1、1,2.7非金屬無機物的測定,2.7.1 酸堿度 2.7.2 pH值 2.7.3 溶解氧(DO) 2.7.4 氰化物 2.7.5 氟化物 2.7.6 含氮化合物 2.7.7 硫化物 2.7.8 磷,2,2.7.1酸堿度,(一)酸度 酸度是指水中所含能與強堿發(fā)生中和作用的物質的總量。這類物質包括無機酸、有機酸、強酸弱堿鹽等。 測定酸度的方法有酸堿指示劑滴定法和電位滴定法。 (二)堿度 水的堿度是指水中所含能與強酸發(fā)生中和作用的物質總量，包括強堿、弱堿、強堿弱酸鹽等。,3,酸堿指示劑滴定法,根據(jù)所用指示劑不同，,酸度,堿度,酚酞堿度（8.3） 甲基橙堿度：即總堿度（4.4）,酚酞酸度：即總酸度（8

2、.3） 甲基橙酸度:強酸酸度（3.7）,4,天然水體的堿度,天然水體中的堿度主要是由重碳酸鹽、碳酸鹽、和氫氧化物引起的，其中重碳酸鹽是水中堿度的主要形式。,1.P=T（M0）：氫氧化物 2.PM（P0.5T）：氫氧化物和碳酸鹽 3.P=M：碳酸鹽 4.PM（P0.5T）：碳酸鹽、酸式碳酸鹽 5.P=0（M=T）：酸式碳酸鹽,5,2.7.2 pH值,定義 pH值是溶液中氫離子活度的負對數(shù)，pH值是最常用的水質指標之一。 方法測定水的pH值的方法有玻璃電極法和比色法。,天然水的pH值多在69范圍內，飲用水pH值要求在6.58.5之間，某些工業(yè)用水的pH值必須保持在7.08.5之間。pH值和酸度、堿

3、度既有聯(lián)系又有區(qū)別。,6,玻璃電極法(電位法),以pH玻璃電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，并將二者與被測溶液組成原電池，以已知pH值的溶液作標準進行校準，用pH計直接測出被測溶液pH。,pH測定示意圖,7,pH復合電極,pH計,8,pH和酸度、堿度的區(qū)別和聯(lián)系 pH表示水的酸堿性的強弱，而酸度或堿度是水中所含酸或堿物質的含量。同樣酸度的溶液，如0.1 mol鹽酸和0.1 mol乙酸，二者的酸度相等，但其pH卻大不相同，因為水中電離程度不一樣。,9,2.7.3溶解氧(DO),（一）定義與概述 溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧。水中溶解氧的含量與大氣壓力、水溫及含鹽量等因素有關。 清潔地表水

4、溶解氧接近飽和。一般規(guī)定水體中的溶解氧至少在4mgL以上。,10,（二）方法,測定水中溶解氧的方法有碘量法及其修正法和氧電極法。 清潔水可用碘量法，受污染的地面水和工業(yè)廢水必須用修正的碘量法或氧電極法。,11,一、碘量法,在水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中的溶解氧將二價錳氧化成四價錳，并生成氫氧化物沉淀。加酸后，沉淀溶解，四價錳又可氧化碘離子而釋放出與溶解氧量相當?shù)挠坞x碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定釋放出的碘，可計算出溶解氧含量。,MnSO4+2NaOHNa2SO4 +Mn(OH)2 2Mn(OH)2+O22MnO(OH)2 (棕色沉淀) MnO(OH)2+2H2SO4Mn(S

5、O4)2+3H2O Mn(SO4)2+2KI=MnSO4+K2SO4+I2 2Na2S2O3+I2= Na2S4O6+2NaI,12,二、修正的碘量法,Fe3+的干擾消除(可加入氟化鉀或用磷酸代替硫酸酸化來消除),2NaN3+H2SO4=2HN3+Na2SO4,HN3+HNO2 = N2O+N2+H2O,2HNO2+2KI+H2SO4=K2SO4+2H2O+N2O2+I2 2N2O2+2H2O+O2 =4HNO2,1、疊氮化鈉修正法,消除亞硝酸干擾,注意 !,NaN3劇毒，易爆，不可將堿性KI-NaN3直接酸化,13,2、高錳酸鉀修正法,該方法適用于含大量亞鐵離子，不含其他還原劑及有機物的水樣

