1、1 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)訓(xùn)的意義和目的1.1 專業(yè)實(shí)訓(xùn)的意義水是寶貴的自然資源，工農(nóng)業(yè)和生活中更是必不可少的資源，隨著科技和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)及生活用水不僅量大而且對(duì)它們的質(zhì)也有嚴(yán)格的要求，如農(nóng)業(yè)用水的pH值要求4.59之間，飲用水的標(biāo)準(zhǔn)為78.5，污水pH排放值需在69之間，化妝品工業(yè)用水的電導(dǎo)率要求小于20ms/cm，醫(yī)藥工業(yè)用水的電導(dǎo)率要求小于1ms/cm，微電子工業(yè)用水的電導(dǎo)率要求小于0.1ms/cm等等。水的質(zhì)量既影響工業(yè)生產(chǎn)又影響人民的日常生活，受到越來越多的關(guān)注，世界上許多國(guó)家都頒布了各行業(yè)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并不斷有新的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)取代原有的舊標(biāo)準(zhǔn)。本專業(yè)的水質(zhì)分析是電廠鍋爐監(jiān)察的一個(gè)重要組

2、成部分。水作為熱力設(shè)備中能量傳遞與轉(zhuǎn)換的介質(zhì)，水質(zhì)的高低直接影響設(shè)備的安全性與經(jīng)濟(jì)性，水質(zhì)如果不良會(huì)對(duì)鍋爐產(chǎn)生危害,甚至危及安全。利用水質(zhì)分析技術(shù)把各項(xiàng)指標(biāo)控制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi),對(duì)降低電廠鍋爐事故具有重要意義,為鍋爐的安全使用提供有力保證。隨著火力發(fā)電廠中鍋爐機(jī)組參數(shù)的提高，對(duì)水處理技術(shù)要求也越來越高。水處理工作的主要任務(wù)即是改善水質(zhì)或其他操作環(huán)節(jié)，消除因水質(zhì)不良對(duì)環(huán)境及設(shè)備所造成的破壞，確保機(jī)組正常運(yùn)行。因此，通過水質(zhì)綜合訓(xùn)練為電廠提供實(shí)用性人才，使本專業(yè)的學(xué)生熟悉鍋爐用水情況，了解水質(zhì)不良對(duì)鍋爐的危害，掌握鍋爐給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并且能夠熟練掌握鍋爐補(bǔ)給水和給水水質(zhì)分析檢測(cè)方法，這樣對(duì)于電廠給

3、力、減少腐蝕、減少爐管的沉積物與結(jié)垢量、提高蒸汽品質(zhì)有著重要的意義，因此必須對(duì)鍋爐給水進(jìn)行調(diào)節(jié)處理以保證鍋爐的水質(zhì)和蒸汽品質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而保證能夠安全、經(jīng)濟(jì)、有效地運(yùn)行。1.2 專業(yè)實(shí)訓(xùn)的目的（1）掌握固體或液樣綜合分析的基本原理和基本操作技能，能正確和較熟練地完成來自電廠、水廠、污水處理廠等某個(gè)具體水樣的分析任務(wù)；（2）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度、科學(xué)的思想方法、良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣和實(shí)事求是的工作作風(fēng)；（3）進(jìn)一步提高分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生具有工業(yè)生產(chǎn)中的綜合分析素質(zhì)和應(yīng)用方面的技能，為將來從事實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2 水質(zhì)分析的現(xiàn)狀日常水分析及檢測(cè)是對(duì)水中的物質(zhì)進(jìn)行定量分析，現(xiàn)有的

4、水質(zhì)分析方法主要分為兩大類，即化學(xué)分析法和儀器分析法?；瘜W(xué)分析法是以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法，又重量分析法和滴定分析法（又稱容量分析法）。其中滴定分析法又可分為四種：酸堿滴定法、絡(luò)合滴定法、沉淀滴定法和氧化還原滴定法。如全固體的測(cè)定采用重量分析法，堿度的測(cè)定采用酸堿滴定法；硬度的測(cè)定采用絡(luò)合滴定法；化學(xué)耗氧量可用高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法，均屬于氧化還原滴定法，但鑒于重鉻酸鉀法測(cè)定成本高、時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，最終選擇高錳酸鉀法。儀器分析是以物理和物理化學(xué)方法為基礎(chǔ)的分析法，借助光電儀器測(cè)量試樣溶液的光學(xué)性質(zhì)（如吸光度或譜線強(qiáng)度）、電學(xué)性質(zhì)（如電流、電位、電導(dǎo)）等物理或物理化學(xué)性質(zhì)來求出待

5、測(cè)組分含量的方法。包括光譜分析法、電化學(xué)分析法、色譜分析法、熱量分析法和放射分析法和流動(dòng)注射分析法等。在水分析中應(yīng)用最廣泛的使比色分析法、分光光度法、電位法和原子吸收法。儀器分析方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便而快速，最適合生產(chǎn)過程中的控制分析，尤其在組分含量很低時(shí)，儀器分析方法使用更加頻繁。如，pH值的測(cè)定采用pH計(jì)；電導(dǎo)率的測(cè)定采用電導(dǎo)率儀；Na的測(cè)定采用pNa計(jì)；Fe、Cu的測(cè)定采用火焰原子吸收法；磷酸鹽和活性硅的測(cè)定采用分光光度法。21世紀(jì)水質(zhì)分析的發(fā)展將傾向于在線分析，并向綜合、聯(lián)用、信息網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，同時(shí)更趨向微型化和智能化。而中國(guó)日益發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)業(yè)，為現(xiàn)代化的水質(zhì)分析儀器創(chuàng)造巨大的市場(chǎng)空間，所

