水化学实验指导

武汉轻工大学实验指导(2012-2013学年第二学期)课程名称：水化学实验英文名称：Hydrochemistry课程编号：07130115课程类别：专业基础课实验项目总数：3 实验学时：12授课班级：水产养殖1201、1202和1203班使用教材：自编教材参考书：《水化学实验指导书》陈佳荣主编《养殖水环境化学实验》雷衍之主编任课教师：董桂芳职称：副教授所在单位：动科学院院系（部处）水产养殖教研室实验一水体溶解氧测定（碘量法）一、实验原理在碱性条件下，Mn2+与水中溶解氧反应生成亚锰酸(H2MnO3)，再在酸性条件下，使亚锰酸与碘化钾反应，析出单质碘，然后用硫代硫酸钠(Na2S2O3)标准溶液滴定析出的碘。

根据硫代硫酸钠标准溶液消耗的体积和浓度，计算水中溶解氧的含量(DO)。

1、固定用氢氧化钠与硫酸锰(或氯化锰)反应，生成Mn(OH)2白色沉淀。

Mn(OH)2迅速与水样中的溶解氧反应，生成H2MnO3棕色沉淀。

Mn2+ + 2OH- = Mn(OH)2↓(白色)2Mn(OH)2 + O2 = 2H2MnO3 ↓(棕色)水中的溶解氧被转化到沉淀中的过程称为溶解氧的固定2、酸化将固定后的水样加入硫酸酸化，当溶液中有碘化钾存在时，H2MnO3迅速将I-氧化为I2。

H2MnO3 + 4H+ + 2I- = Mn2+ + 3H2O + I23、滴定用硫代硫酸钠标准溶液滴定I2。

2S2O32 - + I2 = 2I- + S4O62 -测定过程的计量关系为：滴定每消耗1mol的Na2S2O3，相当于水中含有1/4mol的O2，也就是8.0 gO2。

二、实验仪器1、溶解氧测定瓶250 ml 1个。

2、碱式滴定管30 ml 1支。

3、刻度移液管5 ml、2 ml、1 ml各1支。

4、容量瓶1000 ml 2个，100 ml 3个。

5、锥形瓶250 ml 1个。

6、碘量瓶250 ml 1个。

7、棕色试剂瓶1000 ml 1个。

8、烧杯100ml 6个。

9、移液管25 ml 1支。

三、实验试剂及配制1、硫酸锰溶液: 称取520gMnSO4·5H2O或480 gMnSO4·4H2O(364.75gMnSO4·H2O)溶于蒸馏水中并稀释至1000 ml。

也可用400 g MnCl · 4H2O配制。

2、碱性碘化钾溶液: 称取500 g NaOH和150 g KI，分别溶于蒸馏水中，然后将两溶液混合，并稀释至1000 ml。

3、浓硫酸 密度为1.84的硫酸。

4、淀粉溶液(0.5%): 称取0.5g 可溶性淀粉用少量蒸馏水调成糊状，再加入刚煮沸的蒸馏水至100ml ，冷却后加入0.1g 水杨酸或0.5g 的氯化锌，以阻止 细菌分解。

6、重铬酸钾标准溶液(1/6 K 2Cr 2O 7浓度为0.0100 mol/ L): 将分析纯K 2Cr 2O 7在130℃烘干3h ，置于干燥器中冷却后，称取0.4903g ，溶于少量蒸馏水， 移至1000 ml 容量瓶并稀释至刻度，摇匀7、硫代硫酸钠标准溶液(Na 2S 2O 3浓度为0.01 mol/L): 称取2.5g Na 2S 2O 3 · 5H 2O ，用经煮沸冷却后的蒸馏水溶解，移入到1000ml 容量瓶中并稀释至刻度。

加入0.2gNaOH 使溶液呈碱性，以减缓Na 2S 2O 3的分解。

贮存于棕色试 剂瓶中。

Na 2S 2O 3溶液的标定：吸取25.00ml K 2Cr 2O 7标准溶液与碘量瓶中，加入0.5g 碘化钾并摇动使其溶解。

加入1ml 浓硫酸溶液，摇匀。

加25ml 蒸馏水，立即用硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加淀粉溶液1ml ，继续滴定至蓝色刚好消失并在30s 内不再出现蓝色为止。