6、。用高錳酸鉀氧化亞鐵離子，消除干擾，過量的高錳酸鉀用草酸鈉溶液除去，生成的高價鐵離子用氟化鉀掩蔽。其他同碘量法。,14,陰,三、氧電極法,15,2.7.4 氰化物,氰化物進入人體后，主要與高鐵細胞色素氧化酶結合，生成氰化高鐵細胞色素氧化酶而失去傳遞氧的作用，引起組織缺氧窒息。 簡單氰化物 、絡合氰化物、有機氰化物,16,2.7.4 氰化物,（一）水樣預處理 測定之前，通常先將水樣在酸性介質中進行蒸餾，把能形成氰化氫的氰化物(全部簡單氰化物和部分絡合氰化物)蒸出，使之與干擾組分分離。常用的蒸餾方法有兩種：,17,EDTA：乙二胺四乙酸,18,硝酸銀滴定法,氰化物含量1mg/L的水樣,19,氰化物

7、的測定,1、異煙酸-吡唑啉酮分光光度法,（1）試劑及原理,（2）介質,中性（弱酸性）,（3）范圍,0.004mg/L 0.25mg/L,分光光度法,20,氰化物的測定,2、吡啶-巴比妥酸分光光度法,CN- CNCl 戊烯二醛 紫色染料： 600nm,中性（弱酸性）,0.001mg/L 0.45mg/L,（2）介質,（3）范圍,（1）原理,氯胺T,(o),吡啶,巴比妥酸,（縮合）,21,22,2.7.5 氟化物(一),氟是人體必需的微量元素之一，缺氟易患齲齒病飲用水中含氟的適宜濃度為0.51.0mgL(F-)。當長期飲用含氟量高于1.5mg/L的水時，則易患斑齒病。如水中含氟高于4mgL時，則可

8、導致氟骨病。,氟化物，對人有利有弊,骨氟中毒主要表現(xiàn)為關節(jié)疼痛和硬化，韌帶的硬化和鈣化，并可造成骨畸形、肌肉衰弱和神經缺損，致使骨骼變得易碎。,氟可與骨組織的羥磷灰石的羥基交換，并通過抑制骨磷酸酶與體液中的鈣離子結合成難溶性氟化鈣，從而導致鈣、磷代謝紊亂，引起氟斑牙及氟骨癥等.,24,（一）離子色譜法,1.方法原理 離子色譜法是利用離子交換原理，連續(xù)對共存的多種離子進行分離后，導入檢測裝置進行定性分析和定量分析的方法。 F-, Cl-, Br-,NO2-, NO3-, PO43-, SO42-,25,26,（二）氟離子選擇電極法,原理：三氟化鑭LaF3單晶對F的選擇性響應 工作電池： 指示電極

9、： LaF3 膜電極 參比電極：飽和甘汞 優(yōu)點：測定簡便、快速、靈敏、選擇性好、可測定渾濁、有色水樣等優(yōu)點 檢出濃度范圍：0.05mgL1900mgL(以F-計)。,27,氟離子選擇電極與外參比電極，被測溶液組成原電池,28,（二）氟離子選擇電極法,某些高價離子及氫離子能與氟離子絡合而干擾測定；堿性溶液中氫氧根離子濃度大于氟離子濃度的1/10時，也有干擾。 常采用加入總離子強度調節(jié)劑（TISAB）的方法消除。 TISAB：是一種含有強電解質、絡合劑、pH緩沖劑的溶液。,其作用： 消除標準溶液與被測溶液的離子強度差異，使離子活度系數(shù)保持一致； 絡合干擾離子，使絡合態(tài)的氟離子釋放出來； 緩沖pH變