6、以，在線水質(zhì)檢測(cè)也得到了迅速發(fā)展，在線水質(zhì)分析儀器具有穩(wěn)定性好、可靠性高的特點(diǎn)，可以對(duì)不同的水質(zhì)進(jìn)行在線的實(shí)時(shí)檢測(cè)，與此同時(shí)，隨著儀器的發(fā)展，相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)也不斷的更新，并且日漸成熟。隨著社會(huì)的發(fā)展和人們對(duì)自身健康的關(guān)注以及水資源的日益短缺和惡化，水樣分析技術(shù)將會(huì)不斷地更新和發(fā)展，朝著快速、準(zhǔn)確、高靈敏度、自動(dòng)化方向邁進(jìn)。這樣的話，原有的理化分析方法就要求以儀器方法代替。過去單一物質(zhì)測(cè)定的方法需要一些能同時(shí)測(cè)定數(shù)種物質(zhì)的方法來代替，但是所有這些方法的更新需要建立在要比舊方法具有更高的靈敏度和準(zhǔn)確性方面，這樣才能滿足現(xiàn)如今水樣分析的日益復(fù)雜化和微量化。因此，在今后的研究工作中，要注意一些新的技術(shù)

7、、材料和儀器的有機(jī)結(jié)合，提高測(cè)定的靈敏度，達(dá)到能夠快速、方便、大批量進(jìn)行檢測(cè)的工作要求。3 水質(zhì)分析的基本思路預(yù)習(xí)水質(zhì)科學(xué)綜合訓(xùn)練上網(wǎng)和去圖書管查找相關(guān)資料，并把有用資料整理歸類設(shè)計(jì)出一個(gè)合理、完整的、具有可行性的實(shí)驗(yàn)方案，明確各項(xiàng)目的前后測(cè)定順序并對(duì)每個(gè)項(xiàng)目分析方法及具體步驟，所需儀器、試劑、注意事項(xiàng)等做詳細(xì)說明進(jìn)實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需的藥品和儀器，取樣進(jìn)行各項(xiàng)目的分析測(cè)定，做到規(guī)范操作、認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并如實(shí)準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，解釋實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象與所給標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行校核并書寫報(bào)告對(duì)整個(gè)水質(zhì)綜合訓(xùn)練進(jìn)行總結(jié)4 具體方案4.1 溶解氧的測(cè)定（碘量法）4.1.1 實(shí)驗(yàn)方案論證測(cè)定水中

8、溶解氧通常采用碘量法及其修正法和膜電極法。清潔水可直接采用碘量法測(cè)定，水樣有色或含有氧化性及還原性物質(zhì)、藻類、懸浮物等干擾測(cè)定。氧化性物質(zhì)可使碘化物游離出碘，產(chǎn)生正干擾；某些還原性物質(zhì)可把碘還原成碘化物，產(chǎn)生負(fù)干擾；有機(jī)物（如腐植酸、丹寧酸、木質(zhì)素等）可能被部分氧化，產(chǎn)生正干擾。所以大部分受污染的地表水和工業(yè)廢水，必須采用修正的碘量法。該法適用于離線檢測(cè)。電極法的測(cè)定下限取決于所用的儀器，一般適用于溶解氧大于0.1mg/L的水樣。水樣有色、含有可和碘反應(yīng)的有機(jī)物時(shí)，不宜用碘量法及其修正法測(cè)定，可用電極法。但水樣中含有氯、二氧化硫、碘、溴的氣體或蒸氣，可能干擾測(cè)定，需要經(jīng)常更換薄膜或校準(zhǔn)電極。膜

9、電極法是根據(jù)分子氧透過薄膜的擴(kuò)散速率來測(cè)定水中溶解氧。方法簡(jiǎn)便、快速，干擾少，可用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。水樣中含有亞硝酸鹽會(huì)干擾碘量法測(cè)溶解氧，可加入疊氮化鈉，使水中亞硝酸鹽分解而消除其干擾。在不含其他氧化、還原性物質(zhì)，水樣中含F(xiàn)e3+達(dá)100-200mg/L時(shí)，可加入lml40%氟化鉀溶液消除Fe3+的干擾，也可用磷酸代替硫酸酸化后滴定。該法操作較為復(fù)雜，且應(yīng)用于修正方面。4.1.2 實(shí)驗(yàn)原理在堿性溶液中，水中溶解氧可以把Mn（）氧化成錳Mn（）、Mn（）；在酸性溶液中,Mn（）,Mn（）能將碘離子氧化成游離碘，以淀粉作指示劑，用硫代硫酸鈉滴定，根據(jù)消耗量即能計(jì)算出水中溶解氧的含量。其反應(yīng)如下固定溶氧

10、：MnSO42KOHMn(OH)2K2SO42MnSO4O22H2MnO34Mn(OH)2O22H2O4Mn(OH)3酸化：H2MnO32H2SO42KIMnSO4K2SO43H2OI22Mn(OH)33H2SO42KI2MnSO4K2SO46H2OI2用硫代硫酸鈉滴定碘：2NaS2O3I2Na2S4O62NaI本法適用于測(cè)定含氧量大于20g/l的水樣。4.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器取樣桶：桶要比取樣瓶高150以上，使其中能放兩個(gè)取樣瓶。取樣瓶：250500mL,具有嚴(yán)密磨口塞的無色玻璃瓶。滴定管：25mL,下部接一細(xì)長(zhǎng)玻璃管。4.1.4 實(shí)驗(yàn)試劑硫代硫酸鈉(Na2S2O35H2O) 重鉻酸鉀（基準(zhǔn)試劑

