水分析化学+哈工大讲课教案
水质分析化学第二版课程设计
水质分析化学第二版课程设计课程简介本课程是水处理和环境工程专业的必修课程,旨在介绍水质分析化学的基本理论和实验方法,以及水质检测和净化技术的应用。
课程内容涵盖了常见水质污染物的检测方法、水质污染物的来源、危害和处理,以及水处理过程的设计和优化。
通过本课程的学习,学生可以掌握水质分析技术和水处理工程的基本知识,为未来从事环境保护和资源利用方面的工作打下坚实的基础。
课程目标1.掌握水质分析化学的基本理论和实验方法;2.理解水质污染物的来源、危害和处理方法;3.学习水处理过程的设计和优化;4.培养学生的实验操作和数据处理能力;5.提高学生的环境保护意识和责任感。
授课内容第一章水样采集和处理1.常见水样类型和采集方法;2.水样预处理和保存方法。
第二章水质指标和检测方法1.水质指标的种类和作用;2.常规水质指标的检测方法;3.现场检测方法和仪器。
第三章重金属离子的分析与检测1.重金属离子的来源和危害;2.重金属离子的分析方法;3.重金属离子污染的治理和防止。
第四章有机物的分析与检测1.有机物污染的来源和危害;2.有机物的分析方法;3.有机物污染的治理和防止。
第五章水质检测技术与仪器1.水质检测设备与仪器;2.现代水质检测技术。
第六章水处理过程与设计1.常见水处理方案和技术;2.水处理过程的优化和评价。
实验内容1.水样采集和处理实验;2.常规水质指标和重金属离子的检测实验;3.有机物的分析实验;4.水质检测仪器的使用实验;5.水处理过程的实验。
参考教材1.《水质分析化学》,谢平华,第二版,中国环境科学出版社;2.《水处理工程》,刘克奎,第三版,中国建筑工业出版社;3.《水质检测技术与方法》,王正江,化学工业出版社。
评分标准1.平时成绩占40%,包括出勤率、课堂表现和小组讨论;2.实验成绩占30%,包括实验操作和数据处理;3.期末考试成绩占30%,包括理论和实验两部分。
水分析化学授课教案
第一章概论水是人类生存和万物生长必不可少的物质。
当水中的杂质数量达到一定程度后,就会对水体产生污染,对人类环境或水的利用产生不良影响,随着社会的发展和人们生活水平的不断提高,对水质的要求也不断提高,用量也不断增加,同时对水造成的污染也越来越严重。
城市供水水质关系着千家万户的安全与健康,如何合理利用有限的水资源(水面占地球面积的70%,全球总水量为1.4*1011亿米3,海水占总水量的97.3%,淡水占总水量的2.7%,而冰川占2.0%,只有0.7%的淡水可供利用),节约水资源,保护好水资源是当前世界必须重视的问题。
本课程是给水排水专业、环境工程专业学生在学完无机化学、有机化学之后的一门专业基础课,它是研究水中杂质及其组成、性质、含量和分析方法的一门学科。
在水环境污染治理监测中起着“眼睛”和“哨兵”的作用。
本课程的教学目的与任务是使学生树立准确“量”的概念,能对给水排水工程设计、水处理工艺、水环境质量评价及废水综合利用效果等作出正确判断和评价。
通过课程教学使学生掌握水分析化学的四大滴定法(酸碱滴定法、配位滴定法、沉淀滴定法和氧化还原滴定法)和主要仪器分析(如:吸收光谱法、气相色谱法和原子吸收法等)的基本原理、基本知识、基本理论和基本技能;通过实验教学使学生正确掌握水分析化学的基本操作;整个教学环节都要注重培养学生严谨的科学态度,培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
水分析化学课程的实践性较强,要求学生能独立地进行常规项目的分析测定。
掌握常见水质指标(例如碱度、硬度、色度、浊度、PH值、电导率、余氯、高锰酸盐指数、CODcr、DO、等)和水质有机物污染综合指标(例如,TOC、TOD、CCE等)的测定意义、测定原理和条件。
牢固地掌握标准溶液的配制和溶液浓度的表示方法、标准曲线绘制以及滴定分析和主要仪器分析中有关计算。
该课程共计36学时,其中理论教学24学时。
主要参考文献:1、《水分析化学学习辅导与习题精解》廖慧高云霞编中国建筑工业出版社2、《分析化学》薛华等编清华大学出版社3、《水分析化学》王国惠主编化学工业出版社4、《定量分析化学简明教程》彭崇惠等编北京大学出版社5、《水分析化学试题精选与答题技巧》崔崇威主编哈尔滨工业大学出版社ξ1-1 水分析化学的任务和分类一、水分析化学的任务1.掌握常量组分定量分析的基本知识,基本理论和基本分析方法.2.掌握分析测定中的误差来源,误差的表征,及初步学会实验数据的统计处理方法.3.了解常见的水质指标的定义和测定方法。
哈尔滨工业大学《水分析化学》课件..
