水分析化学培训课件5point(5)
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水分析化学ppt课件完整版
•水分析化学概述•水样的采集与处理目录•水质指标与测定方法•水体中常见离子的分析方法•有机污染物的分析方法•水质综合评价与监测01水分析化学概述水分析化学的定义与任务定义水分析化学是研究水及其所含组分的化学组成、结构、性质及其变化规律的科学。
任务通过对水样的采集、处理和分析，了解水体的化学性质、污染状况及其变化趋势，为水资源保护、水环境治理和水质监控提供科学依据。
包括地表水（河流、湖泊、水库等）和地下水，研究其化学组成、性质及变化规律。
天然水废水饮用水工业废水、生活污水等，研究其污染物的种类、浓度及迁移转化规律。
研究其水质标准、处理工艺及对人体健康的影响。
030201化学分析法仪器分析法生物分析法物理分析法利用化学反应原理进行定性或定量分析，如沉淀法、络合滴定法等。
利用生物体或生物组织对水样中的某些物质进行识别或测定，如生物传感器法、酶分析法等。
借助各种仪器设备对水样进行分析，如光谱法、色谱法、电化学法等。
通过测量水样的物理性质来推断其化学组成和性质，如电导率法、折射法等。
02水样的采集与处理水样的采集采样点的选择根据水体类型、污染状况和研究目的，选择合适的采样点，确保水样具有代表性。
采样时间和频率根据水体变化规律和污染物排放情况，确定采样时间和频率，以反映水体的真实状况。
采样器具的选择与清洗选用合适的采样器具，如玻璃瓶、聚乙烯瓶等，并确保器具干净、无污染。
根据水样性质和分析项目要求，选择合适的保存方法，如冷藏、冷冻、加入保存剂等。
保存方法确保水样在运输过程中不受污染、不发生变化，选择合适的运输方式和包装材料。
运输要求在保存和运输过程中，需记录水样信息、保存条件等，以便后续分析。
注意事项水样的保存与运去除水样中的悬浮物、颗粒物等杂质，提高分析的准确性。
过滤与离心调节pH 值消解与蒸馏富集与分离根据分析项目要求，调节水样的pH 值，以确保分析的准确性。
对于某些难以直接分析的项目，需进行消解或蒸馏处理，以消除干扰物质或提高检测灵敏度。
黄君礼《水分析化学》课件讲义
方法：用具塞比色管（瓶）配制标准浊度阶，水样用目 视对比清晰程度。 2.分光光度法： 甲橬浊度单位：1.25mg硫酸肼+12.5mg六次甲基四胺/L。 方法：用分光光度计在680nm处测定吸光度 3.散射法：浊度仪，测水对光的散射效应，单位：NTU
12
n 残渣(Residue)…水中除溶解性气体外的杂质。
1.总残渣(Total Residue )（总固体Total Solid ）
…水中固体物质总量。
2.总可滤残渣(Totalid）
…能通过0.45um滤器的固体物质。
3.总不可滤残渣(Total Unfilterable Residue) (悬浮固体 Suspended Solid )
…不能通过0.45um滤器的固体物质。
4.挥发性残渣(Volatile Residue)…600 ℃能挥发的物质。
5.固定性残渣(Fixed Residue)…600 ℃不能挥发的物质。
6.可沉降物（Settleable Matter)
13
1.总残渣(Total Residue ) 蒸发皿105℃烘干、称重—W1 蒸发皿装水样水浴蒸干 105℃烘干、称重—W2
紫外吸光度值 UVA —利用有机物在紫外光 区的吸收，间接反应水 中有机物的量。
氧化还原电位 ORP
—与水中氧化剂、还原 剂有关，是废水生物处 理过程重要控制参数 。
9
n 臭味（Odor)
1.文字描述 （20℃，摇荡） 无 微弱 弱 明显 强 很强 2.臭阈值(Odor Threshold Value)
v 物理指标 (Physical Index) 不涉及化学反应，测定后被测组分形态不发生 变化。
v 化学指标 (Chemical Index) 表示水中杂质及污染物的化学成分和特性。
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n 残渣(Residue)…水中除溶解性气体外的杂质。