11、）碘化鉀1/2H2SO4=4mol/L硫酸1%淀粉指示劑：在瑪瑙研缽中將10g可溶性淀粉和0.05g碘化汞研磨。將此混合物貯于干燥處。稱取1.0g混合物置于研缽中，加少許蒸餾水研磨成糊狀物，將其徐徐注入100mL煮沸的蒸餾水中，再繼續(xù)煮沸510min，過濾后使用。1/2Na2S2O3 =0.01mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：配制：稱取26g硫代硫酸鈉（或16g無水硫代硫酸鈉），溶于1L已煮沸并冷卻的蒸餾水中，將溶液保存于具有磨口塞的棕色瓶中，放置數(shù)日后，過濾備用。標(biāo)定：以重鉻酸鉀作基準(zhǔn)標(biāo)定：稱取120烘至恒重的基準(zhǔn)重鉻酸鉀0.15g（稱準(zhǔn)到0.2mg），置于碘量瓶中，加25mL蒸餾水溶解，加2

12、g碘化鉀及20mL1/2H2SO4=4mol/L硫酸，待碘化鉀溶解后于暗處放置10min，加150mL蒸餾水，用1/2H2SO4硫代硫酸鈉溶液滴定，滴到溶液呈淡黃色時(shí)，加1mL1.0%淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至溶液由藍(lán)色變成亮綠色。同時(shí)作空白試驗(yàn)。硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度按下式計(jì)算：1/2Na2S2O3=式中：G重鉻酸鉀的重量,g； a標(biāo)定消耗硫代硫酸鈉溶液的體積,mL； b空白試驗(yàn)消耗硫代硫酸鈉溶液的體積,mL； 0.049031/6K2Cr2O7=1mmol/L重鉻酸鉀的克數(shù)。1/2Na2S2O3=0.01mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定：可采用1/2Na2S2O3=0.01mol/L

13、硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，用煮沸冷卻的蒸餾水稀釋至10倍制得。其濃度不需標(biāo)定，由計(jì)算得出。此溶液很不穩(wěn)定，宜使用時(shí)配制。氯化錳或硫酸錳溶液：稱取45g氯化錳(MnCl24H2O)或55g硫酸錳（MnSO45H2O），溶于100mL蒸餾水中。過濾后于濾液中加1mL濃硫酸，貯存于帶磨口塞的試劑瓶中，此液應(yīng)澄清透明，無沉淀物。堿性碘化鉀混合液：稱取36g氫氧化鈉、20g碘化鉀、0.05g碘酸鉀，溶于100mL蒸餾水中，混勻。磷酸溶液（1+1）或硫酸溶液（1+1）4.1.5 實(shí)驗(yàn)步驟（1）在采取水樣前，先將取樣瓶，取樣桶洗凈，并充分地沖洗取樣管。然后將兩個(gè)取樣瓶放在取樣桶內(nèi)，在取樣管的厚壁膠管上接一個(gè)玻璃三

14、通，并把三通上連接的二根厚壁膠管插入瓶底，調(diào)整水樣流速約為700mL/min。并應(yīng)溢流一定時(shí)間，使瓶?jī)?nèi)空氣驅(qū)盡。當(dāng)溢流至取樣桶水位超過取樣瓶150時(shí)，將取樣管輕輕地由瓶中抽出。（2）立即在水面下往第一瓶水樣中加入1mL氯化錳或硫酸錳溶液。（3）往第二瓶水樣中加入5mL磷酸溶液（1+1）或硫酸溶液（1+1）。（4）用滴定管往兩瓶中各加入3mL堿性碘化鉀混合液，將瓶塞蓋緊，然后由桶中將兩瓶取出，搖勻后再放置于水層下。（5）待沉淀物下沉后，打開瓶塞，在水面下向第一瓶水樣內(nèi)加5mL磷酸溶液（1+1）或硫酸溶液（1+1），向第二瓶?jī)?nèi)加1mL氯化錳或硫酸錳溶液，將瓶塞蓋好，立即搖勻。（6）將溶液冷卻到15

15、以下，從兩瓶中各取出200250mL溶液，分別注入兩個(gè)500mL錐形瓶中。（7）分別用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺黃色，加入1mL淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失為止。4.1.6 計(jì)算水樣中溶解氧(O2)的含量(mg/L)，按下式計(jì)算：O2=(a1a2)0.0180.005/V103式中:a1第一瓶水樣在滴定時(shí)所消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，相當(dāng)于水樣中所含有 的氧化劑還原劑和加入碘化鉀混合液所生成的碘量,Ml； 81/2O的物質(zhì)的量；0.005由試劑帶入的溶解氧的校正系數(shù)（用容積約500mL的取樣式瓶取樣，并取出 200250mL試樣進(jìn)行滴定時(shí)所采用的校正值）； V滴定溶液的體積,mL。4.1