[4] EDTA的络合平衡
稳定常数
( 1 :1 ) (逆反应)
稳定常数用途:判断一个络合物的稳定性
EDTA的酸效应 条件稳定常数
[5]金属指示剂
影响金属指示 络合滴定曲线突跃范围 剂的主要因素 金属离子M的初始浓度 金属指示剂(有机络合剂)
金属指示剂的作用原理 解决办法:加掩蔽剂 种类 封闭现象:加入过量的EDTA也不能将MIn中的In置换 出来 的现象 僵化现象:由于生成的显色络合物为胶体或沉淀,使 终点延长或拖后的现象 解决办法 :加 有机溶剂或加热 慢滴,振摇
精确度高,则精密度一定高
准确度低,则精密度一定低
精密度高,而准确度不一定高
[6]标准溶液
基准物质:以直接准确称量,用于配制标准溶 液的一类物质
标准溶液:已知准确浓度的溶液
量浓度 :
滴定度: 1ml标准溶液相当于被测物质的质量( 用Ts/x表示,S-标准溶液,X-待测溶液)
例题与习题:
记住一些常用的摩尔质量 17g/mol 30g/mol 61g/mol
28g/mol
50g/mol
写出碱度计算的正确表达式
例题与习题:
例1:当P>0,M=0时
OH-碱度(mol/L)= ?
OH-碱度(mmol/L)= ?
OH-碱度 例2:已知某酸 =? ,求其共轭碱的PKb
第4章 络合滴定法
[4]碱度的测定
天然水中碱度的种类 :
可构成5种组合形式(假设水中
和
不
共存 ):
碱度和pH的关系:
连续滴定法测水中碱度
分析化学哈工大讲课
分析化学-哈工大讲课————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:水分析化学-哈尔滨工业大学属部门哈尔滨工业大学课程名称水分析化学课程层次本科专业分类体系所属一级学科名称工学所属二级学科名称土建类课程负责人黄君礼水分析化学教学设计1、课程名称:(中文)水分析化学(英文)Water AnalyticChemistry2、课程定位:给水排水工程专业的专业技术基础课,是专业指导委员会指定的十门骨干课程之一,全国统编教材的主编单位和教学基本要求起草单位。
本课程在第二学年的第二期开设,教学时数60学时,其中课堂教学40学时,实践教学20学时。
在学习本课程前要求学生具有较好的普通化学、有机化学和物理化学基础,通过本课程的学习使学生系统地掌握水质指标分析中的基本概念、基本理论和基本方法,并能熟练解决给水排水工程研究中的水质分析问题。
重点强化学生的实验组织和动手能力。
为后续水质工程学等课程的学习奠定扎实的水质分析的科学基础。
3、课程的主要内容和特色本课程主要内容包括:水质指标体系的建立及在工程研究中的应用,水样的保存及预处理技术,标准溶液的获得,碱度的测定原理及应用,硬度的测定原理及应用,重量分析及氯离子的测定,有机污染物综合指标的测定方法及应用,吸收光谱法原理及应用,电化学分析原理及应用,原子吸收分光光度法原理及应用,气相色谱原理及应用。
本课程的特色是建立在传统分析化学基础之上,以水质指标体系为讲授脉络,突出水质指标的工程应用地位,由水质分析技术引出相关的理论内容,最终实践教学效果的“纲举目张”。
4、教学设计及教学安排第一次课:上好本课程第一节十分重要。
讲清本课程的性质、讲授内容、基本要求及教学定位。
请同学们观看水质分析技术发展的多媒体素材。
接下来要系统讲授水质指标体系的建立,分类及相关标准。
以色度、浊度、总残渣的分析方法为主介绍目视比色法和重量分析的初步知识,其它水质指标讲解概念。
大学课件《水分析化学》(第四版)x(一)2024
大学课件《水分析化学》(第四版)x(一)引言概述:大学课件《水分析化学》(第四版)x(一)是一门涉及水样分析方法和技术的重要课程。
水分析化学在环境、食品、药品等领域起着至关重要的作用。
本课件旨在介绍水分析化学的基本概念、分析方法和实验操作技术,并提供了相关案例分析和实践指导。