1.总残渣(Total Residue )（总固体Total Solid ）
…水中固体物质总量。
2.总可滤残渣(Totalid）
…能通过0.45um滤器的固体物质。
3.总不可滤残渣(Total Unfilterable Residue) (悬浮固体 Suspended Solid )
…不能通过0.45um滤器的固体物质。
4.挥发性残渣(Volatile Residue)…600 ℃能挥发的物质。
5.固定性残渣(Fixed Residue)…600 ℃不能挥发的物质。
6.可沉降物（Settleable Matter)
13
1.总残渣(Total Residue ) 蒸发皿105℃烘干、称重—W1 蒸发皿装水样水浴蒸干 105℃烘干、称重—W2
紫外吸光度值 UVA —利用有机物在紫外光 区的吸收，间接反应水 中有机物的量。
氧化还原电位 ORP
—与水中氧化剂、还原 剂有关，是废水生物处 理过程重要控制参数 。
9
n 臭味（Odor)
1.文字描述 （20℃，摇荡） 无 微弱 弱 明显 强 很强 2.臭阈值(Odor Threshold Value)
v 物理指标 (Physical Index) 不涉及化学反应，测定后被测组分形态不发生 变化。
v 化学指标 (Chemical Index) 表示水中杂质及污染物的化学成分和特性。
水分析化学课件PPT课件
不可分辨多组分
方法简便，灵敏度高
C0 C1 C2 C3 C4
C5
标准系列
观察方向
未知样品
27
第27页/共47页
2） 光电比色法
通过滤光片分出一窄范围的光(几十nm，近似单色 光)，照射样品池，测量的是吸收光的强度
吸收滤光片：只允 许指定的窄范围波 长光透过，其他波 长的光均被吸收
光电比色法的局限性：
400 ～ 450
黄绿
450 ～ 480
黄
480 ～ 490
橙
490 ～ 500
红
500 ～ 560 560 ～ 580
红紫 KMnO4 紫
580 ～ 610
蓝
610 ～ 650
绿蓝
650 ～ 760
蓝绿
物质呈现透过光的颜色，被吸收的光与透过光呈互补色 6
第6页/共47页
3 物质对光选择吸收
光的波粒二象性
15
吸光系数ε
A CL
越大, 灵敏度越高: <104 为低灵敏度; 104～105 为中等灵敏度;
>105为高灵敏度.
L ：吸光液层的厚度，光程， cm C：吸光物质的浓度， g / L, mol / L
ε ：比例常物数质的性质 入射光波长 温度 取值与浓度的单位相关
c：mol / L
摩尔吸收系数， L ·mol –1 ·cm -1
22
第22页/共47页
吸光度的测量 A lg I0 CL
It
除被测组分对波长为的光有吸收外，还有其他干扰吸收：
1）吸收池对光的反射、吸收； 2）样品中样品基体、显色剂(或其它试剂）和共存组分对光的 吸收
消除措施：用参比溶液调T=100%（A=0），再测样品溶液的吸 光度，即消除了吸收池对光的吸收、反射，溶剂、试剂对光的吸 收等。
方法简便，灵敏度高
C0 C1 C2 C3 C4
C5
标准系列
观察方向
未知样品
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2） 光电比色法
通过滤光片分出一窄范围的光(几十nm，近似单色 光)，照射样品池，测量的是吸收光的强度
吸收滤光片：只允 许指定的窄范围波 长光透过，其他波 长的光均被吸收
光电比色法的局限性：
400 ～ 450
黄绿
450 ～ 480
黄
480 ～ 490
橙
490 ～ 500
红
500 ～ 560 560 ～ 580
红紫 KMnO4 紫
580 ～ 610
蓝
610 ～ 650
绿蓝
650 ～ 760
蓝绿
物质呈现透过光的颜色，被吸收的光与透过光呈互补色 6
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3 物质对光选择吸收
光的波粒二象性
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吸光系数ε
A CL
越大, 灵敏度越高: <104 为低灵敏度; 104～105 为中等灵敏度;
>105为高灵敏度.