16、.7 方案實(shí)施的關(guān)鍵（1）當(dāng)水中含有較多有還原劑（如亞硫酸鹽、二價(jià)硫離子、有機(jī)懸浮物、氨和類似的化合物）時(shí)，會(huì)使結(jié)果偏低；若含有較多的氧化劑（如亞硝酸鹽、鉻酸鹽、游離氮和次氯酸鹽等）時(shí)，會(huì)使結(jié)果偏高。（2）碘和淀粉的反應(yīng)靈敏度和溫度間有一定的關(guān)系，溫度高時(shí)，滴定終點(diǎn)的靈敏度會(huì)降低。因此必須在15以下進(jìn)行滴定。4.2 電導(dǎo)率的測(cè)定4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案論證目前電導(dǎo)率的測(cè)定主要用電導(dǎo)率儀法，此法方便、簡(jiǎn)單、易掌握，不需要特殊儀器。4.2.2 實(shí)驗(yàn)原理酸、堿、鹽等電解質(zhì)溶于水中，離解成帶正、負(fù)電荷的離子，溶液具有導(dǎo)電的能力。其導(dǎo)電能力的大小，可用電導(dǎo)率來表示。電導(dǎo)率通常用兩極間電阻率的倒數(shù)來表示。符號(hào)

17、DD,單位uS/cm。在實(shí)驗(yàn)室利用電導(dǎo)率儀進(jìn)行檢測(cè)。電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率，通常是用兩個(gè)金屬片（即電極）插入溶液中測(cè)量?jī)蓸O間電阻率大小來確定。根據(jù)歐姆定律G=DDA/L或DD=GL/A式中: DD電導(dǎo)率 單位S/cm G溶液電導(dǎo) A電極面積 L極間距離對(duì)同一電極L/A不變，可用K表示（K稱為電導(dǎo)池常數(shù)），因此，被測(cè)溶液的電導(dǎo)率和電導(dǎo)的關(guān)系為：DD=GK 或 G=DD/K4.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器電導(dǎo)率儀、電導(dǎo)電極及其附屬裝置溫度計(jì)、鉑黑電極、溫度計(jì)、燒杯（100mL，2個(gè)），容量瓶(250mL，1個(gè))，移液管(25mL，1支)，膠頭滴管（1個(gè)）4.2.4 實(shí)驗(yàn)試劑0.1000mol/L KCl溶液：稱取

18、1.8640g于105干燥2h并冷卻后的KCl，溶解于純水中，于25下定容至250mL。0.0100mol/L KCl溶液：移取25.00mL 0.1000mol/L KCl溶液至250mL容量瓶中，稀釋至刻度。0.0010mol/L KCl溶液：移取25.00mL 0.0100mol/L KCl溶液至250mL容量瓶中，稀釋至刻度。4.2.5 電導(dǎo)電極的選用表4-2-1 電導(dǎo)電極的選用方法光亮電極電導(dǎo)率較低的水樣鉑黑電極中、高電導(dǎo)率的水樣4.2.6 電導(dǎo)池常數(shù)的選用表4-2-2 電導(dǎo)池常數(shù)的選用方法電導(dǎo)池常數(shù)0.10.11.01.010適用條件1.電導(dǎo)儀測(cè)定下限乘以電導(dǎo)池常數(shù)100uS/cm

19、100uS/cm4.2.8 實(shí)驗(yàn)步驟（1）電導(dǎo)率儀的校正按使用說明書要求進(jìn)行。（2）電導(dǎo)池常數(shù)K的標(biāo)定啟動(dòng)電導(dǎo)率儀將清洗干凈的電極插入盛有50mL70mL KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液于干凈的燒杯中測(cè)出溶液電導(dǎo)值GKCl，則：式中：DDKCl-標(biāo)定電極用氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)液電導(dǎo)率； GKCl-標(biāo)定電極時(shí)所測(cè)得電導(dǎo)率； DDH2O-配制氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液所用高純水本身電導(dǎo)率；（3）電導(dǎo)率（DD）的測(cè)定表頭機(jī)械調(diào)零、打開電源、預(yù)熱（10min）調(diào)校正調(diào)節(jié)電位將電極（用被測(cè)水樣沖洗23次）浸人燒杯(50mL70mL水樣)粗測(cè)由粗測(cè)選擇好電極和頻率調(diào)節(jié)電導(dǎo)池常數(shù)與電極常數(shù)一致校正在1030條件下測(cè)電導(dǎo)率并記錄數(shù)據(jù)（重復(fù)取樣測(cè)定

20、23次）測(cè)定結(jié)果讀數(shù)相對(duì)誤差均在3%以內(nèi)，即為所測(cè)的電導(dǎo)率值。電導(dǎo)率儀若帶有溫度自動(dòng)補(bǔ)償，應(yīng)按儀器的使用說明結(jié)合所測(cè)水樣溫度將溫度補(bǔ)償調(diào)至相應(yīng)數(shù)值；電導(dǎo)率儀沒有溫度自動(dòng)補(bǔ)償，水樣溫度不是25時(shí)，測(cè)定數(shù)值應(yīng)按下式換算為25的電導(dǎo)率值。DD（25）=GK/1+（t-25）式中: DD（25）換算成25的電導(dǎo)率，s/cmG在測(cè)定水溫為t時(shí)的電導(dǎo)，sK電導(dǎo)電極常數(shù)，1/cm溫度校正系數(shù)，近似值為0.024.2.9 方案實(shí)施的關(guān)鍵確保測(cè)量前儀器已經(jīng)校準(zhǔn)；將電極插入水樣中，注意電極上的小孔必須浸泡在水面以下；最好使用和水樣電導(dǎo)率相近的氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定電導(dǎo)池常數(shù)。4.3 pH值的測(cè)定4.3.1 實(shí)驗(yàn)方案論