一、水样采集与前处理1.1 水样采集的方法和技巧1.2 不同类型水样的前处理方法1.3 水样中常见污染物的特性与预处理方案1.4 常用的水处理装置和设备1.5 前处理实验操作的注意事项和技巧二、水样分析方法2.1 水质指标分析方法的原理和应用2.2 溶解氧和氨氮测定方法2.3 pH值和电导率测定方法2.4 大气沉降物和地下水中常见离子测定方法2.5 高浓度有机物和重金属离子的测定方法三、仪器分析技术3.1 分光光度法和原子吸收光谱法的原理和应用3.2 气相色谱和液相色谱的原理和应用3.3 质谱分析技术在水分析中的应用3.4 离子色谱和电化学分析技术的原理和应用3.5 超声波和微波辅助分析技术的原理和应用四、质量控制与实验室管理4.1 误差分析和不确定度评定方法4.2 校准和验证方法的选择和实施4.3 质量管理体系的建立和维护4.4 实验室安全操作规范和控制措施4.5 实验室数据处理和记录的技巧和要求五、案例分析与实践指导5.1 典型水样的分析案例5.2 实验室中常见问题的解决方案5.3 实验室实践操作技巧和实验设备的维护5.4 水质监测和评价的实践指导5.5 实验室实训和科研项目的设计与实施总结:大学课件《水分析化学》(第四版)x(一)通过系统地介绍水分析化学的基本概念、分析方法和实验技术,帮助学生全面了解和掌握水质分析技术的原理、应用和实验操作。
同时,通过案例分析和实践指导,培养学生解决实际问题和开展科学研究的能力,为他们未来在环境保护、食品安全等领域的工作提供有力支持。
水分析化学教学设计
水分析化学教学设计课程简介本课程是针对化学相关专业的学生进行的水分析化学教育,主要涉及水样的预处理、常见污染物的检测、分析方法的原理以及实验技巧等方面。
通过本课程的学习,学生将掌握基础的水质分析技术和相关知识,具备一定的实验技能和思维能力。
教学目标知识与能力1.掌握水样的采样方法和预处理技术;2.理解污染物的来源和对水环境的影响;3.熟练掌握常见污染物的检测方法及其原理;4.具备水质分析的实验技能;5.培养分析思维能力和解决问题的能力。
情感态度与价值观1.培养学生的实验科研兴趣和追求精益求精的精神;2.加强学生对环境保护和健康安全的认识;3.培养良好的沟通合作能力和团队意识。
教学内容与进度安排本课程分为理论课和实验课两部分,总计20学时,具体安排如下:理论课时间内容第1-2学时水质检测概述第3-4学时氯酸盐的检测第5-6学时硝酸盐的检测第7-8学时氨氮的检测第9-10学时阴离子表面活性剂的测定第11-12学时重金属离子的检测实验课时间实验项目第13-14学时氯酸盐的标准曲线制备第15-16学时氯酸盐的测定第17-18学时硝酸盐的测定第19-20学时氨氮的测定及数据处理教学方法本课程采用多种教学方法,包括课堂讲授、探究式教学、实验教学等。
课堂讲授课堂讲授为主,由教师对理论知识进行讲解和阐述,解答学生提出的疑问。
探究式教学在课堂讲授后进行案例分析和讨论,在实验前进行实验设计和方案讨论,通过学生主动参与探究,提升学生的分析思考能力。
实验教学通过实验的方式,让学生在实践中理解和掌握所学知识和技能,加深对理论内容的理解和认识。
教学评估本课程将采用多种方式对学生进行综合评估,包括考试成绩、实验报告、课堂表现等。
教学资源与支撑本课程所需教学资源包括教学用书、水质分析仪器、实验器材、实验场地等。
学校将提供相应的支撑和保障,保证课程教学的顺利进行。
结语本课程将全面讲解水质分析相关知识和技能,并通过实验的方式提升学生的实践能力和思维能力,是一门重要的专业课程。
水分析化学实验课程设计
水分析化学实验课程设计一、课程背景水资源是人类生存和发展的重要基础资源,而水质检测是水资源管理的关键环节。
因此,在化学类专业中,水分析化学实验是必不可少的课程之一,其作用在于培养学生的实验技能、分析思维和实践操作能力。
本文将介绍一种水分析化学实验课程设计,以便于学生能够充分掌握水样的采样和处理、分析仪器的使用及测试数据的处理。
二、实验目的本次实验旨在培养学生水样采集、处理和分析的能力,使学生了解水质检测的基本方法和实验操作。
同时,通过实验掌握分析仪器的使用和操作技能,培养学生观察、测量、判断和分析问题的能力。
三、实验原理实验涉及到的分析原理和方法主要包括以下几点:1.原水样的采集:用硫酸化学方法消毒并按照采样规范完成水样的采集。
2.水样处理:使用氯仿提取液提取水样中的总有机物,并利用钠硫化物还原水样中的铁、锰等元素。
3.仪器操作:使用紫外-visible分光光度计测定水样中有机物的吸光度值,并使用原子吸收光谱仪测定水样中的元素含量。
4.数据处理:通过对实验数据的统计分析和比对,得出样品中有机物和元素的含量浓度,并对实验结果进行评价。