L ：吸光液层的厚度，光程， cm C：吸光物质的浓度， g / L, mol / L
ε ：比例常物数质的性质 入射光波长 温度 取值与浓度的单位相关
c：mol / L
摩尔吸收系数， L ·mol –1 ·cm -1
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吸光度的测量 A lg I0 CL
It
除被测组分对波长为的光有吸收外，还有其他干扰吸收：
1）吸收池对光的反射、吸收； 2）样品中样品基体、显色剂(或其它试剂）和共存组分对光的 吸收
消除措施：用参比溶液调T=100%（A=0），再测样品溶液的吸 光度，即消除了吸收池对光的吸收、反射，溶剂、试剂对光的吸 收等。
水环境化学培训课件
CO2 + HCO3
HCO3-
CO32-
碳酸化合态分布图
因为在 封闭体系中，CT恒定
α0= [H2CO3 *]/{[H2CO3 *] + [HCO3-] + [CO32- ]} α1= [HCO3-]/{[H2CO3 *] + [HCO3-] + [CO32- ]} α2= [CO32- ]/{[H2CO3 *] + [HCO3-] + [CO32- ]}
营养元素超标： C（BOD= CO2）、N、P、Fe，都有可 能成为 制限因子； 藻类疯长； 藻类尸体分解引起水体溶氧下降； 水体发臭； 水生生物死亡； 藻毒素。
太湖美景
天然水的性质
碳酸平衡 天然水中的碱度和酸度 天然水体的缓冲能力 水的硬度
碳酸平衡
CO2在水中形成酸，同岩石中的碱性物质发生 反应，并通过沉淀反应变为沉积物从水中除去。 在水和生物体之间的生物化学交换中，CO2占有独 特地位，溶解的碳酸盐化合态与岩石圈、大气圈 进行均相、多相的酸碱反应和交换反应，对于调 节天然水的pH和组成起着重要作用。
比较封闭体系和开放体系可发现，在封闭 体系中，[H2CO3*]、[HCO3-]、[CO32-]等可随 pH 值变化，但总的碳酸量 CT 始终不变。 而对于开放体系CT 、[HCO3-]、[CO32-] 均随pH值改变而变化，但[H2CO3*]总保持与 大气相平衡的固定数值.
（2）天然水中的碱度和酸度
（3）气体在水中的溶解性 氧气溶解度随着温度的变化
Lg(C2/C1) = △H / (2.303R) ( 1/T1 - 1/T2 )
当温度从0 ℃升到35 ℃时，氧在水中的溶解度将从 14.74mg/L降低到7.03mg/L。
水分析化学培训课件
0.51800 ±0.00001 ±0.002%
5
0.5180 ±0.0001 ±0.02%
4
0.518 ±0.001
±0.2%
3
5.运算规律 （1）加减运算:以绝对误差最大的数据(小数点位数
最小的)为依据,使结果只有一位可疑数字。 例：0.0121＋25.64＋1.057 =26.71 （2）乘除运算:有效数字的位数取决于相对误差最大
干式消解：通过高温灼烧去除有机物后，将灼 烧后残渣（灰分）用2％HNO3溶解。 高温易挥发损失的As、Hg、Cd、Se、Sn等元 素，不宜用此法消解。
在样品预处理中使用的试剂应要求纯度高，空 白值低。
真值可用以下值表示： ¾理论真值； ¾ 计量学约定真值 ：相对原子量、
相对分子量、物理化学常数、物质 量的单位等； ¾相对真值：国家标准局提供的标准 样品含量。
嗅阈值=
水样体积 + 无嗅水体积 水样体积
如50ml水样加入100ml纯净水稀至刚好无嗅,则嗅阈值为3. 如50ml水样稀至100ml刚好无嗅,则嗅阈值为2.
2.数据中零的作用
数字零在数据中具有双重作用： （1）作普通数字用: 如 0.5180 , 4位有效数字 5.180×10-1 （2）作定位用： 如 0.0518 , 3位有效数字 5.18×10-2
d =∑X−X n
特点：简单； 缺点：大偏差得不到应有反映。
例：
水垢中 Fe2O3 的百分含量测定数据为 (测 6次) ：
79.58%，79.45%，79.47%，
79.50%，79.62%，79.38%
X = 79.50% d =0.067%
s = 0.09%
则
真值所处的范围如何确定？
水分析化学课件ppt可修改全文
培养独立分析和解决分析化学 中实际问题的能力
注重培养严谨的科学态度
树立1个“量”概念 强化并树立准确“量”的观念
4
教学方式
➢ 课程讲授：核心的、最具价值的知识点，深讲；把握学 科的思维方式和研究方法。
➢ 内容总结、讨论、习题课、参观：围绕课程知识点归类 总结、大型仪器应用演示与认识参观等
➢ 课程作业：多做多练(强化科学训练）；综合开放的题目 ➢ 课程材料：教材、多媒体教学课件
– 温度体积效应异常：冻结时膨胀、0~4℃时体积随 温度升高而降低、4 ℃是体积最小，密度最大
– 热容量最大：除液氨外，所有液体和固体物质中， 水的热容量最大—调节气温
– 具有强溶解性、强反应能力的溶剂：介电常数很 大（使溶质电离能力强），许多物质在水中溶解 度大，电离度大，可发生各种化学反应
– 强流动能力 – 较大的表面张力：液体中除汞以外，水的表面张
的依据
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水分析化学与传统分析化学的关系
• 建立在传统分析化学基 础之上，
• 突出水质指标的工程应 用地位，
• 由水质分析技术引出相 关的分析化学理论内容
18
1.2 水分析方法分类
样品
➢按分析方法的原理和手段分：
➢1、★化学分析法 (常量组分)：以化学反
应为基础的分析方法
➢定义：将水中被分析物质与已知成分、性质和含量