21、證pH的測(cè)量方法大約有3種：指示劑法、氫電極法、玻璃電極法。指示劑法是利用緩動(dòng)液等，提前準(zhǔn)備好各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)樣色，然后將被檢液中指示劑與此樣色對(duì)比。準(zhǔn)備好含有指示劑的pH試紙，將這張紙浸入被檢液中，顯色后與標(biāo)準(zhǔn)色相比的方法。這種方法雖然簡(jiǎn)單，但是有各種各樣的誤差比較大。氫電極法是各種pH測(cè)定法的基準(zhǔn)，當(dāng)其他測(cè)定法的pH和氫電極法的數(shù)值一樣時(shí)，這個(gè)數(shù)值才有意義。但是，氫氣處理起來不方便，另外，這種方法對(duì)具有酸化性和還原性很強(qiáng)的物質(zhì)影響很大，測(cè)量時(shí)花費(fèi)時(shí)間很長(zhǎng)更不方便。所以不適合日常使用。玻璃電極法電位平衡時(shí)間短，精度高，受酸性劑還原劑的影響少，又可以測(cè)定各種溶液，這種方法的應(yīng)用非常廣泛，我校實(shí)驗(yàn)

22、室條件中具備玻璃電極來測(cè)定pH值。所以選擇采用玻璃電極法。4.3.2 實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)氫離子選擇性電極pH電極與甘汞參比電極同時(shí)浸入水溶液后，組成測(cè)量電池。其中pH電極的電位隨溶液中氫離子的活度而變化。用一臺(tái)高輸入阻抗的毫伏計(jì)測(cè)量，即可獲得同水溶液中氫離子活度相對(duì)應(yīng)的電極電位，以pH值表示。即pH=-lgH+pH電極的電位與被測(cè)溶液中氫離子活度的關(guān)系符合能斯特公式，即E=Eo+2.3026RT/(nF)lgH+根據(jù)上式可得(在20時(shí))：0.059lg(1 H+/H+)=E0.059(pH-pH1)=EpH=pH1+E/0.059式中: 1H+定位溶液的氫離子濃度，mol/L;H+被測(cè)溶液的氫離子濃度

23、，mol/L;因此，在20時(shí)，每當(dāng)pH=1時(shí)，測(cè)量電池的電位變化為59mV。4.3.3 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)用pH計(jì)、玻璃指示電極、飽和甘汞電極、燒杯（50mL,3個(gè)）、磁力攪拌器、攪拌子、分析天平、玻璃棒、濾紙、膠頭滴管、容量瓶（250mL，2個(gè)）、洗瓶。4.3.4 實(shí)驗(yàn)試劑pH=4.00標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液：準(zhǔn)確稱取預(yù)先在115左右干燥過的優(yōu)級(jí)純鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）2.5500g溶解于少量除鹽水中，并稀釋至250ml。pH=6.86標(biāo)準(zhǔn)緩沖液（中性磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液）：準(zhǔn)確稱取經(jīng)115左右干燥過的優(yōu)級(jí)純磷酸二氫鉀（KH2PO4）0.8475g以及優(yōu)級(jí)純無水磷酸氫二鈉（NaHPO4）0.887

24、5g，溶解于少量除鹽水中，并稀釋至250ml。pH=9.20標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液：準(zhǔn)確稱取優(yōu)級(jí)純硼砂（Na2B2O7.10H2O）0.9525g，溶于少量除鹽水中，并稀釋至250ml。表4-3-1 標(biāo)準(zhǔn)緩沖液在不同溫度下的pH值：溫度鄰苯二甲酸氫鉀中性磷酸鹽硼砂54.016.959.39104.006.929.33154.006.909.27204.006.889.22254.016.869.18304.016.859.18354.026.849.10404.036.849.07454.046.839.04504.066.839.01554.076.848.99604.096.848.964.3.5

25、實(shí)驗(yàn)步驟按照儀器使用說明書進(jìn)行準(zhǔn)備將儀器溫度補(bǔ)償旋鈕調(diào)制待測(cè)水樣溫度處選用與水樣pH值相差沒超過兩個(gè)pH單位的標(biāo)準(zhǔn)容易校正儀器從第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液中取出電極徹底沖洗并用濾紙吸干再侵入第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液中，其pH值約與第一個(gè)相差3個(gè)pH單位，如果測(cè)定值與第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液pH值之差大與0.1pH單位時(shí)就要檢查儀器、電極和標(biāo)準(zhǔn)溶液是否有問題。當(dāng)三者均無異常情況時(shí)方可測(cè)定水樣先用蒸餾水仔細(xì)沖洗電極再用水樣沖洗將電極侵入水樣中小心搖動(dòng)待讀書穩(wěn)定后記錄pH值。4.3.6 方案實(shí)施的關(guān)鍵玻璃電極在使用前先放入蒸餾水中浸泡2h以上；必須注意玻璃電極的內(nèi)電極與球泡之間甘汞電極的內(nèi)電極和陶瓷芯之間不得有氣泡以防斷路；測(cè)定p