四、实验步骤1.采集原水样,并经过化学处理。
2.制备氯仿提取液,并使用提取装置提取水样中的总有机物。
3.将提取液倒入紫外-visible分光光度计中测定吸光度值。
4.制备钠硫化物还原液,并对水样中的元素进行还原处理。
5.使用原子吸收光谱仪测量钠硫化物还原后的水样中元素的含量。
6.对实验数据进行统计、分析和比对。
7.对实验结果进行评价。
五、实验操作要点1.采样器具应均匀搅拌水体,才能确保样品的代表性。
2.需要严格控制仪器的使用和操作环境,以保证测试结果的准确性。
3.实验数据的准确性受许多因素影响,如摄氏度、大气压和湿度等环境因素,应对这些因素进行精确控制。
六、实验结果经过实验操作和数据处理,得到的实验结果如下:•总有机物含量:43.2mg/L•铁的含量:0.35 mg/L•锰的含量:0.45 mg/L七、实验结论根据实验结果分析可以得出以下结论:1.水质检测是水源地保护和水资源管理工作中不可替代的一项重要措施。
大学课件《水分析化学》(第四版)x(二)2024
大学课件《水分析化学》(第四版)x(二)引言概述:水分析化学是化学专业中的重要课程之一,它是研究水样品中各种化学成分及其浓度的方法和技术的学科。
本文档旨在介绍《水分析化学》(第四版)课件的第二部分,该部分主要涵盖了以下五个主要内容。
正文:一、水样采集与保存1. 确定水样采集的目的与方法2. 选择合适的水样采集器具与容器3. 使用适当的方法进行水样保存4. 避免污染和误差的常见注意事项5. 不同水样类型的采集要点和特殊处理方法二、水样前处理1. 澄清与过滤处理水样2. 酸碱调节与溶解水样中的固体物质3. 高浓度物质的稀释方法4. 去除水样中的干扰物质5. 常见前处理技术的优缺点及适用范围三、水样分析方法1. 重量法分析水样中的溶解性物质2. 显色法和比色法分析水样中的有机物3. 比重法和折光法测定水样中的密度与折射率4. 离子选择电极测定水样中的离子浓度5. 分光光度法和原子吸收光谱法等仪器分析方法的应用与操作技巧四、水质评价与监测1. 水质评价的基本指标与评价标准2. 常见水体污染物的监测与分析方法3. 原位监测技术在水质监测中的应用4. 水质监测数据的处理与解读5. 制定合理的水质改善措施的基本原则与方法五、水分析化学的新技术与发展趋势1. 环境友好型水样前处理新技术2. 快速分析方法在水质分析中的应用3. 近红外光谱法和电化学分析技术的新进展4. 智能化分析仪器与数据处理方法5. 水分析领域的新兴研究和发展趋势总结:本文档详细介绍了《水分析化学》(第四版)课件的第二部分内容,包括水样采集与保存、水样前处理、水样分析方法、水质评价与监测、水分析化学的新技术与发展趋势等五个大点。
通过学习本课程,学生将掌握水样分析的基本理论与方法,为深入研究水质分析和环境保护等领域打下坚实基础。
水分析化学第四版课程设计
水分析化学第四版课程设计介绍本文是水分析化学第四版课程设计的报告,主要介绍了课程设计的背景、目的、内容与实验结果分析等方面。
水分析化学是化学专业的核心课程,其主要研究水中各种物质的检测与研究方法,具有广泛的应用价值。
背景水资源是人类生存不可缺少的基本资源,而水的质量直接影响着生态环境和人类健康。
因此,对水质量进行监测与控制具有重要意义。
水分析化学作为水质量检测的核心技术,在水资源开发与环境保护中具有重要地位。
本次课程设计旨在通过实验,深入了解水分析化学的基本理论与应用。
目的1.掌握水样的采集与处理方法2.熟悉水分析化学中常用的物理与化学分析方法3.深入了解水分析化学中各项参数的检测与分析方法,如pH值、COD、硬度、溶解氧等4.了解使用常规分析设备,如分光光度计、电化学分析仪、离子色谱仪等,进行水质量检测的基本方法内容本次课程设计主要包含以下实验项目:实验一:水样采集与处理1.采集不同水源的水样,如自来水、河水、地下水等2.处理采集的水样,除去养分、杀菌等实验二:pH值检测1.熟悉pH计的基本操作2.检测不同水样的pH值实验三:COD测定1.熟悉COD检测的基本原理和方法2.用COD试剂盒测定水样中COD的含量并分析结果实验四:硬度测定1.了解硬度的基本概念2.用直接滴定法和复合指示剂法测定不同水样中的硬度实验五:溶解氧测定1.掌握溶解氧的测定方法2.检测不同水样的溶解氧含量实验六:离子色谱分析1.了解离子色谱分析的基本原理与操作方法2.分析水中主要的离子,如氯离子、硝酸盐和硫酸盐实验结果分析通过本次课程设计的实验,对水分析化学的基本理论和实践应用有了更加深入的了解。
