水质分析技术 课件

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➢ 1．原理
➢ 在强酸性溶液中，用一定量的重铬酸钾氧化水样 中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂， 用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据其用量计算水样中 还原性物质消耗氧的量。反应式如下:
➢
Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O
➢
Cr2O72- + 14H+ + 6Fe2+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ +
➢ 地面水：可溶性盐、悬浮物、微生物、腐殖质等。
➢ 地下水：可溶性盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、硅
➢
酸盐等。
➢ 水质分析主要是对水中的杂质进行测定。
➢
1.水质指标: 水 质: 水与其中所含杂质共同表现出的综合特性。 水质指标: 用以衡量水的各种特性的尺度，称为水质
标准。 水质指标分类: ①物理指标: 温度、颜色、嗅味、浑浊度、固体含量与
➢ 水样的存放与运送 ①水样存放的时间
水样种类
未受污染的水 受污染的水
可以存放时间/h
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②存放与运送水样的注意事项。 A. 水样运送与存放时，应注意检查水样是
否封闭严密，水样瓶应在阴凉处存放。 B. 冬季应防止水样冰冻，夏季应防止水样
受阳光暴晒。 C. 分析经过存放或运送的水样，应在报告
（黄）
五、溶解氧的测定（DO)
地面水与大气接触以及某些 含叶绿素的水生植物在其中进行 生化作用，结果使水中常溶解一 些氧称为“溶解氧”，水中溶解 氧的含量随水的深度而减少，也 与大气压力、空气中的氧分压及 水的温度有关。常温常压下，水 中溶解氧一般在8～10mg/L，随
1. 碘量法基本原理
二价锰在碱性溶液中，生成白色的氢氧化亚锰沉淀: MnSO4 + 2NaOH = Mn(OH)2↓（白色）+ Na2SO4
水中的溶解氧立即将生成的Mn(OH)2沉淀氧化成棕色 的Mn(OH)4
2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4↓棕色
➢ 加入酸后，Mn(OH)4沉淀溶解并氧化I-离子（已加入KI） 释出一定量的I2:
➢ Mn(OH)4+ 2KI+2H2SO4=MnSO4+I2+K2SO4+4H2O
项目一 概 述
任务1 水的分类及标准 任务2 水样的采集和保存
项目二 工业用水分析
任务1 水的物理性质检测 任务2 金属化合物的测定 任务3 非金属化合物的测定 任务4 有机化合物的测定
项目一 概 述
水是生物生长和生活所必需的资源, 人类生活离不开水。在工业生产中, 也 需要用到大量的水, 主要用作溶剂、洗 涤剂、冷却剂、辅助材料等。水的质 量的好坏, 对于人们的生活以及工业生 产等都有直接的影响, 必须经过分析检 验。
8. 测定水中溶解氧时, 关键在于勿使水中含氧量 有所变 更。
要求取样时, 切勿与空气接触。最好在现场加入 MnSO4及碱性KI溶液, 使溶解氧固定在水中, 其余步骤 可送至实验室后进பைடு நூலகம்。
废水及环境水样分析
工业生产所排放的废水, 大多含有对人体或 对环境有害的成分, 需经过分析检验, 符合一 定的标准之后, 才允许排放, 不同厂矿排出的 废水含有不同的污染物, 需根据污染源确定 检测项目。
一、水硬度的测定
1. 水的硬度: 除碱金属以外金属化合物含量，以碳酸盐、 硫酸盐、硝酸盐、氯化物等形式存在。
2. 硬度分类: 暂时硬度，永久硬度，其它盐类。 暂时硬度: 碳酸盐 永久硬度: 其它盐类。 b. 总硬度 = 暂时 + 永久 钙硬度: 水中钙化合物含量。 镁硬度: 水中镁化合物的含量
总硬度度数 0～4° 4～8° 8～16° 16～30° 30°以上