按下式计算Na 2S 2O 3标准溶液的准确浓度：C(mol/L) = 式中 C — Na 2S 2O 3标准溶液的准确浓度 (mol/ L)；V — Na 2S 2O 3标准溶液消耗的体积 (ml)； 0.0100 — K 2Cr 2O 7标准溶液的浓度 (mol/L)； 25.00 — K 2Cr 2O 7标准溶液的体积 (ml)。

四、实验步骤1、取样：取125ml 溶解氧测定瓶，用虹吸法注入待测水样，并使其外溢约2～3瓶的体积。

立即盖上瓶塞。

注入时导管要插入瓶底，取出导管时要一边注水一边往上提，应注意确保瓶内无气泡。

取样时应测定水温。

2、固定: 小心打开瓶塞，加入1.0ml 硫酸锰和1.0ml 碱性碘化钾，立即盖上瓶塞，上下剧烈翻转1min ，使之充分混合。

加试剂时，要将移液管的尖端插入水面以下约1cm ，任试剂自行流出。

此时瓶中有棕色沉淀生成，水中溶氧越多，颜色越深。

3、酸化: 沉淀降至中部后，打开瓶塞，加入1ml 浓硫酸溶液，盖紧瓶塞，上 下翻转混合，使沉淀完全溶解，溶液中有I 2析出。

水中溶解氧越多，析出的碘越多，颜色越深。

溶液呈棕色表示溶解氧多，呈淡黄色甚至无色是缺氧的象征。

4、滴定: 取25ml 或50ml 将酸化后的水样移入250ml 的锥形瓶中，用Na 2S 2O 3V00.250100.0标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入几滴 0.5%淀粉溶液，摇匀，继续滴定至淡黄色，用此溶液洗涤溶解氧测定瓶，洗涤液再倒回锥形瓶，滴定至蓝色消失。

记录Na 2S 2O 3标准溶液消耗的体积（V ）。

五、 结果计算水中溶解氧可由下式计算：DO(mg/L)= ⨯ 1000式中 C —— Na 2S 2O 3标准溶液的浓度 (mol /L)；V ——Na 2S 2O 3标准溶液消耗的体积 (ml)； V 水样——溶解氧测定瓶中水样的体积 (ml)；水样V V C 0.8⨯⨯实验二水体氨氮测定（奈氏试剂法）一、方法原理氨氮是指以游离态的氨和铵盐形式存在的氮。

采用碘化汞钾的碱性溶液（即奈氏试剂）与氨氮反应生成棕色的络合物，在420nm波长处，其吸光度与氨氮含量在低于150 μmol(N)/L浓度范围内成正比（当氨氮含量太高时，络合物逐渐聚集并产生絮状沉淀）。

水样中的Ca2+、Mg2+和铁离子与试剂中的强碱产生沉淀对显色反应的影响，可预加酒石酸钾钠予以避免。

本法的最低检出浓度为2.0 μmol(N)/L。

二、仪器及设备1．721分光光度计及配套比色皿(1cm)2．具塞50ml比色管3．容量瓶、移液管等常规实验室设备三、试剂及其配制1．无氨纯水：1L纯水中加入1ml碱性储备液（15%的NaOH溶液与25%Na2CO3溶液的混合液），然后加热蒸发至原体积的一半。

2．酒石酸钾钠溶液(30%)：300g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4H2O）溶于纯水中，加热煮沸以驱除氨，冷却后以纯水稀释至1000ml。

3. 奈氏试剂：称取7gKI和10gHgI2，溶于水中，另称取16gNaOH，溶于50ml纯水中，冷却至室温，边搅拌边加入上述NaOH，并稀释至100ml，储存于棕色瓶中，橡皮塞塞紧，与暗处，可保存一年。

4．氯化铵标准贮备液(1000μgN/mL)：准确称取3.820g在110℃下干燥1小时的NH4Cl溶于无氨蒸馏水中，转移至1000ml容量瓶中，用无氨蒸馏水稀释至刻度，加入2ml氯仿固定剂。