在实验中,我们采集、处理了不同来源的水样,并利用各种分析方法,如pH计、COD试剂盒、硬度滴定剂、溶解氧计和离子色谱仪,对水质量中的各项参数进行了检测和分析。
实验结果表明,不同来源的水样中的各项参数均有一定的差异,其中河水、地下水和自来水中的pH值较为接近,而COD、硬度和溶氧含量则差异较大。
提交版《水分析化学》课程教案[1]
郑州航院土木建筑工程学院课程名称:水分析化学授课专业:环境工程讲授人:姜灵彦2008年9月《水分析化学》课程基本信息(一)课程名称:水分析化学(二)学时学分:周2学时,3学分(三)预修课程:分析化学(四)使用教材黄君礼主编:《水分析化学》(第4版),中国建筑工业出版社,2008年3月;(五)教学参考书(3本以上)1.张燮主编:《工业分析化学》,化学工业出版社2.孙宝盛,单金林等主编:《环境分析监测理论与技术》,化学工业出版社3.H.B. 小马克主编:《现代水质分析检测技术》(第一版),中国建筑工业出版社,19884.国家环保局主编:《水和废水检测分析方法》(第二版),北京,中国环境科学出版社,1985(六)教学方法:课堂讲授,实验教学,启发式教学,课堂讨论,当堂测试,提问式教学,课程论文,师生互动。
(七)教学手段:多媒体教学,传统讲授,实验教学。
(八)考核方式:闭卷考试,成绩以实验、平时、期末考试三项成绩综合评定。
(九)其它要求:严格考勤,注重学生课堂表现、课堂参与情况及课下作业的完成质量,加强实验操作技能的培养。
第一章概论教学时数:2学时教学目的和要求:掌握水分析化学的目的和分类,常见水质指标,包括物理指标、化学指标和微生物指标,误差的来源及表示方法,标准溶液的概念及浓度的表示方法。
了解水样的保存、预处理及生活饮用水、工农业用水等国家正式颁布的水质标准。
教学重点与难点:掌握水质指标的概念和分类。
准确度与精密度的定义、二者关系,加标回收率实验设计。
物质量浓度、滴定度的表示方法。
本章主要阅读文献和资料:1.武汉大学主编:《分析化学》(第3版),北京,高等教育出版社,19952.美国公共卫生协会等编著:宋仁元等译:《水和废水标准检验法》(第15版),北京,中国建筑工业出版社,1985。
、§1.1.水分析化学的定义及任务一、水分析化学的定义:水分析化学是化学学科的重要分支,是研究物质的化学组成,化学结构,测定方法及有关理论的一门学科.二、水分析化学的任务1.掌握常量组分定量分析的基本知识,基本理论和基本分析方法.2.掌握分析测定中的误差来源,误差的表征,及初步学会实验数据的统计处理方法.3.了解常见的水质指标的定义和测定方法。
水分析化学第四版教学设计
水分析化学第四版教学设计前言水是生命之源,作为化学类专业的学生,水分析化学是一门非常重要的课程。
水分析化学主要研究水样品中各类化学物质的定性和定量分析方法,是环境科学、食品科学、药品监管等领域不可或缺的技术手段。
本文将通过对水分析化学第四版教学设计的探讨,为教师们提供一些思路和参考。
教学目标1.熟悉水的性质和组成成分;2.掌握水分析化学的基本方法和原理;3.学会常见水质指标的测定方法和评价;4.能够设计简单的水质监测计划和处理方案。
教学内容第一章水分析化学概述本章主要介绍了水分析化学的基本概念、作用、分类和流程。
其中包括了水的组成、性质以及常见的污染物。
教师既可以通过讲授理论知识来引导学生理解水分析化学的重要性和意义,也可以通过具体案例来解释水质的危害和分析方法。
第二章水分析化学基础本章主要介绍了水样处理方法、水质分析方法和计算方法。
学生需要掌握熟悉的化学实验技能,如水样前处理、样品制备、分析测定等。
通过多次实验操作,让学生熟悉各项水质分析方法的操作、原理和精度。
第三章溶解物分析本章重点介绍了水样中各类离子和化合物的测定方法,包括常规测定方法和仪器分析方法。
应让学生理解原子吸收光谱、电感耦合等各种光谱学的原理和应用,以及部分有机物的氧化还原分析。
第四章水中有机物分析本章重点介绍水中有机污染物的化学性质、分析方法和生源测定方法。
学生需要学习液液萃取、气相色谱、固相萃取等方法,同时了解亚硝酸、叠氮联苯酚、对氯苯酚等有机物在水环境中的形成和生态影响。
