5PH酸碱度
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图3.12 氟化物水蒸气蒸馏装置示意图
3萃取法
溶剂萃取法是基于物质在互不相溶的 两Βιβλιοθήκη Baidu溶剂中分配系数不同，进行组分的 分离和富集。
4 吸附法
吸附法是利用多孔性的固体吸附剂将水样中一
种或数种组分吸附于表面，再用适宜溶剂、加热或
吹气等方法将欲测组分解吸，达到分离和富集的目
的。
按照吸附机理分类
物理吸附 化学吸附
(三) 水样的过滤或离心分离
如欲测定水样中某组分的含量，采样后立即加入保 存剂，分析测定时充分摇匀后再取样。
如果测定可滤（溶解）态组分含量，所采水样应用 0.45μm微孔滤膜过滤，除去藻类和细菌，提高水样的 稳定性，有利于保存。
如果测定不可过滤的金属时，应保留过滤水样用的 滤膜备用。对于泥沙型水样，可用离心方法处理。对含 有机质多的水样，可用滤纸或砂芯漏斗过滤。用自然沉 降后取上清液测定可滤态组分是不恰当的。
八 水样预处理
• 环境水样所含组分复杂，并且多数污染组分含量低， 存在形态各异，所以在分析测定之前，往往需要进 行预处理，以得到欲测组分适合测定方法要求的形 态、浓度和消除共存组分干扰的试样体系。
预处理的目的
• 破坏有机物 • 溶解悬浮性固体 • 将各种价态的欲测元素氧化成单一高价态或转变成
易于分离的无机化合物。
• 因为水的离子积Kw随温度变化而变化，因 此中性水溶液的pH值也随温度而改变。如 0℃时，中性pH值为7.5，60℃时中性pH值 为6.5。
（二）pH值测定的环境意义
• pH值表示水的酸碱性的强弱，是 最常用和最重要的水质指标之一。一 般，为了适合饮用，饮用水的pH值需 控制在6.5∼8.5之间；地表水pH值也需 在6.5∼8.5范围内才适合各种生物的生 长；
• 1.M=0（P=T）； • 2.P>M（或P>0.5T）； • 3.P=M ； • 4.P<M（或P<0.5T）； • 5.P=0（或M=T）。
图2.32 水中碱度组成示意图
(2）电位滴定法
• 以玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比 电极，用酸 标准溶液滴定，用pH计或电位 滴定仪指示终点的到达。根据要测定的碱 度，以pH8.3或pH4.4～4.5分别作为滴定终 点。依据所消耗酸标准溶液的量计算碱度， 公式参见酸碱指示剂滴定法。
4 碱度的测定
• （1）酸碱指示剂滴定法
• 当水样用标准酸溶液（盐酸或硫酸）滴定 至酚酞指示剂由红色变为无色时（此时溶 液pH≈8.3），水中OH－被中和，CO32－被 转变为HCO3－；当滴定至甲基橙指示剂由 橙黄色变为橙红色时（此时溶液pH值约为 4.4～4.5），水中HCO3－被中和。根据上 述两个终点到达时所消耗酸标准液的量， 便可以计算出水中多种碱度及总碱度的含 量。
• 此外，洗涤剂、农药和化肥的使用也会造 成
3 碱度测定的环境意义
• 碱度可用于评价水体的缓冲能力及金属在 其中的溶解性和毒性。
• 在水处理中是重要的控制性参数，如在化 学混凝中要保证足够的碱度来中合混凝剂 水解所产生的H＋，使混凝作用在适宜的 pH值范围内发挥最佳效果；在生物硝化过 程中，也要有充足的碱度,以保证硝化反应 的顺利进行。
• （1）酸碱指示剂滴定法用甲基橙或酚酞为
指示剂，用NaOH或Na2CO3标准溶液滴定 至终点，根据所消耗碱标准液的用量计算
水样的酸度。
（
三 水的碱度（Alkalinity)
1 碱度的概念
•
水的碱度是指水接受质子的能力，亦
即水中所有能与强酸发生中和作用的物质
的总量。这些物质包括强碱、弱碱、强碱
• 2 玻璃电极法以玻璃电极为指示电极，饱 和甘汞电极为参比电极，插入待测水溶液 中组成原电池.