5. 氯化铵标准使用液(10μgN/mL)：移取氯化铵标准贮备液10ml于1000ml容量瓶中用无氨蒸馏水稀释至刻度。

四、测定步骤1．绘制工作曲线①取6个50ml具塞比色管，分别加入0 ml、1.00 ml、2.00 ml、3.00 ml、4.00 ml、5.00 ml氯化铵标准使用液，加无氨蒸馏水至标线，混匀。

②分别加入酒石酸钾钠溶液4 ml，混匀。

③分别加入2ml奈氏试剂，混匀后让其反应5分钟显色。

④用分光光度计在420nm波长处，于1cm比色皿中对照无氨蒸馏水测定上述溶液的吸光度E值（其中试剂空白吸光度为E0）。

⑤在坐标纸上，以吸光度E-E0为纵坐标，氨氮浓度为横坐标作图，得工作曲线。

工作曲线1（氯化铵标准使用液浓度为10μgN/mL）：序列号 1 2 3 4 5 6氯化铵标准使用液体积(ml) 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 氨氮浓度(mgN/L) 0.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1吸光度值E E0E-E02．水样的测定①取50ml水样于比色管中。

②参照标准曲线绘制过程中的步骤②③④，显色并测定该水样的吸光值E。

五、结果计算由水样的测定值E-E0查工作曲线，得该水样中氨氮的含量。

如果水样中氨氮低于10mg，则改用3cm比色杯实验三总磷的测定一、方法原理天然水中总磷除包括活性磷酸盐外，还包括以溶解形式和粒状形式存在的其他无机磷（如偏磷酸盐和焦磷酸盐等）和含磷有机物。

采用磷钼蓝法测定。

水样经消化后，上述各种形式存在的磷化合物，均转化为能与钼酸铵—硫酸溶液反应的可溶性磷酸盐形式。

水中活性磷酸盐与钼酸铵形成磷钼黄，再加SnCl2溶液，磷钼黄被还原为磷钼蓝，用分光光度计690nm比色即可得出P含量。

二、仪器及设备1．分光光度计及配套比色皿2．具塞50ml比色管3．电炉、凯氏烧瓶、漏斗、移液管等常规实验室设备二、试剂及其配制1．钼酸铵溶液(10%)：称取25g钼酸铵[(NH4)6M o7O24 · 4H2O]溶解后稀释至250ml，取其澄清液，贮存于聚乙烯瓶中2．硫酸溶液(1:1)：在不断搅拌下，将浓硫酸沿烧杯壁缓缓倒入同体积的蒸馏水中3．钼酸铵—硫酸混合试剂：上述钼酸铵溶液与硫酸溶液以1:3体积比混合。

钼酸铵溶液加入1：3硫酸溶液中4．SnCl2甘油溶液(2.5%)：称取2.5g SnCl2 · 2H2O溶于100ml甘油中，温热搅拌使其溶解。

贮存于棕色试剂瓶中。

5．磷酸二氢钾标准贮备液(0.500mg (P) /mL)：称取KH2PO4(AR，于115 ℃烘1h)2.197g，溶解后于1000mL容量瓶中定容，混匀后加入氯仿2mL，避光保存。

有效期半年。

6.磷酸二氢钾标准使用液(0.005mg (P) /mL)：移取标准贮备液10mL于1000mL容量瓶中定容。

7.浓硫酸(AR)。

8.浓氨水(AR)。

9.测定步骤1．绘制工作曲线①在6个清洁、干燥的50mL凯氏烧瓶中，分别移入标准使用液0、1.00、2.5、5、7.5、10mL，再分别加入蒸馏水至总体积为10mL。

②分别加入浓硫酸3mL和玻璃珠2-3粒，在电炉上缓缓加热至透明。

③冷却后慢慢加入浓氨水至消化液呈中性（约需11mL）。

pH试纸检测④将消化液分别转移至6支50mL比色管中，并用少量蒸馏水冲洗烧瓶2次，冲洗液分别倒入各比色管中，用蒸馏水稀释至刻度。

⑤在上述各比色管内分别加入钼酸铵—硫酸混合试剂2mL，混匀，3min后加入SnCl2甘油溶液5滴，混匀后显色10min。