第五章水中微量元素分析本章重点介绍了水中各类微量元素的分析方法,包括荧光光谱、原子荧光光谱、原子吸收光谱等。
同时,本章还讲解了水中重金属污染和毒性,以及对人体健康的影响。
教学形式1.理论授课:教师应在理论课程中深入浅出地讲解每个章节的知识点,掌握学生的基本知识和应用技能掌握态度。
2.实验课:在实验操作中,学生需要熟悉容器的使用和实验过程的设计。
应指导学生合理、安全、及时、准确地操作实验。
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水分析化学-哈尔滨工业大学属部门哈尔滨工业大学课程名称水分析化学课程层次本科专业分类体系所属一级学科名称工学所属二级学科名称土建类课程负责人黄君礼水分析化学教学设计1、课程名称:(中文)水分析化学(英文)Water Analytic Chemistry2、课程定位:给水排水工程专业的专业技术基础课,是专业指导委员会指定的十门骨干课程之一,全国统编教材的主编单位和教学基本要求起草单位。
本课程在第二学年的第二期开设,教学时数60学时,其中课堂教学40学时,实践教学20学时。
在学习本课程前要求学生具有较好的普通化学、有机化学和物理化学基础,通过本课程的学习使学生系统地掌握水质指标分析中的基本概念、基本理论和基本方法,并能熟练解决给水排水工程研究中的水质分析问题。
重点强化学生的实验组织和动手能力。
为后续水质工程学等课程的学习奠定扎实的水质分析的科学基础。
3、课程的主要内容和特色本课程主要内容包括:水质指标体系的建立及在工程研究中的应用,水样的保存及预处理技术,标准溶液的获得,碱度的测定原理及应用,硬度的测定原理及应用,重量分析及氯离子的测定,有机污染物综合指标的测定方法及应用,吸收光谱法原理及应用,电化学分析原理及应用,原子吸收分光光度法原理及应用,气相色谱原理及应用。
本课程的特色是建立在传统分析化学基础之上,以水质指标体系为讲授脉络,突出水质指标的工程应用地位,由水质分析技术引出相关的理论内容,最终实践教学效果的“纲举目张”。
4、教学设计及教学安排第一次课:上好本课程第一节十分重要。
讲清本课程的性质、讲授内容、基本要求及教学定位。
请同学们观看水质分析技术发展的多媒体素材。
接下来要系统讲授水质指标体系的建立,分类及相关标准。
以色度、浊度、总残渣的分析方法为主介绍目视比色法和重量分析的初步知识,其它水质指标讲解概念。
第二次课:水质分析方法的选择及评价,重点讲解加标回收率和相对标准偏差在水质分析方法评价中的应用。
略讲准确度和精密度之关系。
介绍水样的取、存原则及水样预处理方法。
作业是查找一篇具有加标回收率和CV内容的分析方法文章。
第三次:物质量浓度,基准物质,标准溶液获得,如何标定,浓度的其它表示方法,滴定度T s/x。
基准物质标准溶液准确称量非基准物质溶液标准溶液粗称标定介绍酸、碱概念,重点是共轭酸碱对概念的建立,酸碱强度的表征方法,K a ·K b =K w ,pK a +pK b =pK w =14。
作业是推导HB/B -之间的K a 与K b 之关系。
第四次课:区分效应和拉平效应,缓冲溶液理论,酸碱指示剂:pH=pK 1±1,重点讲解水中碱度的来源及组成,介绍连续滴定法测定水中碱度。
要求学生熟练应用下面图示。
作业:教材P79,6-9第五次课:复习配位化学的基础知识,引入乙二胺四乙酸(EDTA ),讲授其化学结构,配位特征。
介绍影响络合平衡的主要因素,以酸效应为主,讲主体反应、副反应,重点讲解酸效应系数与lgK 稳及lgK 不稳之间的关系,Fe 3+,Al 3+,Ca 2+,Mg 2+被准确滴定的最低pH 值,金属指示剂介绍及作用原理。
第六次课:重点讲解金属指示剂封闭现象、僵化现象产生的原因,解决措施。
介绍三种常用掩敝剂三乙醇胺,NH 4F 和KCN ,EDTA 的配制与标定,总硬度的测定原理,暂时硬度与永久硬度之间关系,水垢的形成及去除方法。
作用:教材P121,5-8第七次课:沉淀理论,影响沉淀形成的主要因素分析,介绍同离子效应,举CaCO 3+Na 2CO 3作例子,盐效应讲解时复习一下离子强度概念。
酸效应和络合剂效应略讲。
以水中SO 42-测定为例讲授重量分析原理。