26、H時(shí)為減少空氣和水樣中二氧化碳的溶入或揮發(fā)在測(cè)水樣之前不應(yīng)提前打開水樣瓶；定位用pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的pH值，應(yīng)與被測(cè)水樣的pH值相接近。4.4 濁度的測(cè)定4.4.1 實(shí)驗(yàn)方案論證水中濁度的測(cè)定可以用光電濁度儀來測(cè)定，也可以通過利用色度計(jì)或分光光度計(jì)測(cè)量。光電濁度儀較色度計(jì)和分光光度計(jì)為方便快捷。4.4.2 實(shí)驗(yàn)原理本測(cè)定是使用JZ型激光測(cè)濁儀，是屬于以HeNe激光為光源柱積分接收方式的散射光測(cè)濁儀。HeNe激光器在激光電源作用下，射出的波長(zhǎng)為632.8nm的激光I0被分光鏡分為測(cè)量光束I1和參比光束I2，測(cè)量光束I1通過比濁管與被測(cè)水樣中微粒物質(zhì)作用產(chǎn)生散射光I3，在被測(cè)液無光吸收情況下，I3由下

27、式表示：I3=I1(1eKL)=I01(1eKL)其中K為被測(cè)液濁度，L為比濁管的有效光程，1為I1比I0的商。可見散射光與濁度是非線性關(guān)系，并受激光強(qiáng)度I0波動(dòng)的影響。為了使讀數(shù)線性地由濁度K決定，儀器中將I3按正比關(guān)系由光電和這組轉(zhuǎn)變成光電流，參比光按正比關(guān)系由參比光電池轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆娏?，二光電流?jīng)模擬電路轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，再經(jīng)A/D變換送至微處理器，微處理器對(duì)二輸入信號(hào)作除法運(yùn)算，削弱激光強(qiáng)度波動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響至允許誤差范圍內(nèi)。對(duì)除法運(yùn)算所得商進(jìn)行線性校正和平均處理，使顯示器讀數(shù)與被測(cè)濁度相符。即測(cè)出水樣濁度。此濁度標(biāo)準(zhǔn)是以福馬肼標(biāo)準(zhǔn)懸濁液作標(biāo)準(zhǔn)。濁度測(cè)量范圍為0100FTU。4.4.3 實(shí)

28、驗(yàn)儀器JZ型激光測(cè)濁儀；濾膜過濾器：裝配孔徑為0.15m的濾膜。4.4.4 實(shí)驗(yàn)試劑無濁水：二級(jí)化學(xué)除鹽水經(jīng)0.15m微孔濾膜過濾（棄去200mL初濾水）。福馬肼貯備濁度標(biāo)準(zhǔn)(400FTU)硫酸聯(lián)胺溶液：稱取1.000g硫酸聯(lián)胺，加少量無濁水，溫?zé)崾怪芙?，冷卻至室溫后，移入100mL容量瓶中，用無濁水稀釋至刻度。六次甲基四胺溶液：稱取10.00g六次甲基四胺，加少量無濁水溶解，移入100mL容量瓶中用無濁水稀釋至刻度。福馬肼貯備濁度標(biāo)準(zhǔn)液：用移液管吸取5mL硫酸聯(lián)胺溶液和5mL六次甲基四胺溶液注入100mL容量瓶中，充分搖勻，在253下保溫24h后，用無濁水稀釋至刻度。此溶液的濁度為400F

29、TU，在30以下放置，可使用一周。福肼濁度標(biāo)準(zhǔn)液(100FTU)：取400FTU)貯備液25mL注入100mL容量瓶中，用無濁水稀釋至刻度。福馬肼濁度標(biāo)準(zhǔn)液(10FTU)：取100FTU標(biāo)準(zhǔn)液10mL注入100mL容量瓶中，用無濁水稀釋至刻度。福馬肼濁度標(biāo)準(zhǔn)(2FTU)：取100FTU標(biāo)準(zhǔn)溶液2mL注入100mL容量瓶中，用無濁水稀釋至刻度。4.4.5 實(shí)驗(yàn)步驟4.4.5.1準(zhǔn)備工作（1）制備無濁水300mL，配制2FTU、10FTU、100FTU濁度標(biāo)準(zhǔn)液各100mL。（2）按總電源鍵，電源接通，調(diào)電流調(diào)整電位器，使激光電流表指示為4mA,10分鐘再將電流調(diào)至4mA。（3）在按總電源鍵后，立

30、即壓緊泵管壓角，將泵管入口置入無濁水中，按泵電源鍵，調(diào)節(jié)壓角壓緊程度至無濁水順利泵入管中為好。4.4.5.2儀器標(biāo)定（1）首先將程序/監(jiān)控切換鍵置于監(jiān)控位置，然后按復(fù)位鍵，顯示器顯示提示符“=”，再按程序鍵，繼續(xù)顯示“=”。（2）調(diào)零按泵電源鍵，將無濁水泵入比濁管，仔細(xì)觀察1分鐘，將管中可能殘存氣泡排出比濁管。按調(diào)零鍵（按鍵前顯示為“=”）待顯示“=”后再按調(diào)零鍵，待再次顯示“=”時(shí)調(diào)零完成。為檢查調(diào)零結(jié)果，可按測(cè)量2鍵，若顯示平均值P不超過00.02范圍，符合調(diào)零要求，否則不符合要求，可按復(fù)位鍵，顯示“=”后再按調(diào)零鍵，重新調(diào)零，直至符合上述要求為止。（3）校滿度A. 2FTU檔滿度校準(zhǔn)將泵