10、化，保持溶液有合適的pH范圍。,29,（三）氟試劑分光光度法,試劑及原理：茜素絡合劑(ALC)和硝酸鑭 介質：pH41的乙酸鹽緩沖介質 顯色反應產物顏色：藍色的三元絡合物， 最大吸收波長：620nm 檢出濃度范圍：0.05mgL約1.80mgL 適用水體范圍：地面水，地下水和工業(yè)廢水,30,2.7.5 含氮化合物,比較關注的形態(tài)有氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、有機氮和總氮。 水體中的含氮化合物是水生植物生長必需的養(yǎng)分；可是，當過量時，水體中的植物與藻類迅速繁殖，發(fā)生富營養(yǎng)化現(xiàn)象，破壞水質。,31,32,藍藻又稱藍綠藻，是一種最原始、最古老的藻類植物。藍藻在地球上出現(xiàn)在距今35億至33億年前，現(xiàn)在

11、已知1500多種，分布十分廣泛，遍及世界各地。有少數(shù)可生活在60至85的溫泉中，有些種類和真菌、苔蘚、蕨類和裸子植物共生。在一些營養(yǎng)豐富的水體中，有些藍藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一層藍綠色而有腥臭味的浮沫，稱為“水華”，加劇了水質惡化，對魚類等水生動物，以及人、畜均有較大危害，嚴重時會造成魚類的死亡。,33,2.7.5 含氮化合物,(一)氨氮 水中的氨氮是指以游離氨(或稱非離子氨，NH3)和離子氨(NH4+)形式存在的氮，兩者的組成比決定于水的pH值。 水樣有色或渾濁及含其他干擾物質影響測定，需進行預處理。對較清潔的水，可采用絮凝沉淀法消除干擾：對污染嚴重的水或廢水應采用蒸餾法。 測定水

12、中氨氮的方法有納氏試劑分光光度法、水楊酸次氯酸鹽分光光度法、電極法和容量法。,34,水樣中加入碘化汞和碘化鉀的強堿溶液(納氏試劑)，與氨反應生成黃棕色膠態(tài)化合物，410-425nm范圍波長光比色定量。反應式： 本法最低檢出濃度為0.025mgL。測定上限為2mgL。,一、納氏試劑分光光度法 （GB7479-1987）,2K2HgI4+3KOH+NH3NH2Hg2IO+7KI+2H2O,35,一、納氏試劑分光光度法 （GB7479-1987）,它具有操作簡單、靈敏度高的特點，適用于清潔飲用水、天然水和凈化過的廢水出水中氨氮的測定。 但此方法也易受水中鈣、鎂、鐵等金屬離子、硫化物、醛和酮類，顏色及

13、濁度等，均干擾測定，需要做相應的預處理； 而且所用的試劑毒性較大，試驗廢液也給實驗后處理帶來麻煩，加重了工作量。,36,二、水楊酸次氯酸鹽分光光度法,在亞硝基鐵氰化鈉存在下，氨與水楊酸和次氯酸反應生成藍色化合物， 697nm處比色定量。該法最低檢出濃度為001mgL，測定上限lmgL。,37,三、氣相分子吸收光譜法,水樣中加入次溴酸鈉，將氨及銨鹽氧化成亞硝酸鹽，再加入鹽酸和乙醇溶液，使亞硝酸鹽迅速分解， 生成二氧化氮，用空氣載入氣相分子吸收光譜儀的吸收管，測量該氣體對鋅空心陰極燈發(fā)射的213.9 nm特征波長光的吸光度，以標準曲線法定量。,次溴酸鈉，將氨及銨鹽氧化成亞硝酸鹽，再加入鹽酸和乙醇溶