• 用pH计测定时，分两步进行。首先，用 已知pH值的标准溶液进行pH计的定位；然 后，为待测液pH值的测量，可从pH计显示 器上直接读出溶液的pH值。
• 通常选择与待测液pH值相近的标准缓冲 溶液对pH计进行定位。
数，即pH = -log aH+
• 如果忽略离子强度的影响，用氢离子浓度 表示活度时，则有
• pH = -log [H+]
• 当[H＋] = [OH-] 时，pH = 7, 水溶液为中性；
• 当[H＋] > [OH-] 时，pH < 7, 水溶液为酸性；
• 当[H＋] < [OH-] 时，pH > 7, 水溶液为碱性。
2 水中碱度的来源
• 水中碱度的来源多种多样。
• 地表水等天然水体中的碱度主要是由水中 的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧化物的贡献， 磷酸盐、硼酸盐、硅酸盐等也可是碱度的 贡献者，但它们的含量往往较少。
• 废水中碱度的来源有很大差异。其中造纸、
• 印染、化工、电镀等行业废水中含有强碱、 有机碱、金属水解性盐类等造成的碱度。
中所含酸或碱物质的含量。同样酸度的溶液，如 0.1 mol盐酸和0.1 mol乙酸，二者的酸度都是 100 mmol/L，但其pH却大不相同。
➢ 测定水的pH的方法 比色法 玻璃电极法
图2.33 pH测定示意图
•
• 该法适用于色度和浊度都很低的天然水、 饮用水的测定，不适于测定有色、浑浊或 含较高游离余氯、氧化剂、还原剂的水样。 若对测定结果要求不是很准确时，可用pH 试纸代替。
(2) 调节pH值 测定金属离子的水样常用HNO3酸 化至pH为1～2，既可防止重金属离子水解沉淀，又 可避免金属被器壁吸附；测定氰化物或挥发性酚的水 样加入NaOH调至pH为12时， 使之生成稳定的酚盐 等。
(3) 加入氧化剂或还原剂 测定汞的水样需加入 HNO3(至pH＜1)和K2Cr2O7(0.05%)，使汞保持高价 态；测定硫化物的水样，加入抗坏血酸，可以防止被 氧化；测定溶解氧的水样则需加入少量硫酸锰和碘化 钾固定溶解氧（还原）等。
2 气提和蒸馏法
a.气提法
该方法基于把惰性气体通入调制好的水样中，将 欲测组分吹出，直接送入仪器测定，或导入吸收液吸 收富集后再测定。
图3.10 测定硫化物的吹气分离装置示意图
b.蒸馏法 蒸馏法是利用水样中各污染组分具有不同的沸点 而使其彼此分离的方法，分为常压蒸馏、减压蒸馏、 水蒸汽蒸馏、分馏法等。
b. 利用生成混晶的共沉淀分离
当欲分离微量组分及沉淀剂组分生成沉淀时，如 具有相似的晶格，就可能生成混晶共同析出。
c. 用有机共沉淀剂进行共沉淀分离
有机共沉淀剂的选择性较无机沉淀剂高，得到的 沉淀也较纯净，并且通过灼烧可除去有机共沉淀剂， 留下欲测元素。
CHAPTER FIVE pH
一 pH (一) pH值的概念 • pH值是水溶液中氢离子活度（aH+）的负对
七、水样的运输与保存
(一) 水样的运输
(1)为避免水样在运输过程中震动、碰撞导 致损失或沾污，将其装箱，并用泡沫塑料或 纸条挤紧，在箱顶贴上标记。
(2)需冷藏的样品，应采取致冷保存措施； 冬季应采取保温措施，以免冻裂样品瓶。
(二) 水样的保存方法
1. 冷藏或冷冻法 冷藏或冷冻的作用是抑制微生物活动，减缓物理 挥发和化学反应速度。 2. 加入化学试剂保存法 （1）加入生物抑制剂 HgCl2可抑制生物的氧化还 原作用；用H3PO4调至pH为4时，加入适量CuSO4， 即可抑制苯酚菌的分解活动。
• pHx= pHs + (Ex-Es)/0.059
• 二 酸度
1 酸度的概念
根据酸碱质子理论，水的酸度是指水释 放出质子的能力。若予以量化，酸度是指 水中所有与强碱发生中和反应的物质的总 量。这些物质包括强酸、弱酸、强酸弱碱 盐等。
2 水中酸度的主要来源
•
• 机械、冶金、化工、电镀、印染等行业 经常排放含酸废水。地表水和废水中的二 氧化碳吸自大气或来源于水中有机物的分 解，二氧化碳与水作用形成碳酸。
弱酸盐等。
• 1.3.3ALKALINITY (碱度)
• The capacity of water to neutralize acids. This capacity is caused by the water’s content of carbonate, bicarbonate, （碳酸氢根） hydroxide. Alkalinity is express in milligrams per liter of equivalent calcium carbonate.