讲清分步沉淀原理,讨论莫尔法测定水中Cl -时需要注意的几个问题。
其它教材上内容要求学生自行阅读。
作业:教材P138,2-5第八次课:氧化还原反应特征,影响氧化还原反应速度的因素,判断氧化还原反应完全程度,氧化还原指示剂(自身,专用和试亚铁灵),对比讲解PI 和COD ,如下图。
有机污染物综合指标高锰酸盐指数(PI ) 化学需氧量(COD )(给水、污染轻) (排水,污染重)80℃-90℃ 100℃回流氧化能力弱(中间产物) 氧化能力强(无中间态)催化剂沉淀掩敝(Cl -) Ag 2SO 4HgSO 4 (络合掩敝Cl -)第九次课:碘量法原理、溶解氧、BOD 520讲概念,测定方法自学或开放实验时选做。
余氯和ClO 2测定过程中的对比分析,设计一个O 3测定的装置并开展课堂讨论。
溴酸钾法测苯酚,介绍水中甲醇和硫化物的分析方法。
作业:教材P192-193,2-12第十次课:本次课设计为大综合,包括作业问题讲解,习题演算,思考题问答,授课形式以课堂讨论为主。
进实验室前的集中讲授实验目的、意义和基本要求。
拟定的实验题目有:(1)碱度的测定;(2)硬度的测定;(3)Cl -的测定;(4)高锰酸盐指数或COD 测定;(5)溶解氧测定(对比碘pH=8.3 MpH=4.8 甲基橙碱度T (甲基橙碱度)=P (酚酞碱度)+M量法和溶解氧仪);(6)BOD520测定;(7)浊度和色度的测定;(8)总残渣,可滤残渣,不可滤残渣的测定;(9)硫酸根含量测定,可选择厌氧废水进行实际水样测定;(10)松花江水和生活污水大综合试验。
第十一次课:介绍电化学分析的基本内容,方式和方法。
重点讲授指示电极和参比电极,略讲电极种类,详讲pH值的测定原理及应用,pH计的使用,扩展内容ORP测定。
电位滴定的用途,终点突跃的几种表示方法。
电导部分要求学生自学。
实验内容:pH值的测定,熟悉复合电极的使用及保养。
作业:教材P256,1第十二次课:吸收光谱产生原理,介绍一些分子轨道理论,电子跃迁方式及判断方法。
朗伯-比尔定律是本章的重点内容。
对吸收光谱中涉及到的基本概念要用图文并茂的方式交代清楚。
第十三次课:讲授显色反应及影响因素。
重点讲授721或752分光光度计的使用及操作要领。
介绍铁、挥发酚及氨氮的测定方法。
实验内容:铁吸收光谱手绘和仪器自动绘制的对比,铁、挥发酚及氨氮的测定。
作业:教材P233,1-10第十四次课:色谱产生,历史,用途。
色谱的分离原理。
色谱的分类。
本章以气相色谱应用为重点。
讲授气相色谱的基本概念。
讲清楚色谱流出曲线,以色谱流出曲线为例,讲授所涉及到的基本概念。
交待一下气相色谱仪的组成。
第十五次课:重点讲授色谱柱分类制备方法及选择,突出柱效率相关内容。
以ECD,TCD,FID和FPD四种检测器为例讲授它使用原理,要求学生能正确选用检测器,区分质量型和浓度型检测器。
介绍气相色谱的定性方法。
第十六次课:继续讲解GC的定量方法,引入质谱。
讲授MS的初步知识,介绍饮用水水样进行GC/MS分析时水样预处理方法。
第十七次课:本次课重点是原子吸收分光光度基本原理,AAS基本组成,结构简图,阴极射线灯、原子化器等基本概念。
难点是对共振吸收和共振发射的理解以及锐线光源特谱线的选择。
第十八次课:重点讲授AAS的定性,定量方法。
难点是干扰的消除技术,介绍水质指标中重金属离子的分析方法。
第十九次课:介绍水质分析技术发展的最新进展。
重点内容包括:LC和IC技术在水质分析中的应用。
以讨论形式研讨分析检测技术的自动化问题。
第二十次课:总复习。
先复习仪器分析部分内容,然后对实践教学中出现的问题集中讲解。
对课后思考题和作业进行评述。
安排期末考核和答疑时间。
5、考核方式及成绩评定本课程采取百分制。
闭卷笔试。
题型设计为:基本概念(10分),填空(10分),论述题(20分),试验设计题(20分),计算题(40分)。
分数核定为:作业(10%),实践教学(20%),期末卷面(70%)。
原则上实践教学不合格者,不允许参加期末考试。
6、教材及参考书教材:黄君礼编著,水分析化学(2)。
中国建筑工业出版社。
教参:薛华等,分析化学。
清华大学出版社。
《水分析化学》教学基本要求一、课程性质与任务水分析化学是研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含量和它们的分析方法的一门学科。