31、管入口置于2FTU標(biāo)準(zhǔn)液中，此標(biāo)準(zhǔn)液代替無濁水通過比濁管，觀察一分鐘，比濁管內(nèi)不存留氣泡，按復(fù)位鍵，顯示“=”，按校2鍵，顯示“=”即可。為檢查校滿結(jié)果，可按測(cè)量2鍵，顯示平均值P不超過20.04范圍，符合要求，否則按復(fù)位鍵，顯示“=”后按校2鍵重新校準(zhǔn)，直至滿足上述要求為止。儀器的標(biāo)定步驟“2”“3”需反復(fù)操作23次，以得到滿意結(jié)果，操作時(shí)應(yīng)首先復(fù)位。B. 10FTU檔和100FTU檔滿度校準(zhǔn)同2FTU檔4.4.5.3 測(cè)量（1）粗測(cè)：將被測(cè)水樣、泵入比濁管，觀察一分鐘左右，比濁管內(nèi)的氣泡排盡，將程序/監(jiān)控切換鍵置于程序位置，顯示的平均值P即為被測(cè)水樣濁度值。（2）細(xì)測(cè)：將程序/監(jiān)控切換鍵置

32、于監(jiān)控位置，當(dāng)粗測(cè)值或已知被測(cè)值在大于2FTU小于10FTU范圍內(nèi)，可按測(cè)量10鍵，顯示值P即被測(cè)水樣濁度平均值；若粗測(cè)值或已知被測(cè)濁度在不大于2FTU范圍，可按測(cè)量2鍵，顯示值P即為被測(cè)樣濁度平均值，同樣當(dāng)粗測(cè)值或已知被測(cè)濁度在大于10FTU小于100FTU范圍內(nèi)，按測(cè)量100鍵，顯示值P即為被測(cè)檔濁度平均值。4.4.6 方案實(shí)施的關(guān)鍵（1）濁度計(jì)標(biāo)定后，程序/監(jiān)控切換鍵一般應(yīng)置于程序位置，這時(shí)儀器處在自動(dòng)換檔測(cè)量狀態(tài)，各功能鍵均失去作用。此鍵若置于監(jiān)控位置，各功能鍵均具有原功能，這時(shí)不能隨意按功能鍵，否則會(huì)影響標(biāo)定結(jié)果。（2）當(dāng)測(cè)量高濁度水的濁度時(shí)，停止測(cè)量時(shí)，要用(1+5)HCl溶液清洗

33、5分鐘，再用低濁水清洗1分鐘，保持比濁管及管路清潔。4.5 化學(xué)耗氧量（COD）的測(cè)定（高錳酸鉀法）4.5.1 實(shí)驗(yàn)方法論證水樣COD的測(cè)定主要有高錳酸鉀法和高錳酸鉀法。重鉻酸鉀法要用到大量的AgNO3，而AgNO3價(jià)格又較昂貴，分析成本高，且該方法耗時(shí)長(zhǎng)，相對(duì)來說高錳酸鉀法比較經(jīng)濟(jì)，主要用于污染較小的天然水和工業(yè)用水的測(cè)定，而且方法易行，因此選擇高錳酸鉀法測(cè)定水中的化學(xué)耗氧量。4.5.2 實(shí)驗(yàn)原理水的需氧量大小是水質(zhì)污染程度的重要指標(biāo)之一。它分為化學(xué)需氧量（COD）和生物需氧量（BOD）兩種。COD反映了水體受還原性物質(zhì)污染的程度，這些還原性物質(zhì)包括有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。水被有

34、機(jī)物污染是很普遍的，因此COD也作為有機(jī)物相對(duì)含量的指標(biāo)之一。對(duì)于一般水樣可以用高錳酸鉀法，由于高錳酸鉀法是在規(guī)定的條件下所進(jìn)行的反應(yīng)，所以水中有機(jī)物只能部分被氧化，并不是理論上的全部需氧量，也不能反映水體中總有機(jī)物的含量。高錳酸鉀法分為酸性法和堿性法兩種，本實(shí)驗(yàn)以酸性法測(cè)定水樣的化學(xué)需氧量。水樣加入硫酸酸化后，加入一定量的KMnO4溶液，并在沸水浴中加熱反應(yīng)一定時(shí)間。然后加入過量的Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液，使之與剩余的KMnO4充分作用。再用KMnO4溶液回滴過量的Na2C2O4，通過計(jì)算求得化學(xué)耗氧量。反應(yīng)式如下：4MnO4-+5C+125H+4Mn2+5CO2+6H2O2MnO4-+5C2

35、O42-+16H+2Mn2+10CO2+8H2O4.5.3 實(shí)驗(yàn)儀器水浴鍋、錐形瓶（250ml，3個(gè)）、移液管（25ml，1支）、吸量管（10.00ml，2個(gè)）、量筒（10ml，100ml，各1個(gè)）、酸式滴定管（50ml）、分析天平、容量瓶(250ml,1個(gè))、試劑瓶（500ml，2個(gè)）、玻璃棒、洗瓶、洗耳球、濾紙、燒杯（50ml，2個(gè)，100ml，500ml,各1個(gè)）4.5.4 實(shí)驗(yàn)試劑KMnO4固體、草酸鈉、蒸餾水；H2SO4溶液（1+3）：100ml濃硫酸+300ml蒸餾水（公用）；KMnO4溶液（0.002mol/L）：稱取KMnO4固體約0.16g溶于500ml水中，蓋上表面皿，加熱