。
• 当先以酚酞作指示剂时，滴定至终点所消 耗酸的量为P ml，继续以甲基橙作指示剂， 滴定至终点所消耗的量为M ml，则酸标准 液的总消耗量为T＝P＋M（ml）。
• 根据P、M和T之间的数量关系，可以判断 并计算各种碱度的存在情况及其含量，共 有五种情况，
测定水的总碱度时，可 能出现下列5种情况：
•
4 酸度的测定
• 测定酸度时，是用碱标准溶液滴定至一 定pH值，用所消耗碱的量计算酸度，一般 换算为CaCO3的mg/L来表示其含量。根据 滴定终点时的pH值，酸度可分为甲基橙酸 度（pH≈3.7）和酚酞酸度（pH≈8.3）。其 中，甲基橙酸度又称为强酸酸度，酚酞酸 度又称为总酸度。
• 酸度的测定方法有酸碱指示剂滴定法和 电位滴定法。
• 工业用水对pH值有较严格的限制，如锅炉 用水的pH值须在7.0∼8.5之间，以防金属管 道被腐蚀；水的物化处理过程中，pH值是 重要的控制参数；废水的生化处理中，也 必须将pH值控制在微生物生长所适宜的范 围内。另外，pH值对水中有毒物质的毒性 有着很大影响，必须加以控制。
•
二、pH
➢ pH和酸度、碱度的区别和联系 pH表示水的酸碱性的强弱，而酸度或碱度是水
5 离子交换法
该方法是利用离子交换剂与溶液中的离子发生 交换反应进行分离的方法。离子交换剂分为无机离 子交换剂和有机离子交换剂两大类，广泛应用的是 有机离子交换剂，即离子交换树脂。
操作程序
交换柱的制备 交换
洗脱
6 共沉淀法
a. 利用吸附作用的共沉淀分离
共沉淀法系指溶液中一种难溶化合物在形成沉淀 （载体）过程中，将共存的某些痕量组分一起载带沉 淀出来的现象。共沉淀现象在常量分离和分析中是力 图避免的，但却是一种分离富集痕量组分的手段。
• 酸碱指示剂滴定法不适用于浑浊、有色水 样的测定，能使指示剂褪色的氧化还原性 物质也干扰测定，如余氯可使指示剂褪色。 上述情况下，可用电位滴定法测定水样的 碱度。
(一)、水样的消解
水样预处理的原则：
最大限度去除干扰物 回收率高 操作简便省时 成本低、对人体和环境无影响
图3.9 消解用微波炉
1 湿式消解法
a. 硝酸消解法 对于较清洁的水样，可用硝酸消解。 b. 硝酸-高氯酸消解法 两种酸都是强氧化性酸，联合使用可消解含难 氧化有机物的水样。 c. 硝酸-硫酸消解法 两种酸都有较强的氧化能力，其中硝酸沸点低， 而硫酸沸点高，二者结合使用，可提高消解温度和 消解效果。常用的硝酸与硫酸的比例为5∶2。
3萃取法
溶剂萃取法是基于物质在互不相溶的 两Βιβλιοθήκη Baidu溶剂中分配系数不同，进行组分的 分离和富集。
4 吸附法
吸附法是利用多孔性的固体吸附剂将水样中一
种或数种组分吸附于表面，再用适宜溶剂、加热或
吹气等方法将欲测组分解吸，达到分离和富集的目
的。
按照吸附机理分类
物理吸附 化学吸附
(三) 水样的过滤或离心分离
如欲测定水样中某组分的含量，采样后立即加入保 存剂，分析测定时充分摇匀后再取样。
如果测定可滤（溶解）态组分含量，所采水样应用 0.45μm微孔滤膜过滤，除去藻类和细菌，提高水样的 稳定性，有利于保存。