常量 半微量 微量
>100 10～100
<10
>10 1～10 <1
➢ ★按待测组分含量分
常量组分 (>1%) 微量组分 (0.01-1%)
21
痕量组分 (<0.01%)
分析化学组分含量单位
PPM ——parts per million (10-6) （ mg / kg )或（ mg / L )
《水质分析化学》PPT课件
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1
2）. 滴定分析法
容量分析法，将一已知准确浓度的试剂溶液和 被分析物质的组分定量反应完全，根据反应完成时 所消耗的试剂溶液的浓度和用量（体积），计算出 被分析物质的含量的方法。
几个概念：标准溶液（纯度、化学式、稳定） 滴定 化学计量点 滴定终点
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2
四大滴定法：
酸碱滴定法：利用质子传递反应进行滴定的方法 沉淀滴定法：利用生成反应进行滴定的方法
络合滴定法：利用络合反应对金属离子进行滴定的方法
氧化还原滴定法：利用氧化还原进行滴定的方法
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3
滴定分析法要求：
1. 定量反应，>99.9%; 2. 确定的化学计量关系； 3. 迅速反应，催化剂或者加热； 4. 滴定终点的确定。
适用：碱度、酸度、硬度、COD等测定
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4
（2）仪器分析方法
• 真色：除去悬浮杂质后的水，由胶体及溶 解杂质所造成的颜色。
• 色度<15度
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8
浊度
表示水中含有悬浮及胶体状态的杂质，引 起水的浑浊程度。
国家饮用水标准<1NTU
NTU：1.25mg硫酸肼/L和12.5mg六次甲基四 胺/L水中形成的福尔马肼混悬液所产生的浊度 为1NTU。
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9
残渣：
• 总残渣
• 总可滤残渣
• 总不可滤残渣=总残渣-总可滤残渣
• 可沉降物
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10
电导率：水溶液传导电流的能力
可滤残渣
紫外吸光度：UV254
氧化还原电位：生物处理中的应用
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（2）微生物指标
水分析化学 课件
2013-7-13
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2-3 酸碱指示剂
2.两种最常见的酸碱指示剂： (1)酚酞：三苯甲烷类。 变色范围：8～10，无色变红色。 酚酞指示剂结构与颜色：
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2-3 酸碱指示剂
(2)甲基橙：偶氮类结构。 变色范围：3.1～4.4，黄色变橙红色。 甲基橙指示剂结构与颜色：
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2-3 酸碱指示剂
二、酸碱指示剂的变色范围 以HIn表示弱酸型指示剂，其在溶液中的 平衡移动过程，可以简单表示如下： HIn + H2O = H3+O + InKHIn = ([In-][H+] ) / [HIn] KHIn / [H+] = [In-] / [HIn] [In-]为碱色的浓度;[HIn]为酸色的浓度。 指示剂的颜色转变依赖于:[In-] / [HIn] 。
12
2.2 酸碱平衡中有关组分浓度的计算
H 2CO3 2
C
[H ] 2 [ H ] Ka1[ H ] Ka1K 2
2
[ HCO3 ] Ka1[ H ] 1 2 C [ H ] Ka1[ H ] Ka1K 2
[CO3 ] Ka1Ka 2 0 C [ H ]2 Ka1[ H ] Ka1K 2
HA HA C HA HA A A A C HA HA A
HA A 1
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2.2 酸碱平衡中有关组分浓度的计算
HAc溶液的分布曲线
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水分析化学剖析PPT学习教案
a 为化学计量数 b比
滴定终点 End point 终点误差
指示剂变色的点
主要是滴定终点与化学计量点不一致引起的
26
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（2）滴定误差的产生: 用 HCl 滴定NaOH
甲基橙为指示剂（变色范围 pH 3.1~4.4） pH ＜3.1 3.1 - 4.4 ＞4 .4
HCl 标准溶液
红色
水分析化学剖析
会计学
1
思考
（1）纯净水、自来水、矿泉水、地下水、河湖水、海水、 城市污水等本质的区别是什么？科学的鉴别方法是什么？
（2）如何评价环境水体质量？水中有哪些污染物？含量是 多少？对环境、生物有没有危害？
（3）城市给水、污水处理工艺的确定依据是什么？处理效 果如何评定？
(4) 新的水处理工艺技术研发评价的依据？ ….