36、至沸并保持微沸狀態(tài)1h，冷卻，過濾。濾液儲(chǔ)存于棕色試劑瓶中，將溶液在室溫條件下靜置23天后過濾備用；H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)液（0.005mol/L）：稱取于105110烘干至恒重的草酸鈉(Na2C2O4)0.1675g，用少量蒸餾水溶解后移入250mL容量瓶中，加6mL濃硫酸，并用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。然后移入棕色瓶中并貯存于暗處。4.5.5 實(shí)驗(yàn)步驟4.5.5.1 高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定：移取25mL H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液于錐形瓶中高錳酸鉀溶液標(biāo)定水浴加熱（7585）至有蒸氣冒出高錳酸鉀溶液標(biāo)定至終點(diǎn)（微紅色）記錄消耗的體積重復(fù)3次4.5.5.2 水樣的測(cè)定：取適量水樣放入250mL錐形瓶中蒸餾

37、水稀釋至100.0mL10.00mL硫酸搖勻+10.00mL高錳酸鉀水浴加熱30min迅速加10.00mL1/2H2C2O4H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液至褪色高錳酸鉀滴定至終點(diǎn)（微紅）記錄所消耗的高錳酸鉀標(biāo)液二次消耗總體積v1平行測(cè)定3次。取100.0mL蒸餾水進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，記錄所消耗的高錳酸鉀標(biāo)液總體積v2。4.5.6 計(jì)算（COD）Mn=（C1a1-C2b）-（C1a2-C2b）8/V1000=C1（a1-a2）/V8000式中：C1標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度；C2標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度；V水樣的體積，mL。4.5.7 方案實(shí)施的關(guān)鍵在試驗(yàn)過程中，高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的中入量、煮沸的時(shí)間和條件（包括升溫的時(shí)間）以及滴定時(shí)

38、的水樣溫度等條件，都應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)定，否則由于反應(yīng)條件不同而造成所測(cè)結(jié)果的偏差很大；在酸性溶液中測(cè)定耗氧量時(shí)，若水樣在加熱過程中出現(xiàn)有棕色二氧化錳沉淀時(shí)，則應(yīng)重新取樣測(cè)定，并適當(dāng)增加高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的加入量。4.6 堿度的測(cè)定4.6.1 實(shí)驗(yàn)方案論證 目前，堿度的測(cè)定通常有兩種方法，即酸堿指示劑滴定法和電位滴定法。電位滴定法根據(jù)電位滴定曲線在終點(diǎn)時(shí)的突躍確定特定pH值下的堿度，它不受水樣濁度、色度的影響，適用范圍較廣。用指示劑判斷滴定終點(diǎn)的方法簡(jiǎn)便快速，適用于控制性試驗(yàn)及例行分析。本實(shí)驗(yàn)采用酸堿指示劑滴定法，選此方法的原因：操作簡(jiǎn)單，很容易掌握。4.6.2 實(shí)驗(yàn)原理堿度可分為酚酞堿度和全堿度兩種

39、。酚酞堿度是以酚酞作指示劑時(shí)所測(cè)出的量，其終點(diǎn)的pH約為8.3；全堿度是以甲基橙作指示劑時(shí)測(cè)出的量，終點(diǎn)的pH約為4.2；若堿度0.5mmol/L，全堿度宜用甲基紅-亞甲基蘭作指示劑，終點(diǎn)的pH約為5.0。水樣用標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定至規(guī)定的pH值其終點(diǎn)可由加入的酸堿指示劑在該pH值時(shí)顏色的變化來判斷。當(dāng)?shù)味ㄖ练犹甘緞┯杉t色變?yōu)闊o色時(shí)溶液pH值即為8.3指示水中氫氧根離子(OH-)已被中和碳酸鹽(CO32-)均被轉(zhuǎn)為重碳酸鹽(HCO3-)反應(yīng)如下：OH-+H+ H2OCO32-+H+ HCO3- 當(dāng)?shù)味ㄖ良谆戎甘緞┯山埸S色變成桔紅色時(shí)溶液的pH值為4.44.5指示水中的重碳酸鹽(包括原有的和由碳酸

40、鹽轉(zhuǎn)化成的)已被中和反應(yīng)如下：HCO3- +H+H2O+CO2根據(jù)上述兩個(gè)終點(diǎn)到達(dá)時(shí)所消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的量可以計(jì)算出水中碳酸鹽重碳酸鹽及總堿度。4.6.3 實(shí)驗(yàn)儀器酸式滴定管（50mL）、錐形瓶（250mL，3個(gè)）、分析天平、玻璃試劑瓶（500mL，2個(gè)）、膠頭滴管、玻璃棒、洗耳球、濾紙、容量瓶（250mL，1個(gè)，500mL，1個(gè)）、移液管（25.00mL，1支）、吸量管（5.00mL，1支）、燒杯（50mL，500mL，各1個(gè)）4.6.4 實(shí)驗(yàn)試劑1%酚酞指示劑（乙醇溶液）、0.1%甲基橙指示劑、98%濃硫酸溶液、蒸餾水1/2H2SO4=0.2mol/LH2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液：量取2.7mL H2SO4溶液（分析純）加入500mL試劑瓶中，稀釋至容量。.1/2H2SO4=0.01mol/LH2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液：移取25mL1/2H2SO4=0.2mol/LH2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液加入500mL試劑瓶中，稀釋至容量。0.0500mol/L Na2CO3標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取2.6498g無水Na2CO3，加20mL水溶解，移至500mL容量瓶中，稀釋至刻度。0.0050mol/L Na2CO3標(biāo)準(zhǔn)溶液：