如果测定不可过滤的金属时，应保留过滤水样用的 滤膜备用。对于泥沙型水样，可用离心方法处理。对含 有机质多的水样，可用滤纸或砂芯漏斗过滤。用自然沉 降后取上清液测定可滤态组分是不恰当的。
八 水样预处理
• 环境水样所含组分复杂，并且多数污染组分含量低， 存在形态各异，所以在分析测定之前，往往需要进 行预处理，以得到欲测组分适合测定方法要求的形 态、浓度和消除共存组分干扰的试样体系。
预处理的目的
• 破坏有机物 • 溶解悬浮性固体 • 将各种价态的欲测元素氧化成单一高价态或转变成
易于分离的无机化合物。
• 因为水的离子积Kw随温度变化而变化，因 此中性水溶液的pH值也随温度而改变。如 0℃时，中性pH值为7.5，60℃时中性pH值 为6.5。
（二）pH值测定的环境意义
• pH值表示水的酸碱性的强弱，是 最常用和最重要的水质指标之一。一 般，为了适合饮用，饮用水的pH值需 控制在6.5∼8.5之间；地表水pH值也需 在6.5∼8.5范围内才适合各种生物的生 长；
• 1.M=0（P=T）； • 2.P>M（或P>0.5T）； • 3.P=M ； • 4.P<M（或P<0.5T）； • 5.P=0（或M=T）。
图2.32 水中碱度组成示意图
(2）电位滴定法
• 以玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比 电极，用酸 标准溶液滴定，用pH计或电位 滴定仪指示终点的到达。根据要测定的碱 度，以pH8.3或pH4.4～4.5分别作为滴定终 点。依据所消耗酸标准溶液的量计算碱度， 公式参见酸碱指示剂滴定法。
4 碱度的测定
• （1）酸碱指示剂滴定法
• 当水样用标准酸溶液（盐酸或硫酸）滴定 至酚酞指示剂由红色变为无色时（此时溶 液pH≈8.3），水中OH－被中和，CO32－被 转变为HCO3－；当滴定至甲基橙指示剂由 橙黄色变为橙红色时（此时溶液pH值约为 4.4～4.5），水中HCO3－被中和。根据上 述两个终点到达时所消耗酸标准液的量， 便可以计算出水中多种碱度及总碱度的含 量。
• 此外，洗涤剂、农药和化肥的使用也会造 成
3 碱度测定的环境意义
• 碱度可用于评价水体的缓冲能力及金属在 其中的溶解性和毒性。
• 在水处理中是重要的控制性参数，如在化 学混凝中要保证足够的碱度来中合混凝剂 水解所产生的H＋，使混凝作用在适宜的 pH值范围内发挥最佳效果；在生物硝化过 程中，也要有充足的碱度,以保证硝化反应 的顺利进行。
• （1）酸碱指示剂滴定法用甲基橙或酚酞为
指示剂，用NaOH或Na2CO3标准溶液滴定 至终点，根据所消耗碱标准液的用量计算
水样的酸度。
（
三 水的碱度（Alkalinity)
1 碱度的概念
•
水的碱度是指水接受质子的能力，亦
即水中所有能与强酸发生中和作用的物质
的总量。这些物质包括强碱、弱碱、强碱
• 2 玻璃电极法以玻璃电极为指示电极，饱 和甘汞电极为参比电极，插入待测水溶液 中组成原电池.
