養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)

養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)18學(xué)時(shí)30-109一、課程簡(jiǎn)介《養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)》的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)；對(duì)養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練；從事水產(chǎn)養(yǎng)殖科學(xué)研究、養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控與管理等工作提供必要的養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)。一、課程簡(jiǎn)介實(shí)驗(yàn)?zāi)夸泴?shí)驗(yàn)一堿度實(shí)驗(yàn)二硬度實(shí)驗(yàn)三溶解氧（DO）實(shí)驗(yàn)四化學(xué)需氧量（COD）實(shí)驗(yàn)五亞硝酸鹽實(shí)驗(yàn)六活性磷酸鹽實(shí)驗(yàn)七水環(huán)境綜合分析二、課程要求掌握水質(zhì)化學(xué)指標(biāo)測(cè)定的兩大基本方法：容量分析法與儀器分析法（原理、適用對(duì)象、優(yōu)缺點(diǎn)等）養(yǎng)成科學(xué)與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和作風(fēng)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：分組參與實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：每項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定的原理、試驗(yàn)儀器與試劑、試驗(yàn)步驟（準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的同學(xué)對(duì)本實(shí)驗(yàn)所需藥品及如何配制及注意事項(xiàng)向大家簡(jiǎn)要說(shuō)明）實(shí)驗(yàn)操作：獨(dú)立、嚴(yán)格和規(guī)范完成各項(xiàng)操作（協(xié)作）結(jié)果分析：格式標(biāo)準(zhǔn)（原始數(shù)據(jù)、計(jì)算過程、結(jié)果與討論）實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式實(shí)驗(yàn)名稱一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果六、討論（異常現(xiàn)象分析、方法適用范圍、注意事項(xiàng)）七、思考題溶解氧的測(cè)定

（碘量法）實(shí)驗(yàn)一溶解氧的測(cè)定方法碘量法（氧化還原滴定法）電化學(xué)分析法（隔膜電極法、氧電極法）分光光度法（甲醛肟分光光度法）實(shí)驗(yàn)原理固定：水樣中加入過量Mn2+和堿性KI溶液

Mn2++2OH-=Mn(OH)2(白色)2Mn(OH)2+O2

=2MnO(OH)2（棕色）酸化：加入酸高價(jià)錳化合物在酸性介質(zhì)中，被

MnO(OH)2

+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O滴定：

I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6干擾氧化性干擾物還原性干擾物實(shí)驗(yàn)步驟1.Na2S2O3溶液的標(biāo)定20.00mLKIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液→碘量瓶中0.5gKI1mol/L硫酸5mL密封，搖勻，加少許水封口暗處反應(yīng)5min打開瓶塞，加入50mL純水用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色（不要?jiǎng)×覔u動(dòng)）+1mL淀粉溶液繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去（IO3

-+5I-+6H+→3I2+3H2O；3I2+6S2O32-→6I-+S4O62-）硫代硫酸鈉的濃度：2.水樣的測(cè)定水樣采集：采水器采集上水樣→把采水器的膠管插入水樣瓶底部，潤(rùn)洗2~3次→將膠管再插入瓶底，令水樣緩慢注入瓶?jī)?nèi)，并溢出約2～3瓶體積的水→在不停止注水的情況下，提出導(dǎo)管，蓋好瓶塞（瓶中不得有氣泡）固定：立即+MnSO4、堿性KI溶液各0.5mL（加試劑時(shí)刻度吸管尖端應(yīng)插入水面下2～3mm，讓試劑自行流出，沉降到瓶底）→立即蓋好瓶塞反復(fù)倒轉(zhuǎn)20次左右，使溶氧被完全固定。靜置，待沉淀降到瓶的中部后可以進(jìn)行酸化。（固定操作要迅速，水樣瓶中不得有氣泡）酸化：打開瓶塞，加入（1+1）H2SO41.0mL,蓋上瓶塞，反復(fù)倒轉(zhuǎn)搖勻，使沉淀完全溶解（酸化后需盡快滴定）滴定：將酸化后的水樣搖勻，用移液管吸取50.00mL水樣于錐形瓶中（V樣），立即用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。當(dāng)?shù)味ㄖ恋S色時(shí)加入淀粉指示劑約1mL，用Na2S2O3繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛剛褪去并在20秒內(nèi)不返回，記錄滴定消耗體積。要求兩次滴定的偏差不超過0.05mL。思考題固定后的水樣中有氣泡存在對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生什么影響？如用濃硫酸代替硫酸（1+1）進(jìn)行酸化該怎樣處理？滴定速度很慢，時(shí)間太長(zhǎng)對(duì)測(cè)定結(jié)果有無(wú)影響？硫代硫酸鈉使用前為何需要標(biāo)定？化學(xué)需氧量的測(cè)定

