哈尔滨工业大学《水分析化学》课件..
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
要求：络合反应快，生成络合物稳定 应用
返络合滴定
含量分析 ,( ，络合滴定在水质工程学中的应用 Ba2+测定，无合适指示剂
铝盐混凝剂中
)
第5章 沉淀滴定法
知识点 沉淀平衡 影响沉淀平衡的因素 分步沉淀 莫尔法测定水中
[1]沉淀平衡
活度积常数 离子活度系数 溶解积常数
[2]酸碱滴定曲线
强碱滴定强酸与强酸滴定强碱曲线形状相同，位置 相反 滴定剂初始浓度增加（减少）一个数量级，滴定突 跃范围增加（减少）2个pH单位 强碱滴定强酸的突跃范围大于强碱滴定弱酸的突跃 范围 用酸碱指示剂进行强碱滴定弱酸的条件： Csp×Ka≥10-8，（计量点时酸浓度） 通过化学反应改善弱酸或弱碱性，可采用4种强化措 施，络合、金属离子强化、沉淀、氧化还原。
[4]取水样、保存、预处理
取水样
保存
预处理——水样的分离技术
过滤 蒸馏 萃取L-L液萃取：分离水中的有机物 浓缩
富集
Βιβλιοθήκη Baidu
[5]分析方法的评价体系
用水和废水水质分析首选GB(国标)方法
准确度：测定值和真空值的接近程度 精密度：测定值之间的接近程度 准确度和精密度之间关系
有机：酚、农药、洗涤剂等
以上污染物都需要水分析方法去定量
分析方法包括
重量分析——称重的办法 化学分析——借助化学反应 仪器分析
用途：残 渣分析
[3]水质指标与水质标准
水质指标
物理指标：不涉及化学反应，参数测定后水
样不发生变化
化学指标 微生物学指标
水质标准：按不同用水目的制定的污染物的量 阈值。除余氯为下界，其他指标均为上界限值， 不可超越
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：
[6]提高络合滴定的选择性
pH值来控制
例1：Ca2+、Mg2+、Fe3+共存，测Fe3+，
掩蔽技术
络合掩蔽
其它应用
例2：测 、 时， 、 干扰，用 掩蔽 沉淀掩敝 其它应 用 例3： 、 共存时，测 ， 氧化还原掩蔽 ：变更干扰离子的价态 例4：
[7]络合滴定的方式
直接滴定法
知识点：
络合反应及特征
金属指示剂
氨羧络合剂
EDTA络合物的特征
提高络合滴定的选 择性
络合滴定的方式
EDTA的络合平衡
[1]络合反应及特征
前提： ①中心离子(金属离子)，一定能提供空 的轨道 ②配体：提供孤对电子的化合物 配位键 配位原子 配位数
[2]氨羧络合剂
特征：同时存在氨基和羧基 最常见：EDTA 乙二胺四乙酸(盐)，一般定义 EDTA用Y表示
EDTA呈现六元酸的特点 ，七种型体存在量的 相对多少取决于溶液的pH值 。 常用乙二胺四乙酸二钠盐（Na2H2Y）来配制 EDTA水溶液，因为H4Y的溶解度小于Na2H2Y
[3]EDTA络合物的特征
络合比1：1 ，为什么
EDTA与无色金属离子生成无色络合物，与有色 金属离子形成络合物颜色会加深
[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
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
1．测水样某一指标的步骤： 2．如何设计加标回收率实验？
3．如何设计精密度实验？
第3章酸碱滴定法
知识点
酸碱平衡 酸碱滴定曲线 酸碱指示剂 碱度的测定 碱度计算
[1]酸碱平衡
酸、碱 、共轭酸碱对、酸碱反应 酸度和碱度 酸碱强度 酸碱平衡中的组分浓度 共轭酸碱对HB/B-的Ka和Kb关系 拉平效应和区分效应
[3]酸碱指示剂
酸碱指示剂的作用原理 ： ，解离平衡常数表达式 讨论
酸碱指示剂的选择 ： 可用滴定突跃范围来选择指示剂 酸碱指示剂的分类 ：
缓冲溶液
缓冲作用：抵抗少量强酸、强碱或稀释的影响， pH值不变。 pH值决定于缓冲系中共轭酸的Kaθ和缓冲比即[ 共轭碱] [共轭酸]。 同一缓冲系 ，pH值只决定于缓冲比 。[B-] [HB]=1时，则pH = pKaθ。 少量稀释，pH值不变；大量稀释，pH会变化。
水分析化学
主讲人：崔崇威
第一章 绪论
知识点
水分析化学的地位及作用 水分析化学分析方法的分类 水质指标与水质标准 取水样、保存、预处理
分析方法的评价体系
标准溶液
[2] 水分析化学分析方法的分类
水中污染物包括
无机：金属离子Ca2+、Mg2+ + 重金属离子：
Pb2+、Fe3+、Mn2+、Cd2+、Hg2+等
[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
测定步骤 概念：酚酞碱度、甲基橙碱度、总碱度 发生的反应： 5种组合的判据 ：
[5]碱度计算
首先由P和M的数值判断碱度的组成
确定碱度的表示方法
以mg/L计，以mol/L或mmol/L计，以mgCaO/L或 mgCaCO3/L计