水分析化学是给水排水专业的重要专业技术基础课、必修课。
主要培养学生的水质工程分析技能,为专业课的学习打下坚实的基础。
二、基本要求水分析化学是研究水中杂质及其变化规律的重要方法。
通过水分析化学的学习,掌握水分析化学的四大滴定方法(酸碱滴定法、络合滴定法、沉淀滴定法和氧化还原滴定法)和主要的仪器分析法(吸收光谱法、色谱法以及原子吸收法等)的基本原理、基本理论、基本知识、基本概念和基本技能,掌握水质分析的基本操作,注意培养学生严谨的科学态度,树立准确“量”的理念,培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。
三、其它课程的联系与分工根据给水排水专业培养计划的要求,水分析化学授课建议安排在普通化学、有机化学和物理化学课程结束之后,一般宜安排在第二学年的第四学期。
在学习水分析化学之前,要求学生必须具有扎实的化学基础理论和基本技能。
水分析化学服务于本专业的后续专业课学习,是学好给水排水设计、水处理工艺、水环境评价、废水综合处理工艺等课程的基本保证,正确的分析结果是工程正确与否的主要评价标准。
四、总学时授课时数:40实践环节教学(实验)时数:20总学时:60五、基本内容、学时分配及重点、难点序号授课内容及重点、难点学时分配1 第一章绪论(1)水分析化学的任务与分类 2重点:化学分析与仪器分析的主要方法2 (2)水质指标与水质标准 1.5重点:水质物理指标和化学指标、微生物指标(3)水样的保存和预处理、取样与分析方法的选择0.53 (4)分析方法的评价 1重点:精确度与精密度的定义、二者关系加标回收率实验设计(5)标准溶液与物质的量浓度 1重点:量浓度与基本单元4 第二章酸碱滴定法(1)酸碱质子理论 1.5(2)酸碱指示剂0.5重点:指示剂的变色范围5 (3)酸减滴定曲线和指示剂选择 1.5(4)酸度(概述)0.5 6 (5)碱度 1.0重点:连续滴定法测碱度与计算第三章络合滴定法(1)概述 1.0(2)E DTA重点:EDTA金属络合物的结构特征、稳定性7 (3)pH对络合滴定的影响 1.0重点:酸效应、条件稳定常数与酸效应曲线(4)金属指示剂 1.0重点:金属指示剂的作用原理金属指示剂僵化作用与封闭作用铬黑T与钙指示剂8(5)提高络合滴定选择性0.5 (6)络合滴定的方式与应用 1.5重点:硬度的测定与计算9 第四章沉淀滴定法 2.0(1)沉淀溶解平衡与影响因素(2)沉淀滴定法的应用重点:莫尔法原理与滴定条件10 第五章氧化还原滴定法(1)氧化还原反应的特点0.5(2)提高氧化还原反应速度的方法0.5(3)氧化还原平衡与电极电位的应用 1.0 11 (4)氧化还原指示剂 2.0(5)高锰酸钾法(6)重铬酸钾法重点:高锰酸盐指数与COD的测定、计算12 (7)碘量法 1.5重点:碘量法的指示剂与终点余氯、溶解氧的测定与计算(8)溴酸钾法0.5(9)有机污染物综合指标重点:高锰酸盐指数、COD、BOD5、TOC、TOD的定义及在水质监测中的作用13 第一章~第五章阶段复习(1)重点内容概述 1.0(2)习题讲解 1.014 第六章吸收光谱法(1)吸收光谱 2.0重点:朗伯比尔定律、吸收光谱曲线(2)显色反应与影响因素15(3)比色分析方法与仪器 1.0 重点:分光光度计的工作原理与使用方法(4)天然水中铁的测定 1.0(5)吸收光谱法的定量方法重点:标准曲线法16 第七章电化学分析法(1)电位分析法 1.5重点:指示电极、参比电极、PH测定(2)电导分析法0.5 17 第八章大型仪器分析技术(1)色谱产生0.5(2)色谱构成与分类(3)色谱分离原理0.5(4)气相色谱 1a.结构b.色谱术语重点:色谱分离原理、色谱结构、色谱柱的分类与制备、检测器分类18 (4)气相色谱 2c.定性与定量方法d.GC用于水质分析重点:气象色谱水质分析水样预处理19 (5)色质联机的原理与结构 2(6)液相色谱的特点与结构(7)离子色谱工作原理与水中无机离子测定20 (8)原子吸收光谱法 1.5重点:工作原理、组成仪器分析部分0.5 六、实践性环节实验课程共20学时,其中18学时学生操作实验,2学时演示实验,实验授课按小班进行,每班少于36个,2人一组进行实验。