水中離子測定方法

1、.6 金屬無機物的測定在工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定第一類污染物有：Cr、Pb、Hg、Cd、As，其中前四種為金屬污染物， 它們是積蓄性的難降解的毒物，需嚴(yán)格控制其排放濃度。它們的測定作為本節(jié)重點研究內(nèi)容。此外，第二類污染物中 Zn、Cu 的測定，也是監(jiān)測的重點。測定方法特點容量法適于含量較高物質(zhì)的測定，設(shè)備簡單比色法（分光）儀器簡單、準(zhǔn)確、測定物質(zhì)范圍廣原子吸收法干擾少，靈敏度高，快速電化法陽極溶出應(yīng)用廣泛等離子發(fā)射光譜測痕量金屬離子一、容量法水的硬度測定水的硬度與Ca、Mg、Fe、Al 、Mn 、Sr、Zn 等金屬離子有關(guān)，所以總硬度應(yīng)是測定這些離子致硬效應(yīng)的總和。但是，一般清潔水中Ca、Mg

2、離子含量高于其它幾種離子，因此，通常總硬度只是以Ca、Mg含量計算。EDTA 絡(luò)合滴定法是測定硬度的常用方法。在 NH 4 Cl NH 3 H 2 O 緩沖液 (pH=10.0)中, Ca2+、Mg2+ 與指示劑絡(luò)黑 T反應(yīng)生成紅色絡(luò)合物， 使溶液成酒紅色，當(dāng)加入 EDTA 標(biāo)液時，Ca2+、Mg2+與 EDTA 生成 1：1 絡(luò)合物，指示劑被置換出來， 當(dāng)達(dá)到等當(dāng)點.時，溶液呈現(xiàn)指示劑本身的藍(lán)色。反應(yīng)過程如下：Mg 2 、 Ca2 ( pH10)HIn 2Mg 2 、 Ca2 、 MgIn (紅色）H2Y22、CaY2、MgIn（紅色）MgY等當(dāng)點 H2Y2MgY2、CaY2、MgY22HI

3、n （藍(lán)色）硬度有三種表示方法：mmol / L( AA')C1000VA滴定水樣消耗EDTA 的體積， mL ；A滴定空白溶液消耗EDTA 的體積， mL；C EDTA 的濃度， mol/L ；V水樣體積， mL。( AA' )C 1000CaOmg / LV28.04，新標(biāo)準(zhǔn)為 CaCO 3mg / L德國度( A A') C 1000V2.804每升水中含有10mgCaO 為一度，8 度以下為軟水， 8 度以上為硬水。過硬的水不適宜工業(yè)用和飲用。所以硬度是重要的水質(zhì)指標(biāo)。工業(yè)廢水中錳的測定錳常以MnSO4、膠態(tài)有機錳等形式存在于冶金、染料、化工、人造橡膠、制革、電

4、池制造等工業(yè)廢水中。當(dāng)廢水中錳含量較高時，可用EDTA 絡(luò)合滴定法測定。取適量水樣 +去離子水至 100mL+20mLNH4Cl NH3·H2O 緩沖液（ pH=10.0），+5mL10%鹽酸羥胺（抑制氧化性物質(zhì)） +5mL30% 三乙胺（抑制金屬離子的干擾）鉻黑 T 為指示劑， EDTA 滴定終點：.紅藍(lán)。當(dāng) Ca 干擾時，加 NaF 掩蔽。7 非金屬無機污染物的測定常測的項目有： H+、F-、CN- 、As、S2-、N 化合物等。一、酸堿度及 pH 測定工業(yè)排放的含酸、含堿廢水，會改變水質(zhì)狀況，改變水生生物的生活環(huán)境。因此在排放前應(yīng)監(jiān)測水質(zhì)的酸堿度，并進(jìn)行中和后，房客排入天然水體

5、中。算堿度有幾種表示方法：CaCO3 的 mg/L ：表示廢水中的酸量理論上中和CaCO3 的量，或表示廢水中的堿量相當(dāng)于CaCO3 的量。酸度：用強堿標(biāo)準(zhǔn)溶液將水樣滴定至某一pH 時所需要的堿量，以毫摩爾 /升表示。由于廢水中可能含有：無機酸、有機酸及強酸弱堿鹽類，酸性強弱不同，所以，當(dāng)選用不同的指示劑時，滴定終點的pH 有所不同。目前，我國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了3.7（甲基橙指示劑）和8.3（酚酞指示劑）兩種標(biāo)度。取一定量的水樣，以甲基橙為指示劑，NaOH 標(biāo)液滴定至終點，pH=3.7，此時只能將水樣中的強酸中和，所以叫做強酸酸度或甲基橙酸度。繼續(xù)用酚酞指示劑，滴定至終點，pH=8.3，此時強酸