（堿性高錳酸鉀法）實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)原理堿性條件下，向水樣加入高錳酸鉀以氧化水中有機(jī)物。將有機(jī)物以“C”來(lái)代表，則反應(yīng)式如下：4MnO4-+3“C”+2H2O=4MnO2↓+3CO2↑+4OH-加硫酸于溶液使呈酸性，加入碘化鉀與剩余高錳酸鉀和生成的二氧化錳發(fā)生反應(yīng)：2MnO4-+16H++10I-=2Mn2++8H2O+5I2MnO2+2I-+4H+=Mn2++2H2O+I2最后用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的碘：2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6實(shí)驗(yàn)步驟1.Na2S2O3溶液的標(biāo)定20.00mLKIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液→碘量瓶中+KI0.5g+（1+3）硫酸1mL密封，搖勻，加少許水封口暗處反應(yīng)5min打開瓶塞，加入50mL純水不斷振蕩條件下，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色+1mL淀粉溶液繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去2.水樣的測(cè)定準(zhǔn)確量取100.0mL搖勻的水樣（或適量水樣加純水稀釋至100mL）→250mL錐形瓶中加入250g/L氫氧化鈉溶液1mL，搖勻，用移液管準(zhǔn)確加入10.00mL濃度為0.01mol/L的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻（測(cè)平行雙樣）立即將錐形瓶置于覆蓋有石棉網(wǎng)的電爐（或電熱板）上加熱至沸，準(zhǔn)確煮沸10min（從冒出第一個(gè)氣泡時(shí)開始計(jì)時(shí)，可加入幾粒玻璃珠以防爆沸）取下錐形瓶，迅速冷卻至室溫，用量筒或吸量管迅速加入(1+3)硫酸5mL和固體碘化鉀0.5g，搖勻，在暗處放置5min，待反應(yīng)完畢，立即在不斷振搖下，用硫代硫酸鈉溶液滴定至淡黃色，再加入1mL淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛消失，記錄消耗的硫代硫酸鈉的體積V1。兩平行雙樣滴定讀數(shù)相差不超過0.10mL。另取100mL超純水代替水樣，按水樣的測(cè)定步驟，分析滴定空白值，記錄消耗的硫代硫酸鈉的體積V2。思考題為何水樣準(zhǔn)確煮沸10min后取下需迅速冷卻？與用水迅速冷卻相比，若令其自然冷卻，對(duì)測(cè)定結(jié)果有何影響？COD過高，對(duì)養(yǎng)殖水體有何危害?水中亞硝酸鹽

（NO2-）的測(cè)定

（重氮-偶氮分光光度法）/

（鹽酸萘乙二胺分光光度法）實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)原理酸性介質(zhì)中，亞硝酸鹽與磺胺進(jìn)行重氮化反應(yīng)其產(chǎn)物再與鹽酸萘乙二胺偶合生成紅色偶氮染料在543nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度本方法最低檢出濃度(以N計(jì))為0.02μmol/L，測(cè)定上限為10μmol/L適用于各種水體中亞硝態(tài)氮的測(cè)定實(shí)驗(yàn)步驟水樣預(yù)處理（水樣經(jīng)過0.45μm的濾膜抽濾）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制水樣的測(cè)定制作標(biāo)準(zhǔn)曲線取6支25mL具塞比色管，分別加入下表所示體積的亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，定容至25mL，混勻每支比色管中分別加入0.5mL磺胺溶液，混勻分別加入0.5mL鹽酸萘乙二胺溶液，混勻，放置顯色15min在波長(zhǎng)543nm波長(zhǎng)處，用1cm比色皿，以純水作參比，測(cè)定吸光度以上述系列標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)得的吸光度Ai扣除試劑空白（1號(hào)管）的吸光度，得到校正吸光度Ai’，以校正吸光度Ai’為縱坐標(biāo)，繪制吸光度對(duì)亞硝酸氮質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線管號(hào)123456ρ/（mg/L）00.00500.01000.02000.04000.0600VS/mL00.1250.2500.5001.0001.500Ai水樣測(cè)定取25mL水樣到具塞比色管每支比色管中分別加入0.5mL磺胺溶液，混勻分別加入0.5mL鹽酸萘乙二胺溶液，混勻，放置顯色15min在波長(zhǎng)543nm波長(zhǎng)處，用1cm比色皿，以純水作參比，測(cè)定吸光度A水樣以上述水樣測(cè)得的吸光度A水樣扣除試劑空白（1號(hào)管）的吸光度，得到校正吸光度A’水樣結(jié)果與計(jì)算繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線、求算回歸方程：采用相應(yīng)軟件（如Excel）處理標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)并繪圖，橫坐標(biāo)為亞硝酸氮濃度（mg/L），縱坐標(biāo)為系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的校正吸光度Ai’，所得標(biāo)準(zhǔn)曲線應(yīng)為通過原點(diǎn)的直線，同時(shí)可求得直線回歸方程：計(jì)算含量：水樣中亞硝酸氮含量可按下式計(jì)算：或在標(biāo)準(zhǔn)曲線圖中查出亞硝酸氮含量。思考題天然水體中無(wú)機(jī)氮對(duì)水生生物有何影響？測(cè)定氨氮和硝酸鹽的常用方法有哪些？活性磷酸鹽的測(cè)定