• 用pH计测定时，分两步进行。首先，用 已知pH值的标准溶液进行pH计的定位；然 后，为待测液pH值的测量，可从pH计显示 器上直接读出溶液的pH值。
• 通常选择与待测液pH值相近的标准缓冲 溶液对pH计进行定位。
数，即pH = -log aH+
• 如果忽略离子强度的影响，用氢离子浓度 表示活度时，则有
• pH = -log [H+]
• 当[H＋] = [OH-] 时，pH = 7, 水溶液为中性；
• 当[H＋] > [OH-] 时，pH < 7, 水溶液为酸性；
• 当[H＋] < [OH-] 时，pH > 7, 水溶液为碱性。
2 水中碱度的来源
• 水中碱度的来源多种多样。
• 地表水等天然水体中的碱度主要是由水中 的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧化物的贡献， 磷酸盐、硼酸盐、硅酸盐等也可是碱度的 贡献者，但它们的含量往往较少。
• 废水中碱度的来源有很大差异。其中造纸、
• 印染、化工、电镀等行业废水中含有强碱、 有机碱、金属水解性盐类等造成的碱度。
中所含酸或碱物质的含量。同样酸度的溶液，如 0.1 mol盐酸和0.1 mol乙酸，二者的酸度都是 100 mmol/L，但其pH却大不相同。
➢ 测定水的pH的方法 比色法 玻璃电极法
图2.33 pH测定示意图
•
• 该法适用于色度和浊度都很低的天然水、 饮用水的测定，不适于测定有色、浑浊或 含较高游离余氯、氧化剂、还原剂的水样。 若对测定结果要求不是很准确时，可用pH 试纸代替。
(2) 调节pH值 测定金属离子的水样常用HNO3酸 化至pH为1～2，既可防止重金属离子水解沉淀，又 可避免金属被器壁吸附；测定氰化物或挥发性酚的水 样加入NaOH调至pH为12时， 使之生成稳定的酚盐 等。
(3) 加入氧化剂或还原剂 测定汞的水样需加入 HNO3(至pH＜1)和K2Cr2O7(0.05%)，使汞保持高价 态；测定硫化物的水样，加入抗坏血酸，可以防止被 氧化；测定溶解氧的水样则需加入少量硫酸锰和碘化 钾固定溶解氧（还原）等。
2 气提和蒸馏法
a.气提法
该方法基于把惰性气体通入调制好的水样中，将 欲测组分吹出，直接送入仪器测定，或导入吸收液吸 收富集后再测定。
图3.10 测定硫化物的吹气分离装置示意图
b.蒸馏法 蒸馏法是利用水样中各污染组分具有不同的沸点 而使其彼此分离的方法，分为常压蒸馏、减压蒸馏、 水蒸汽蒸馏、分馏法等。
b. 利用生成混晶的共沉淀分离
当欲分离微量组分及沉淀剂组分生成沉淀时，如 具有相似的晶格，就可能生成混晶共同析出。
c. 用有机共沉淀剂进行共沉淀分离
有机共沉淀剂的选择性较无机沉淀剂高，得到的 沉淀也较纯净，并且通过灼烧可除去有机共沉淀剂， 留下欲测元素。
CHAPTER FIVE pH
一 pH (一) pH值的概念 • pH值是水溶液中氢离子活度（aH+）的负对
七、水样的运输与保存
(一) 水样的运输
(1)为避免水样在运输过程中震动、碰撞导 致损失或沾污，将其装箱，并用泡沫塑料或 纸条挤紧，在箱顶贴上标记。
(2)需冷藏的样品，应采取致冷保存措施； 冬季应采取保温措施，以免冻裂样品瓶。
(二) 水样的保存方法
1. 冷藏或冷冻法 冷藏或冷冻的作用是抑制微生物活动，减缓物理 挥发和化学反应速度。 2. 加入化学试剂保存法 （1）加入生物抑制剂 HgCl2可抑制生物的氧化还 原作用；用H3PO4调至pH为4时，加入适量CuSO4， 即可抑制苯酚菌的分解活动。
• pHx= pHs + (Ex-Es)/0.059
• 二 酸度
1 酸度的概念
根据酸碱质子理论，水的酸度是指水释 放出质子的能力。若予以量化，酸度是指 水中所有与强碱发生中和反应的物质的总 量。这些物质包括强酸、弱酸、强酸弱碱 盐等。
2 水中酸度的主要来源
•
• 机械、冶金、化工、电镀、印染等行业 经常排放含酸废水。地表水和废水中的二 氧化碳吸自大气或来源于水中有机物的分 解，二氧化碳与水作用形成碳酸。
弱酸盐等。
• 1.3.3ALKALINITY (碱度)
• The capacity of water to neutralize acids. This capacity is caused by the water’s content of carbonate, bicarbonate, （碳酸氢根） hydroxide. Alkalinity is express in milligrams per liter of equivalent calcium carbonate.