6、、弱酸、有機酸及強酸弱堿鹽均被中和， 此時消耗的堿量稱為總酸度或酚酞酸度。.強酸酸度總酸度水甲基橙pH=3.7酚酞pH=8.3樣NaOHNaOH甲基橙酸度酚酞酸度堿度：用強酸標(biāo)準(zhǔn)溶液將水樣滴定至某一pH 時所需要的酸量，以毫摩爾 /升表示。水樣VmL+ 酚酞 +HCl標(biāo)液pH=8.3( 終點 ) ，此時強堿被中和，CO32HCO 3 ，根據(jù)所消耗的酸量，求出的堿度叫做酚酞堿度或強堿強堿堿度總堿度水酚酞pH=8.3甲基橙pH=3.7樣HClHCl酚酞堿度甲基橙堿度堿度；當(dāng)采用甲基橙為指示劑，終點pH=3.7，強堿、弱堿、有機堿均被中和，稱為總堿度或甲基橙堿度。注意： 1.溶液配制時，蒸餾水不用含

7、有CO2；2.廢水中的 Cl2 會使甲基橙褪色，加Na2S2O3消除影響。3.通常用中和滴定法測定，當(dāng)溶液顏色較深時，可用電位滴定。五、硫化物的測定Sulphide硫化物Sulphur硫地下水，特別是溫泉水中常含有硫化物，水體中硫化物大部分是以H2S 形式存在， H2S 從廢水中逸散于空氣中，會產(chǎn)生異臭污染環(huán)境，如果每升水中有十分之及mg 的 H2S，即會產(chǎn)生特殊的臭氣。（舉例：H2S 中毒事件）.有機物分解廢水中硫化物來工業(yè)廢水源硫酸鹽水中硫化物的測量方法：細(xì)菌還原產(chǎn)生硫化物主要來源較為準(zhǔn)確的測定方法，適于測定1mg/L 以常量碘量法上濃度的硫化物對氨基二甲苯胺微量反應(yīng)靈敏，用于 0.040

8、.8mg/L 的硫化物比色法思考題：根據(jù)方法的檢測限，國家檢測標(biāo)準(zhǔn)選用哪種方法合適，說明原因。采樣：由于水體中硫化物大量是以H2S 形式存在，不穩(wěn)定，還有部分 S2-易氧化，因此采樣時應(yīng)及時固定硫化物。現(xiàn)象采樣瓶中加入過量 NaOH Zn( Ac) 2 溶液，然后將水樣注滿采樣瓶，不得有氣泡，防止空氣中的氧氧化S2-，使 S2ZnS。預(yù)處理：當(dāng)水樣成分復(fù)雜，干擾物較多時，應(yīng)進(jìn)行分離。將硫化物水樣加 HCl ，轉(zhuǎn)化成 H2S，用載氣（ N2 或 CO2）吹出后，由吸收液吸收，以達(dá)到與干擾物分離的目的。裝置：（略）測定：碘量法硫化物與醋酸鋅生成ZnS,溶于酸后，加入過量 I2 液，I2 在酸性條件

9、下與硫化物作用，用硫代硫酸鈉滴定剩余的碘，以淀粉為指示劑，至.藍(lán)色剛好消失為止。已知碘標(biāo)液的量， 又知道過量碘是多少， 就可以知道有多少I2 與 S2-反應(yīng)，從而計算出S2-的濃度。（此法在第三章講述，并安排實驗）討論：加淀粉指示劑的時間何時為宜？水樣 NaOH Zn( Ac) 2ZnSH載氣H 2 S Zn( Ac )2NaAc吸收液ZnSHH2S KI3(過量）（剩余）SII2淀粉藍(lán)色Na2 S 2O 3 標(biāo)液無色碘標(biāo)液的配制與標(biāo)定：用升華法制得的純碘，可以直接制成I2 標(biāo)液，但由于碘的揮發(fā)性及腐蝕性，不適合在分析天平上稱量， 所以常采用市售的碘配成近似濃度的溶液，然后進(jìn)行標(biāo)定。在托盤天平

10、上稱取一定量的I2 和過量的 KI, 置于研缽中，加少量水研磨，使 I2 全部溶解稀釋棕色瓶中保存。I2 液可用標(biāo)準(zhǔn) Na2S2O3溶液標(biāo)定，也可用As2O3 標(biāo)定。如取一定量的 I2 液（VI2mL ）,加入淀粉指示劑藍(lán)色，以 Na2S2O3 標(biāo)液滴定至藍(lán)色消失，已知 C Na 2S2O3和 VNa2 S2 O3 、 VI 2，可求出 I2 標(biāo)液的濃度。對氨基二甲苯胺比色法S2對氨基二甲苯胺H亞甲藍(lán)（藍(lán)綠色）665nm比色測定氮素化合物的測定Nitrogen Compound（一）水中的氮及其測定意義.水中有機物包括C（carbon）、H(hydrogen)、O(oxygen)、N(nitr