3、成绩评定: 平时作业和小考5%；实验15%； 期末80%
第7页/共52页
8
教材和主要参考 书
1. 黄君礼，水分析化学，第三版，中国建工出版社
2. 郝瑞霞，吕鉴等，水质工程学试验与技术，北京 工业大学出版社
3. 国家环境保护总局、《水和废水检测分析方法》 编委会，水和废水检测分析方法，第四版
4. 李克安，分析化学教程 ，北京大学出版社 5. 武汉大学教研室编 ：分析化学（第四版） 6. 华东理工大学、成都科学技术大学 分析化学教研
6
实验教学方式
• 试验录像演示：实验录像 • 实际操作：利用实验项目培养学生规范
的操作技能和分析问题解决问题的能力 • 考核方式：实际操作、口试相结合
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教学要求及成绩评定
1、课后作业： 1~3题/次课 1篇关于水质分析方面的综述性论文 或水质分析方案设计 （可选）
第五章水质分析方法概述ppt课件
精品课件
标准表达格式
标准[文献号]国家(地区或组织)标准代号-标 准号-年
例:国家标准 GB3838-2002 GB-国家标准 3838-顺序号 2002-批准年代 例:DB4426-89(广东省地方标准)
精品课件
环境标准的定义
环境标准是为了防止环境污染，维护生态 平衡，保护人群健康，对环境保护工作中 需要统一的各项技术规范和技术要求所做 的规定。
精品课件
环境不是人工制造的产品，环境因素错综复杂， 大多数环境因素是不能人为加以控制的，制定环 境保护标准要考虑被保护对象的要求和控制对象 的承受能力。环境因素具有与产品性能完全不同 的高度的特异性，一个特定区域的环境不可能在 其他区域被复制。因此，环境不是“重复性事 物”，环境因素中不存在通用性和互换性的问题， 不宜把环境保护标准当作产品质量标准来进行管 理和看待。
地方级包括地方环境质量标准和地方污染 物排放标准。
精品课件
1．国家环境保护标准
(1)国家环境质量标准：是为了保障人群健康、 维护生态环境和保障社会物质财富，并考 虑技术、经济条件，对环境中有害物质和 因素所作的限制性规定。国家环境质量标 准是一定时期内衡量环境优劣程度的标准， 从某种意义上讲是环境质量的目标标准。
一、水质指标
水质指标是衡量水中杂质的标度，能够具 体表明水中杂质的种类和数量，常包括物 理、化学、微生物学等三项指标。它可以 判断水质的优劣及是否满足用水的要求。
水质指标的表示
(1)是直接由某一物质的含量来表示的.
(2)根据某一种类杂质的共同特性用间接的 方式来表示其含量的。
(3)用配制的标准溶液作为标度来表示其含
(6)国家环境保护行业标准 除上述环境标准外，在环境保护工作中对还需
标准表达格式
标准[文献号]国家(地区或组织)标准代号-标 准号-年
例:国家标准 GB3838-2002 GB-国家标准 3838-顺序号 2002-批准年代 例:DB4426-89(广东省地方标准)
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环境标准的定义
环境标准是为了防止环境污染，维护生态 平衡，保护人群健康，对环境保护工作中 需要统一的各项技术规范和技术要求所做 的规定。
精品课件
环境不是人工制造的产品，环境因素错综复杂， 大多数环境因素是不能人为加以控制的，制定环 境保护标准要考虑被保护对象的要求和控制对象 的承受能力。环境因素具有与产品性能完全不同 的高度的特异性，一个特定区域的环境不可能在 其他区域被复制。因此，环境不是“重复性事 物”，环境因素中不存在通用性和互换性的问题， 不宜把环境保护标准当作产品质量标准来进行管 理和看待。
地方级包括地方环境质量标准和地方污染 物排放标准。
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1．国家环境保护标准
(1)国家环境质量标准：是为了保障人群健康、 维护生态环境和保障社会物质财富，并考 虑技术、经济条件，对环境中有害物质和 因素所作的限制性规定。国家环境质量标 准是一定时期内衡量环境优劣程度的标准， 从某种意义上讲是环境质量的目标标准。
一、水质指标
水质指标是衡量水中杂质的标度，能够具 体表明水中杂质的种类和数量，常包括物 理、化学、微生物学等三项指标。它可以 判断水质的优劣及是否满足用水的要求。
水质指标的表示
(1)是直接由某一物质的含量来表示的.
(2)根据某一种类杂质的共同特性用间接的 方式来表示其含量的。
(3)用配制的标准溶液作为标度来表示其含
(6)国家环境保护行业标准 除上述环境标准外，在环境保护工作中对还需