（磷鉬藍(lán)法）實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)原理活性磷+鉬酸銨→磷鉬黃雜多酸（酸性介質(zhì)中）磷鉬黃→磷鉬藍(lán)（適當(dāng)?shù)倪€原劑）882nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度本方法最低檢出濃度(以P計(jì))為0.02μmol/L，測(cè)定上限為65μmol/L適用于各種水體中活性磷酸鹽的測(cè)定實(shí)驗(yàn)步驟水樣預(yù)處理（水樣經(jīng)過0.45μm的濾膜抽濾）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制水樣的測(cè)定實(shí)驗(yàn)步驟制作標(biāo)準(zhǔn)曲線取6支25mL具塞比色管，分別加入下表所示體積的磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，定容至25mL，混勻分別加入0.5mL鉬酸銨-酒石酸銻鉀混合溶液，混勻分別加入0.5mL抗壞血酸溶液，混勻，放置顯色5min在波長(zhǎng)882nm波長(zhǎng)處，用1cm比色皿，以純水作參比，測(cè)定吸光度以上述系列標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)得的吸光度Ai扣除試劑空白（1號(hào)管）的吸光度，得到校正吸光度Ai’，以校正吸光度Ai’為縱坐標(biāo)，繪制吸光度對(duì)亞硝酸氮質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線管號(hào)123456ρ/（mg/L）00.0300.0600.1200.1800.240VS/mL00.250.501.001.502.00Ai水樣測(cè)定取25mL水樣到具塞比色管每支比色管中分別加入0.5mL鉬酸銨-酒石酸銻鉀混合溶液，混勻分別加入0.5mL抗壞血酸溶液，混勻，放置顯色15min在波長(zhǎng)882nm波長(zhǎng)處，用1cm比色皿，以純水作參比，測(cè)定吸光度A水樣以上述水樣測(cè)得的吸光度A水樣扣除試劑空白（1號(hào)管）的吸光度，得到校正吸光度A’水樣結(jié)果與計(jì)算繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線、求算回歸方程：采用相應(yīng)軟件（如Excel）處理標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)并繪圖，橫坐標(biāo)為磷酸鹽濃度（mg/L），縱坐標(biāo)為系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的校正吸光度Ai’，所得標(biāo)準(zhǔn)曲線應(yīng)為通過原點(diǎn)的直線，同時(shí)可求得直線回歸方程：計(jì)算含量：水樣中亞硝酸氮含量可按下式計(jì)算：或在標(biāo)準(zhǔn)曲線圖中查出亞硝酸氮含量。思考題分析活性磷酸鹽測(cè)定的影響因素有哪些？堿度的測(cè)定

（酸滴定法）實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)原理水樣用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至規(guī)定的pH值，其終點(diǎn)可由加入的酸堿指示劑在該pH值時(shí)顏色的變化來(lái)判斷。當(dāng)?shù)味ㄖ练犹甘緞┯杉t色變?yōu)闊o(wú)色時(shí)，溶液的pH值為8.3，表明水中氫氧根離子已被中和，碳酸根離子均被轉(zhuǎn)為碳酸氫根離子：OH-+H+

→H2OCO32-+H+→HCO3-

當(dāng)?shù)味ㄖ良谆t—次甲基藍(lán)混合指示劑由橙黃色變成淺紫紅色時(shí)，溶液的pH值為4.3~4.5，指示水中碳酸氫根（包括原有的和由碳酸根轉(zhuǎn)化成的）已被中和：HCO-