2. 反应 取好水样后, 取下瓶塞, 用刻度吸量管紧 靠瓶口内壁, 插入样品液面下0.5cm, 准确加入1mL硫 酸锰溶液, 再用同法加入碱性KI溶液2mL, 盖紧瓶塞, 将瓶反复颠倒, 充分混合均匀, 放置5min 待沉淀下降 至瓶底, 用上法加浓硫酸1.5mL, 塞紧瓶塞, 颠倒混合 至沉淀完全溶解此时溶液中因碘释出而呈黄色。
➢
➢ 然后用Na2S2O3标准溶液滴定释出的I2
➢
2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI
计量系数:
1O2～ 2Mn(OH)2↓～2Mn(OH)4～2I2～ 4Na2S2O3
2. 测定步骤
1. 取样 将胶皮管一端接水龙头, 另一端插入溶解 氧测定瓶瓶底, 待水溢出几分钟后, 取出胶管, 迅速 塞紧塞子。
直接吸入火焰原子吸收分光光度法、硫酸亚铁铵滴 定法及ICP—AES(电感耦合等离子体发射光谱)法。
五、铅含量的测定 1.存在形式: 天然水中铅主要以Pb2+状态存在。 2.测定方法:
原子吸收分光光度法、分光光度法、示波极 谱法、电位 溶出法等。
一、pH值 pH值的定义: PH=-lg[H+] 范 围: 5～10之间 测定方法: 电位法（酸度计法）
二、酸碱度 （一）酸度 1.酸度: 用强碱（NaOH）滴定水样时所消耗碱
的物质 的量或指水样释放出质子的物质的量。
2.测定方法: 以酚酞作指示剂，用NaOH标液滴
1. 碱度: 用强酸（HCl）滴定水样时所消耗酸的物 质的量或指水样含接受质子的物质的物质的量。
2. 测定方法: 酚酞碱度、甲基橙碱度（总碱度） 酚酞碱度: 以酚酞作指示剂，用NaOH标液滴定。 全碱度: 也称甲基橙碱度，以甲基橙为指示
7H2O
2. 干扰及其消除
酸性重铬酸钾氧化性很强，可氧化大部 分有机物。加入硫酸银作催化剂时，直链脂 肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有机物 却不易被氧化，吡啶不被氧化，挥发性直链 脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸气相， 不能与氧化剂液体接触，氧化不明显。
导电性…… ②化学指标: 无机物、有机物的含量、酸碱度、硬度等。 ③微生物学指标: 细菌总数、大肠菌群 。
2.水质标准: ①水质标准: 各种用途的水中所含污染物质的
最高浓度或限量阈值的具体限制和要求。 ②国标GB/T 1576-85，《低压锅炉水质标准》。
3.水质分析项目和分析方法 ①水质分析项目: 硬度、酸碱度、浊度、pH、氯化
标志
很软水 软水 中等软水 硬水
极硬水
度: 10mg CaO/L-1＝1° 4.测定方法: ①.EDTA滴定法 ②.原子吸收分光光度法
1. 存在形式: Fe2+，Fe3+形式存在。 2. 测定方法: 火焰原子吸收法
分光光度法（邻非罗啉）
三、铬含量的测定 1. 存在形式: Cr3+，Cr6+(有害）形式存在。 2. 测定方法: 高锰酸钾氧化—二苯碳酰二肼分光光度法、
处7天后标定。
5. 氧化性物质干扰如Fe3+、Cl2等，与I-作用时结果偏高。 将硫酸改为磷酸，起到2个作用: 1. 酸化， 2.掩蔽Fe3+预先加入硫代硫酸钠消除Cl2干扰也可以 另行测定，从总量中扣除Fe3+、Cl2。
6. 还原性物质可能会与I2作用,使结果偏低,可以预先出去。 如水被还原性杂质污染, 在测定时要消耗一部分I2而使测
①硬质玻璃磨口瓶。 ②聚乙烯瓶。 ③特定水样容器。 取样器 取样器: 用来采集水样的装置称为取样器。 ①采集天然水的取样器。 ②采集管道或工业设备中水样的取样器具。
➢ 水样的采集方法 ➢ ①天然水的取样方法。 ➢ A. 采集江、河、湖和泉水等地表水样或普通井
水水样时，应将取样瓶浸入水下面50cm处取样， 并在不同地点采样混合成供分析用的水样。 ➢ B. 根据试验要求，需要采集不同深度的水样时， 应使用不同深度取样器，对不同部位的水样分别 采集。
3.滴定 精确移取100.00mL溶液于250mL锥形瓶中, 用Na2S2O3标准滴定溶液[c(Na2S2O3)=0.01mol/L]滴定 至淡黄色后, 加入1mL淀粉(10g/L), 继续滴定至兰色 恰好消失, 即为终点。
注意事项
1. 溶解氧测定瓶 溶解氧的测定, 切勿使样品 过多接触空气, 以防溶解氧损失或增加, 导致含量改变, 因此 最好使用专用的“溶解氧测定瓶”取样, 如 果没有测定瓶, 也可用250mL玻璃磨口瓶代 替。