。
• 当先以酚酞作指示剂时，滴定至终点所消 耗酸的量为P ml，继续以甲基橙作指示剂， 滴定至终点所消耗的量为M ml，则酸标准 液的总消耗量为T＝P＋M（ml）。
• 根据P、M和T之间的数量关系，可以判断 并计算各种碱度的存在情况及其含量，共 有五种情况，
测定水的总碱度时，可 能出现下列5种情况：
•
4 酸度的测定
• 测定酸度时，是用碱标准溶液滴定至一 定pH值，用所消耗碱的量计算酸度，一般 换算为CaCO3的mg/L来表示其含量。根据 滴定终点时的pH值，酸度可分为甲基橙酸 度（pH≈3.7）和酚酞酸度（pH≈8.3）。其 中，甲基橙酸度又称为强酸酸度，酚酞酸 度又称为总酸度。
• 酸度的测定方法有酸碱指示剂滴定法和 电位滴定法。
• 工业用水对pH值有较严格的限制，如锅炉 用水的pH值须在7.0∼8.5之间，以防金属管 道被腐蚀；水的物化处理过程中，pH值是 重要的控制参数；废水的生化处理中，也 必须将pH值控制在微生物生长所适宜的范 围内。另外，pH值对水中有毒物质的毒性 有着很大影响，必须加以控制。
•
二、pH
➢ pH和酸度、碱度的区别和联系 pH表示水的酸碱性的强弱，而酸度或碱度是水
5 离子交换法
该方法是利用离子交换剂与溶液中的离子发生 交换反应进行分离的方法。离子交换剂分为无机离 子交换剂和有机离子交换剂两大类，广泛应用的是 有机离子交换剂，即离子交换树脂。
操作程序
交换柱的制备 交换
洗脱
6 共沉淀法
a. 利用吸附作用的共沉淀分离
共沉淀法系指溶液中一种难溶化合物在形成沉淀 （载体）过程中，将共存的某些痕量组分一起载带沉 淀出来的现象。共沉淀现象在常量分离和分析中是力 图避免的，但却是一种分离富集痕量组分的手段。
• 酸碱指示剂滴定法不适用于浑浊、有色水 样的测定，能使指示剂褪色的氧化还原性 物质也干扰测定，如余氯可使指示剂褪色。 上述情况下，可用电位滴定法测定水样的 碱度。
(一)、水样的消解
水样预处理的原则：
最大限度去除干扰物 回收率高 操作简便省时 成本低、对人体和环境无影响
图3.9 消解用微波炉
1 湿式消解法
a. 硝酸消解法 对于较清洁的水样，可用硝酸消解。 b. 硝酸-高氯酸消解法 两种酸都是强氧化性酸，联合使用可消解含难 氧化有机物的水样。 c. 硝酸-硫酸消解法 两种酸都有较强的氧化能力，其中硝酸沸点低， 而硫酸沸点高，二者结合使用，可提高消解温度和 消解效果。常用的硝酸与硫酸的比例为5∶2。