3+H+

→H2O+CO2據(jù)上述兩個(gè)滴定終點(diǎn)到達(dá)時(shí)所消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液的量，可算出水中碳酸根、碳酸氫根濃度及總堿度。實(shí)驗(yàn)步驟1.鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的標(biāo)定20mL碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液→錐形瓶+30mL無(wú)二氧化碳純水+混合指示劑6滴用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至由橙黃色變成淺紫紅色加熱驅(qū)除CO2→紫紅色褪去→稍冷卻后繼續(xù)滴定至淺紫紅色記取鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液用量V，按下式計(jì)算其準(zhǔn)確濃度：2.水樣測(cè)定取50.00mL水樣→250mL錐形瓶+酚酞指示劑4滴，搖勻溶液呈紅色則滴定至無(wú)色，記錄鹽酸使用量Vp（溶液無(wú)色，則Vp=0，繼續(xù)以下操作）+混合指示劑6滴用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至溶液由橙黃色變成淺紫紅色記錄滴定鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液用量為VM思考題需了解淡水中OH-、HCO3-、CO32-的濃度，如何計(jì)算？測(cè)定堿度時(shí)，水樣可否進(jìn)行稀釋，為什么？總硬度的測(cè)定

（絡(luò)合滴定法）實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)原理乙二胺四乙酸二鈉（EDTA二鈉）在不同的酸度范圍內(nèi)能與許多Ⅱ價(jià)及多價(jià)金屬離子絡(luò)合，生成各種穩(wěn)定性很高的絡(luò)合物。在pH≈10的條件下，以鉻黑T作指示劑，用EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定水樣中Ca2+、Mg2+的含量，即可計(jì)算水樣的總硬度。其反應(yīng)如下：滴定終點(diǎn)前：加指示劑時(shí)滴定時(shí)滴定達(dá)終點(diǎn)時(shí)隨著滴定反應(yīng)的進(jìn)行，不斷有H+釋放，使pH降低。因此使用氨－氯化銨緩沖溶液，以保持溶液的pH在10附近。由于鉻黑T與Ca2+、Mg2+生成的酒紅色絡(luò)合物的穩(wěn)定性不如EDTA與Ca2+、Mg2+生成的無(wú)色絡(luò)合物。因此，當(dāng)用EDTA二鈉溶液滴定時(shí)，EDTA二鈉先與水中游離的Ca2+、Mg2+絡(luò)合，然后再奪取被鉻黑T絡(luò)合的Ca2+、Mg2+。最終使鉻黑T游離，溶液的顏色也由酒紅色變?yōu)殂t黑T的藍(lán)色。儀器及試劑主要儀器：25mL酸式滴定管、250mL錐形瓶、移液管、吸量管等。試劑：1．EDTA二鈉溶液（c1/2EDTA=0.02mol/L）：稱取約2gNa2H2Y?2H2O，用純水溶解（可加熱促溶或放置過夜）并稀釋至500mL。2．氨性緩沖溶液（內(nèi)含Mg—EDTA鹽）：①NH3—NH4Cl緩沖溶液：稱取16.9g分析純NH4Cl固體溶于143mL濃氨水中。②Mg—EDTA溶液：稱取0.644gMgCl2?6H2O溶解后于50mL容量瓶中定容。然后準(zhǔn)確移取25.00mL溶液于錐形瓶中，加1mLNH3—NH4Cl溶液，3滴鉻黑T指示劑，用0.1mol/L的EDTA二鈉溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色為止，記錄用量。再按此比例取相應(yīng)體積的EDTA二鈉溶液，加到容量瓶中，與剩余的MgCl2溶液混合，即成Mg—EDTA溶液。③

將①溶液和②溶液混合，用純水定容到250mL，即得含Mg—EDTA鹽的氨性緩沖溶液。此溶液pH≈10。3．鉻黑T指示劑：0.5g鉻黑T固體溶于100mL三乙醇胺中，可用最多25mL乙醇代替三乙醇胺，以減少溶液的粘性，盛放在棕色瓶中。4．HCl溶液（1+1）：5．氨水（1+1）：6．標(biāo)準(zhǔn)鋅溶液：精確稱取0.31～0.35g的基準(zhǔn)鋅粒（WZn）于100mL燒杯中，加入1+1鹽酸溶液10mL，蓋上表面皿，待鋅粒完全溶解后，將燒杯內(nèi)的溶液全部轉(zhuǎn)入500mL容量瓶中定容，即得鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液。實(shí)驗(yàn)步驟1.EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定20.00mLZn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液→錐形瓶+純水30mL逐滴加入1:1氨水，待溶液有氨味后，+1mL氨性緩沖溶液+鉻黑T指示劑3滴立即用EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色記取EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液用量VEDTA，按下式計(jì)算其準(zhǔn)確濃度：