14、液，使亞硝酸鹽迅速分解， 生成二氧化氮，,38,四滴定法（GB 7478-1987）,該法適合于測定水樣中氨氮高于5 mg/L或污染嚴重的水體。 取一定量水樣，調節(jié)pH在6.07.4，加入氯化鎂使呈微堿性。加熱蒸餾，釋出的氨用硼酸溶液吸收。取全部吸收液，以甲基紅-亞甲藍為指示劑，用硫酸標準溶液滴定,39,（二）亞硝酸鹽氮,亞硝酸鹽氮(NO2-N)是氮循環(huán)的中間產物。在氧和微生物的作用下，可被氧化成硝酸鹽，在缺氧條件下也可被還原為氨。 亞硝酸鹽進入人體后，可使低鐵血紅蛋白失去輸氧能力。還可與仲胺類反應生成具致癌性的亞硝胺類物質。 測定水體中的亞硝酸鹽氮常用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法，離子

15、色譜法，氣相分子吸收光譜法。,40,一N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法 （GB13580.7-1992）,在pH值為18土03的酸性介質中，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酰胺反應，生成重氮鹽，再與N-(1-萘基)-乙二胺偶聯(lián)生成紅色染料，540nm處進行比色測定。 方法最低檢出濃度為0.003mgL，測定上限為0.20 mgL。,41,(三)硝酸鹽氮,硝酸鹽是在有氧環(huán)境中最穩(wěn)定的含氮化合物，也是含氮有機化合物經無機化作用最終階段的分解產物。 清潔的地面水硝酸鹽氮(NO3-N)含量較低，受污染水體和一些深層地下水中含量較高。,水中硝酸鹽的測定方法有酚二磺酸分光光度法、鎘柱還原法、戴氏合金還原法、離子色譜

16、法、紫外分光光度法和離子選擇電極法等。,42,43,酚二磺酸分光光度法,44,紫外分光光度法,加入1.0mL的鹽酸溶液（1mol/L），0.1mL的氨基磺酸溶液（0.8%）于比色管中，當亞硝酸鹽含量低于0.1mg/L時，可不加氨基磺酸溶液。 在220和275nm波長處，測定吸光度，以去離子水為參比。 A=A220-2A275,（ NO3- 在200nm有強烈吸收，但有機物在此波長干擾，可在275nm測吸光度校正：,45,含氮化合物的測定,4.凱氏氮：用凱氏定氮儀測得的含氮量。包括氨氮和在此條件下可被轉化為NH4+的有機氮化合物，凱氏氮與氨氮的差值為有機氮。 濃H2SO4 加熱 加堿 水樣+ K

17、2SO4 NH3 硼酸吸收 再測定吸收液中的NH4+（分光光度法、滴定法）,凱氏氮的測定要點：取適量水樣于凱氏燒瓶中，加濃硫酸和催化劑(K2SO4)，加熱消解，有機氮轉變成氨氮，然后在堿性介質中蒸餾出氨，用硼酸溶液吸收，以分光光度法或滴定法測定氨氮含量。,46,2.7.7硫化物,（一）種類 水中硫化物包括溶解性的H2S、HS-和S2-，酸溶性的金屬硫化物，以及不溶性的硫化物和有機硫化物。通常所測定的硫化物系指溶解性的及酸溶性的硫化物。 (二)方法 測定水中硫化物的方法有分光光度法、碘量法、電位滴定法，離子色譜法，極譜法、庫侖滴定法等，以前三種方法應用較廣泛。,47,一、對氨基二甲基苯胺分光光度法,在含高鐵離子的酸性溶液中，硫離子與對氨基二甲基苯胺反應，生成藍色的亞甲藍染料，665nm波長處比色定量。 方法最低檢出濃度為0.02mgL(S2-)，測定上限為0.8mgL。,48,二、碘量法,適用于測定硫化物含量大于lmgL的水樣。其原理基于水樣中的硫化物與乙酸鋅生成白色硫化鋅沉淀，將其用酸溶解后，加入過量碘溶液，則碘與硫化物反應析出硫，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定剩余的碘，間接計算硫化物的含量。,49,三、間接火焰原子吸收法,在水樣中加入磷酸