)摩尔质量(g/mol)。(七)注意事项(1)水样分析前不应打开瓶塞，不能过滤、稀释和浓缩，应及时分析，否则应在4℃下保存。(2)水样中如含有游离氯，可在滴定前加入少量0.1mol/L硫代硫酸钠溶液去除，以防甲基橙指示剂褪色。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建实验二化学需氧量(CODCr)的测定(一)目的(1)了解化学需氧量(COD)的含义。(2)掌握氧化—还原滴定法测定水样中有机物的原理和方法。(3)掌握快速法测定CODCr的原理和方法。(二)原理化学需氧量(COD)是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，用(O,mg/L)来表示，它反映了水样受还原性物质污染的程度。水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐，亚铁盐、硫化物等。用重铬酸钾作氧化剂时所测得的值称为CODCr。分析时用一定量的重铬酸钾，在强酸性条件下，将水中的有机物质氧化，过量的重铬酸钾，以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴，由消耗的重铬酸钾量即可算出水中含有有机物所消耗氧的量mg/L(CODCr)。水样中如含有氯离子会影响测定结果，可使用硫酸汞络合氯离子以排除干扰。。重铬酸钾作氧化剂时与有机物的反应：2Cr2O72-＋16H＋＋3C→4Cr3+＋8H2O+3CO2↑过量的重铬酸钾以试亚铁灵为指示剂，以亚铁盐(溶液)回滴：Cr2O72-＋14H+＋6Fe2+→6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O快速重铬酸钾法是采用提高重铬酸钾和有机物作用时的酸的用量，以提高回流时的反应温度，从而加快了反应速度，使回流时间由2h缩短到10min。回流结束后用标准硫酸亚铁铵液滴定作用剩余的重铬酸钾。再由消耗重铬酸钾的量，算出水样中有机物消耗的氧量(O2，mg/L)。(三)仪器(1)回流装置(磨口三角烧瓶，或圆底烧瓶冷凝装置)，(2)500mL三角烧瓶(3)容量瓶，移液管。(四)试剂(1)浓硫酸(含1％硫酸银)。(2)0.1mol/L硫酸亚铁铵溶液。(3)重铬酸钾溶液：在1000mL烧杯中，约加600mL蒸馏水，慢慢加入100mL浓硫酸及26.7g硫酸汞，搅拌，待硫酸汞溶解后，再加80mL浓硫酸和9.5g重铬酸钾，最后加蒸馏水至1000mL备用。(4)试亚铁灵指示液PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建(五)实验步骤(1)水样的测定用20mL胖肚移液管吸水祥20.00mL(如水样有机物含量高则先把水样稀释)。加入具有磨口的500mL锥形瓶中，加入15.00mL重铬酸钾液，再加40mL浓硫酸(含1％Ag2SO4)及玻璃珠数粒摇匀；另取20.00mL左右蒸馏水代替水样，其它操作与测水样时相同，作空白试验，接上回流冷凝器，加热，沸腾后适当降低温度，使回流速度为1~2滴/2min。精确回流10min，稍冷，自冷凝管顶部各加蒸馏水150mL左右，冷却到室温，加试亚铁灵指示剂2~3滴，用标准硫酸亚铁铵溶液回滴剩余的重铬酸钾，溶液由橙红色一绿色一红棕色刚出现(不褪去)为终点。(2)同时做空白试验，移取20.00mL蒸馏水代替水样，其它步骤同测水样，记录硫酸亚铁铵的用量V0(mL)耗氧量O2(mg/L)＝21010008)(VCVV×××-式中，C——硫酸亚铁铵标准液的浓度(mol/L)；V0——空白消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积(mL)；V1——水样消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积(mL)；V2——水样体积(mL)。(七)注意事项(1)取用的水样体积可在10.00~50.00mL范围之间。(2)对于化学需氧量小于50mg/L的水样，应改用0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液，回滴时用0.01mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。(3)水样加热反应后，溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的1/5~4/5为宜。(4)每次测定时，应对硫酸亚铁铵标准溶液进行标定。(5)CODCr的测定值应保留三位有效数字。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建实验三溶解氧(DO)的测定(一)目的掌握碘量法测定水中溶解氧(DO)的原理和方法。(二)原理在水样中分别加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中的溶解氧会将低价锰氧化成高价锰，生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后，沉淀溶解并与碘离子反应，释出游离碘。用淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定释出的碘，从而可计算出水样中溶解氧的含量。反应式如下：MnSO4＋2NaOH＝Mn(OH)2↓(白色)＋Na2SO42Mn(OH)2+O2＝2MnO(OH)2↓(棕色)MnO(OH)2+2KI+2H2SO4＝I2+MnSO4+K2SO4+3H2OI2+2Na2S2O3＝2NaI+Na2S4O6（连四硫酸钠）(三)仪器(1)250mL具塞试剂瓶。(2)50mL滴定管。(3)1mL、25mL、100mL移液管。(4)10mL、100mL量筒。(5)250mL碘量瓶。(四)试剂1．硫酸锰溶液称取MnSO4·4H2O480g或MnSO4·2H2O400g溶于蒸馏水中，过滤并稀释至1000mL。2．碱性碘化钾溶液称取500g氢氧化钠溶于300~400mL蒸馏水中，冷却。另将150g碘化钾溶于200mL蒸馏水中，慢慢加入已冷却的氧氧化钠溶液，摇匀后用蒸馏水稀释至1000mL，贮于塑料瓶中。3．浓硫酸(比重1.84)4．1％淀粉指示液称取2g可溶性淀粉，溶于少量蒸馏水中，用玻璃棒调成糊状：慢慢加入(边加边搅拌)刚煮沸的200mL蒸馏水中，冷却后加入0.25g水杨酸或0.8g氯化锌ZnCl2为防腐剂。此溶液遇碘应变为蓝色，如变成紫色表示已有部分变质，要重新配制。5．(1+5)硫酸溶液将浓硫酸(比重1.84)33mL慢慢倒入167mL蒸馏水中。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建．0.025mol/L硫代硫酸钠溶液称取6.2g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)溶于煮沸放冷的蒸馏水中，加入0.2g碳酸钠，用水稀释至1000mL，贮于棕色瓶中，使用前用重铬酸钾溶液，C(1/6K2Cr2O7)＝0.2500mol/L标准溶液标定，标定方法如下：于250mL碘量瓶中，加入100mL蒸馏水和1g碘化钾，再加入10.00mL0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液，5mL(1+5)硫酸溶液，加塞，摇匀，然后于暗处静置5min后，用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，再加入1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为止，记录用量。C＝V025.000.10×式中，C——硫代硫酸钠溶液浓度(mol/L)；V——硫代硫酸钠溶液消耗量(mL)。(五)实验步骤l．采样将取样管插至取样瓶底让水样慢慢溢出，装满后继续直至再溢出半瓶左右时，取出取样管，赶走瓶壁上可能存在的气泡，盖上瓶盖(盖下不能留有气泡)。2．溶解氧的固定用移液管插入溶解氧瓶的液面下，再加入1mL硫酸锰溶液和10mL碱性碘化钾溶液，盖好瓶盖颠倒混合数次，静置。待棕色沉淀物降至半瓶时，再颠倒混合一次，待沉淀物降到瓶底。3．碘析出轻轻打开瓶塞，立即用移液管插至液面下加入1.0mL硫酸，小心盖好瓶塞，颠倒混合摇匀，至沉淀物全部溶解为止，放置暗处5min。4，滴定移取100.0mL上述溶液于250mL锥形瓶中，用硫代硫酸钠滴定至溶液呈淡黄色，加1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为止，记录硫代硫酸钠用量。(六)计算溶解氧(O2，mg/L)＝10010008×××VC式中，C——硫代硫酸钠溶液浓度(mol/L)；V——滴定时消耗硫代硫酸钠体积(mL)；8——氧(21O)摩尔质量(g/mol)。(七)注意事项(1)一般规定要在取水样后立即进行溶解时测定，如果不能在取水样处完成，应该在水样采PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建取后立即加入硫酸锰及碱性碘化钾溶液，将溶解氧“固定”在水中，并尽快进行测定(间隔不超过4小时为宜)。(2)水中如果有亚硝酸盐存在，亚硝酸氮含量大子0.1mg/L时，由于亚硝酸盐与碘化钾作用能析出游离碘，在反应中析出的NO在滴定时受空气氧化而生成亚硝酸。亚硝酸又会从碘化钾中将碘析出，这样就使分析结果偏高。为了获得正确的结果，可在用浓硫酸溶解沉淀之前，在水样瓶中加入数滴5％叠氮化钠溶液。(3)当Fe3+的含量大于1mg/L时，溶液酸化后Fe3+将与KI作用而析出碘，这样就使分析结果偏高。为了使测定溶解氧获得正确的结果，可以在沉淀未溶解以前，加入2mL40％的氟化钾溶液，然后用4mL85％的磷酸代替硫酸，此时沉淀溶解，同时所有的Fe3+与F-或PO43-生成络合物，这样就抑制了Fe3+与KI的作用。(4)如果水样中含有还原物质Fe2+、S2-和有机物等，则可采用在酸性条件下加高锰酸钾来去除，过量的高锰酸钾，用草酸还原去除。(5)硫代硫酸钠标定中的注意事项用重铬酸钾作氧化剂，必须在高酸度条件下。而碘和硫代硫酸钠定量的反应要求在微酸性