，
条件溶度积常数
，α 为考虑pH，络合剂等外界 因素造成的副反应系数
返络合滴定
含量分析 ,( ，络合滴定在水质工程学中的应用 Ba2+测定，无合适指示剂
铝盐混凝剂中
)
第5章 沉淀滴定法
知识点 沉淀平衡 影响沉淀平衡的因素 分步沉淀 莫尔法测定水中
[1]沉淀平衡
活度积常数 离子活度系数 溶解积常数
[2]酸碱滴定曲线
强碱滴定强酸与强酸滴定强碱曲线形状相同，位置 相反 滴定剂初始浓度增加（减少）一个数量级，滴定突 跃范围增加（减少）2个pH单位 强碱滴定强酸的突跃范围大于强碱滴定弱酸的突跃 范围 用酸碱指示剂进行强碱滴定弱酸的条件： Csp×Ka≥10-8，（计量点时酸浓度） 通过化学反应改善弱酸或弱碱性，可采用4种强化措 施，络合、金属离子强化、沉淀、氧化还原。
[4]取水样、保存、预处理
取水样
保存
预处理——水样的分离技术
过滤 蒸馏 萃取L-L液萃取：分离水中的有机物 浓缩
富集
Βιβλιοθήκη Baidu
[5]分析方法的评价体系
用水和废水水质分析首选GB(国标)方法
准确度：测定值和真空值的接近程度 精密度：测定值之间的接近程度 准确度和精密度之间关系
有机：酚、农药、洗涤剂等
以上污染物都需要水分析方法去定量
分析方法包括
重量分析——称重的办法 化学分析——借助化学反应 仪器分析
用途：残 渣分析
[3]水质指标与水质标准
水质指标
物理指标：不涉及化学反应，参数测定后水
样不发生变化
化学指标 微生物学指标
水质标准：按不同用水目的制定的污染物的量 阈值。除余氯为下界，其他指标均为上界限值， 不可超越
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：
[6]提高络合滴定的选择性
pH值来控制
例1：Ca2+、Mg2+、Fe3+共存，测Fe3+，
掩蔽技术
络合掩蔽
其它应用
例2：测 、 时， 、 干扰，用 掩蔽 沉淀掩敝 其它应 用 例3： 、 共存时，测 ， 氧化还原掩蔽 ：变更干扰离子的价态 例4：
[7]络合滴定的方式
直接滴定法
知识点：
络合反应及特征
金属指示剂
氨羧络合剂
EDTA络合物的特征
提高络合滴定的选 择性
络合滴定的方式
EDTA的络合平衡
[1]络合反应及特征
前提： ①中心离子(金属离子)，一定能提供空 的轨道 ②配体：提供孤对电子的化合物 配位键 配位原子 配位数
[2]氨羧络合剂
特征：同时存在氨基和羧基 最常见：EDTA 乙二胺四乙酸(盐)，一般定义 EDTA用Y表示
EDTA呈现六元酸的特点 ，七种型体存在量的 相对多少取决于溶液的pH值 。 常用乙二胺四乙酸二钠盐（Na2H2Y）来配制 EDTA水溶液，因为H4Y的溶解度小于Na2H2Y
[3]EDTA络合物的特征
络合比1：1 ，为什么
EDTA与无色金属离子生成无色络合物，与有色 金属离子形成络合物颜色会加深
[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
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
1．测水样某一指标的步骤： 2．如何设计加标回收率实验？
3．如何设计精密度实验？
第3章酸碱滴定法
知识点
酸碱平衡 酸碱滴定曲线 酸碱指示剂 碱度的测定 碱度计算
[1]酸碱平衡
酸、碱 、共轭酸碱对、酸碱反应 酸度和碱度 酸碱强度 酸碱平衡中的组分浓度 共轭酸碱对HB/B-的Ka和Kb关系 拉平效应和区分效应
[3]酸碱指示剂
酸碱指示剂的作用原理 ： ，解离平衡常数表达式 讨论
酸碱指示剂的选择 ： 可用滴定突跃范围来选择指示剂 酸碱指示剂的分类 ：
缓冲溶液
缓冲作用：抵抗少量强酸、强碱或稀释的影响， pH值不变。 pH值决定于缓冲系中共轭酸的Kaθ和缓冲比即[ 共轭碱] [共轭酸]。 同一缓冲系 ，pH值只决定于缓冲比 。[B-] [HB]=1时，则pH = pKaθ。 少量稀释，pH值不变；大量稀释，pH会变化。
水分析化学
主讲人：崔崇威
第一章 绪论
知识点
水分析化学的地位及作用 水分析化学分析方法的分类 水质指标与水质标准 取水样、保存、预处理
分析方法的评价体系
标准溶液
[2] 水分析化学分析方法的分类
水中污染物包括
无机：金属离子Ca2+、Mg2+ + 重金属离子：
Pb2+、Fe3+、Mn2+、Cd2+、Hg2+等
[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
测定步骤 概念：酚酞碱度、甲基橙碱度、总碱度 发生的反应： 5种组合的判据 ：
[5]碱度计算
首先由P和M的数值判断碱度的组成
确定碱度的表示方法
以mg/L计，以mol/L或mmol/L计，以mgCaO/L或 mgCaCO3/L计
，
条件溶度积常数
，α 为考虑pH，络合剂等外界 因素造成的副反应系数