11、ogen)、S(sulphur)、P(phosphorus)等化合物，其中以氮素化合物最不穩(wěn)定，它們最初進(jìn)入水體時，多以有機氮的形式存在，但受微生物作用后，逐漸變成簡單化合物，如：蛋白質(zhì)氨基酸NH 3有機 N 不斷 ，而無機 N,在缺氧（）情況下,NH3anaerobic addition是 有 機 氮 分解 的 最 終 產(chǎn) 物； 在 有 氧 （ aerobic addition ）情 況下: NH 3NNO 2 NNO3 N ,此時，有機氮素化合物已完成了無機化的作用。水質(zhì)分析中， 測定各類氮素化合物， 對于了解水源被污染的情況及目前分解的情況有很大幫助。河流的自凈作用包括：有機NNH3NN

12、O2NNO3N(organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen)隨著這個變化的進(jìn)行， 水中致病細(xì)菌逐漸減少， 所以了解氮素化合物在水中的含量，有助于了解水體自凈的情況。在好氧條件下，水中N的各種形式的變化規(guī)律：第一階段（初始階段）：新進(jìn)入水體中的N 是有機 N，逐漸被微生物分解為 NH3N，因而隨時間的上升，有機N，NH3 N；第二階段（中間階段）：NH3N 上升到一定的含量，又開始被好氧菌分解為 NO2N，NO2N，而 NH3N 上升到一個頂峰后開始下降，下降的原因不僅是 NO2N 上升，更重要的是

13、此時 NO2N 又開始轉(zhuǎn)化為 NO3N，促進(jìn)了 NH3N 的轉(zhuǎn)化；第三階段（末期階段）：NH3N ， NO2N ，NO3N 。.對于氮素化合物進(jìn)行監(jiān)測， 可以了解水域的自凈情況及水體的自凈能力。取不同河段的水樣測定所含氮素的形態(tài)， 若發(fā)現(xiàn)上游排污地段有機氮含量較高，而下游有機氮含量低， NO3N 含量升高，則說明水域自凈能力強。 了解污染狀況及污染趨勢： 若水中含有有機 N 和 NH3N，此水體剛受污染， 有嚴(yán)重的危險； 若水中含有 NO3 N，污染已久，基本得到凈化， 無太大影響；若水中含有 NO2 N，表示有機物的分解尚未完全， 若水中 NO3 N ，NH3 N ，此時有少量 NO2 N，

14、無關(guān)重要，若水中 NO3 N 少， NH3N ，此時發(fā)現(xiàn) NO2 N 則要警惕，因為此時已提示 NO2 N 的污染即將達(dá)到峰值。雖然 NO3 N 對人體的危害不如NO2 N 嚴(yán)重，但也不能忽略。近年來發(fā)現(xiàn)NO3，會引起變性血色蛋白癥，給水中NO3含量以 N 計應(yīng) 2030mg/L。（二）測定方法在環(huán)境監(jiān)測種， 常分析以下幾種形式的 N：有機 N 、NH3N、NO2 N、NO3 N測定結(jié)果均以 N(mg/L) 表示，便于比較。NH3N包括 NH4和NH3中的 N直接比色法：水樣 +納氏試劑黃棕色化合物比色納氏試劑： Nesslers Reagent, K 2 HgI 4 ,四碘合汞酸鉀，碘化汞鉀

15、NH 33KOH2K 2 HgI 4NH 2 Hg 2 OI(黃棕色）7KI2H 2 O.黃棕色沉淀無法進(jìn)行比色，但一般水樣中，NH 3N 極少，所以只生成黃色溶液，即可比色。蒸餾比色法：若水樣中含NH 3N 較少或水樣渾濁、有顏色時，應(yīng)采用蒸餾比色法測定。水樣緩沖液（ PH 7.2 7.4),蒸餾NH 3硼酸吸收納氏試劑比色測定緩沖溶液的作用：堿性介質(zhì)與利于生成NH4OHNH3H2O起緩沖作用：NH4NH3H。當(dāng)加熱時，NH3，平衡向右移動，反應(yīng)可以自動進(jìn)行下去， 但 H ，緩沖液就是為了中和 H，控制溶液 PH，使反應(yīng)正常進(jìn)行。PH 過高，會使有機物釋放出一部分NH 3，使結(jié)果偏高。容量法：當(dāng) NH 3N 含量較高時， 5mg/L ，用此法。水樣緩沖液（ PH7.2 7.4),蒸餾過量硫酸吸收NaOH滴定NH 3NO3N采用酚二磺酸比色法：C6 H 5OH 2H 2SO4C6 H 3(OH )(SO3 H )2 (酚二磺酸） H 2OC6H 3(OH )(SO3H ) 2NO3OH黃色化合物NO2N采用 N-1- 萘乙二胺比色法或 -萘胺比色法，此外用離子紫色譜法可以快速檢測NO2 N 和 NO