如F-的含量, 正常情况下应0.5～1.0mg/L；
3. 工业用水
指工业生产所使用的水, 要求为不影响产品质 量, 不损害设备、容器及管道, 使用时也要经过分 析检验, 不合格的水要先经处理后才能使用。
另外还有废水, 特别是工业废水, 污染环境, 必 须符合一定的标准才允许排放。
➢ 雨 水：氧、氨、CO2.尘埃、微生物以及其他成分。
定结果偏低, 则要增加处理杂质的过程(可在未加MnSO4溶液 前, 先加适量硫酸使水样酸化, 加入KMnO4溶液使其氧化还 原性杂质, 再加适量草酸钾溶液还原过量KMnO4, 从而消除 杂质影响）。
7. 体积校正（修正）问题工业分析中可以忽略 由于加入试剂, 样品会由瓶中溢出, 但由于损失量很小,
而且在只吸取一部分溶液滴定的情况下, 影响很小。在一般 工业分析中, 可不必进行样品体积的校正, 计算中可忽略此 影响。
物…… ②分 析 方 法: 化学分析法、仪器分析法
任务2 水样的采集和保存
水质分析的一般过程包括: 采集水样→预处 理→ 依次分析→结果计算与整理→分析结果的质量 审查。 1．水样的采集 采样容器 水 样: 为了进行分析(或试验)而采取的水称为 水样。 水样容器: 用来存放水样的容器称水样容器(水 样瓶）
中注明存放的时间或温度等条件。
2．水样的预处理: 过滤→浓缩→蒸馏排除干扰杂质→消解 ①酸性消解； ②干式消解； ③改变价态消解。
项目二 工业用水分析
任务1 水的物理性质检测 任务2 金属化合物的测定 任务3 非金属无机物的测定 任务4 有机化合物的测定
一、水温 二、色度 三、浊度 四、电导率 五、残渣
任务4 有机化合物的测定
一、化学需氧量的测定 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, 以氧的量 （mg/L）来表示。水中还原性物质包括有机物和亚 硝酸盐、亚铁盐、硫化物等, 化学需氧量反映了水中 受还原性物质污染的程度。
➢ 对于工业废水，我国规定用重铬酸钾法测定，其测得 值称为化学需氧量，用CODCr表示。
2. 自来水取样 应该先放开水龙头流一段时间, 水样稳定后再取样, 可 将一橡皮管插入瓶底,另一端接水龙头, 使水溢出几分 钟, 注意流速要慢, 以免气泡, 迅速盖紧瓶塞。
3. 塘水、井水、蓄水池中取样 如何水中取样, 不能直接在水面取样而是应在一定深 度取样, 可用二阶式取样瓶。
4. 试剂问题 硫代硫酸钠用新煮沸并冷却的蒸馏水配制好后放置暗
得高于40℃ 。
④测定不稳定成分的水样采集方法。 通常应在现场取样, 随取随测。
⑤取样量。 供全分析用的水样不得少于5L, 若水样浑浊时应
装两瓶。供单项分析用的水样不得少于0.3L。 ⑥采集水样时的记载事项。
采集供全分析用的水样, 应粘贴标签, 注明水样 名称、取样方法、取样地点、取样人姓名、时间、 温度以及其他注意事项 。
C. 在管道或流动部位采集生水水样时，应充分地冲 洗采样管道后再采样。
D. 江、河、湖和泉水等地表水样，受季节、气候条 件影响较大，采集水样时应注明这些条件。
②从管道或水处理装置中采集处理水水样的方法。 应选择有代表性的取样部位，安装取样器。
③从高温、高压装置或管道中取样的方法。 必须加装减压装置和良好的冷却器，水样温度不
剂，用盐酸标准溶液滴定。 用HCl标液以酚酞、甲基橙作指示剂分别滴定。
三、氯化物的测定
测定方法:
莫尔法: K2CrO4作指示剂，AgNO3标液。
电位滴定法
四、硫酸盐的测定 测定方法:
称量分析法: BaSO4↓过滤烘灼，称量 铬酸钡分光光度法:
BaCrO4 + SO42- = BaSO4 + CrO42-
任务1 水的分类及标准
一、水的分类及其所含杂质 分类: 天（自）然水、生活用水、工业用
水 1．天（自）然水 自然界的水称为天然水。天然水有雨水、
地面水（江、河、湖水）、地下水（井水、 泉水）等，因为在自然界中存在，都或多或 少地含有一些杂质，如气体、尘埃、可溶性
2. 生活用水 人们日常生活中所使用的水称为生活用水。 主要是自来 水, 也有少量直接使用天然水的。对生活用 水的要求, 主要 是不能影响人类的身体健康, 因此应检验分 析一些有害元素 的含量, 对其含量都有标准规定, 不能超标。