水质分析方法介绍(共25页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上第三节:水质分析方法介绍水质分析是属于分析化学的内容之一。分析化学包括结构分析、定性缝隙和定量分析三种,对于锅炉用水的水质监督来说,只要求作定量分析,以确定水中某些杂质的含量。按照分析所用的方法及原理的不同,定量分析可分类重量分析法仪器分析法定量分析化学分析法容量分析法中和滴定法沉淀滴定法络合滴定法氧化还原滴定法比色法分光光度法电位滴定法色谱分析法原子吸收光谱分析法 仪器分析法是根据被测物质的某种物理或物理化学性质(如光学性质和电化学性质),借助于专门的仪器,来进行测定仪器的方法。一、重量分析方法(一)概述重量分析法,是使被测成分在一定条件下与试样中的其它成分分离,然
2、后以某种固体物质形式进行程量,根据测得的重量来计算试样中被策组分的含量。在重量分析中,一般采用气化法和沉淀法。(二)重量分析的基本操作技术1.沉淀的生成沉淀的生成是重量分析中的关键环节,将直接影响分析结果的准确性。(1)对沉淀的要求1)所生成的沉淀溶解度要小,为保证所测组分沉淀完全,要求沉淀反应必须定量完成,即被测组分必须完全形成沉淀,为达到这一目的,沉淀剂的用量通常比理论计算要过量20%50%,由于同离子效应,被策组分沉淀的更完全些,但也不能过多,否则由于盐效应,反而会使沉淀溶解度增大。2)沉淀应易于过滤和洗涤。因此希望获得粗大的晶粒,而且沉淀的称量形式必须有固定的化学组成。3)沉淀应力求纯
3、净,尽量避免受污染。4)沉淀易于转化为称量形式。因此,在实际工作中,正确掌握沉淀条件,所用沉淀剂最好是易于挥发的,便于在烘干或灼烧中除去。(2)沉淀的制备进行沉淀反应时,沉淀剂应沿着玻璃棒滴加到试样溶液中,并按不同的要求进行搅拌、加热。滴加沉淀剂时玻璃棒下端应靠近液面,对于晶形沉淀,沉淀剂要缓慢加入,反应完毕,要放置一段时间9陈化),晶体颗粒变得粗大,易过滤和洗涤;对于非晶粒沉淀,沉淀剂则要加得快些,沉淀生成后立即进行过滤。为了检查沉淀是否完全,方法是将溶液静置,待沉淀下降后,用小滴管靠近液面,向溶液上层清液滴入12滴沉淀剂,观察滴落处的变化,如沉淀剂滴落处不出现浑浊现象,则表示沉淀已经完全,
4、否则应继续重复上述的操作,直至沉淀完全为止。2.沉淀的过滤和洗涤过滤的目的是用蒸馏水洗涤沉淀,一是将沉淀中残留母液除去;二是通过洗涤,将溶液中粘附的沉淀微粒全部转移到滤纸中心,减少偏差。(1)过滤工业锅炉水处理技术P424过滤的目的是将粘附在容器内即玻璃上的沉淀全部转移到滤纸中。(2)洗涤洗涤沉淀按“少量多次”的原则。即每次用少量的洗涤液,多次洗涤。并且每次洗涤后,应待滤纸中的洗涤液尽量滤干,才进行下一次洗涤操作。在一般情况下,洗涤810次就可将沉淀洗涤干净。3.沉淀的烘干和灼烧沉淀的烘干和灼烧的目的都是为了除去沉淀中的水分和挥发分,使沉淀形成固定的程量形式。(1)沉淀连同滤纸一起取出(注意切
5、莫使沉淀泻出),置于有盖瓷坩埚内,在105110温度下干燥,第一次烘干时间为1小时,然后冷却至室温并称重,在继续烘干0.5小时,冷却称重。如此反复数次,直至恒重。恒重方法:1)连续两次称重,其重量相差不大于0.0002g。2)经多次称重,重量略有回升,以回升前一次称重为恒重。(2)灼烧将烘干后的沉淀及滤纸,连同坩埚置于普通电炉上,盖上坩埚盖,并留一条缝隙,接通电炉,将滤纸灰化,灰化时注意不要让滤纸爆燃,否则沉淀回溅出作废,灰化过程直至不冒烟即止。接着将坩埚连盖放入高温电炉(又称马沸炉)内,在800900温度下灼烧,灼烧时第一次为3040分钟,以后每次为20分钟,直至恒重为止。4.应注意的几个问
6、题(1)沉淀在搅拌和过滤过程中,所使用的玻璃棒不能离开容器,应放置在容器内,以避免玻璃棒上沾附的沉淀物及溶液损失或受外界尘埃污染。(2)过滤及洗涤时,倾进漏斗内的溶液或洗涤液的液面应低于滤纸边缘5mm以下。如液面等于或高于滤纸边缘,由于毛细管作用,溶液中悬浮的沉淀物将会沿着滤纸与漏斗内壁缝隙流下。从而影响了分析结果的准确性。(三)悬浮固形物的测定1.概要(1)水样中被某种过滤材料分离出来的固形物称为悬浮固形物。不同的过滤材料可以获得不同的测定结果。(2)本法系采用G4玻璃过滤器或用铺有5mm厚的石棉层的古氏坩埚过滤器作为滤料。2.仪器G4玻璃过滤器(孔径34m)或古氏坩埚(容积为30mL)。电
7、力真空泵或水力抽气器。吸滤瓶(容积为2000mL)。3.试剂及配制硝酸溶液(1:1)4.测定方法(1)采用G4玻璃过滤器时,先用硝酸溶液洗涤过滤器,再用蒸馏水洗净,然后置于105110烘箱中烘干1小时取出。放于干燥器内冷却至室温,称量至恒重。(2)将玻璃过滤器(或铺有洗石棉层的古氏坩埚)安装在吸滤瓶上启动真空泵。(3)若采用酸洗石棉层作为过滤材料,可将酸洗石棉按下述方法均匀地铺平整个古氏坩埚底部。1)将酸洗石棉放入烧杯中,加大量蒸馏水并激烈搅拌。2)往已搅拌好的酸洗石棉中,加大量的蒸馏水,再次搅拌,并把上部浑浊液含有细小的石棉纤维悬浮液倒入一烧杯中,沉于烧杯底部较长的石棉纤维悬浮液倒入另一烧杯
8、中。3)把干净的古氏坩埚安装在吸瓶上,以备抽滤。4)将准备好的较长的石棉纤维悬浮液倒入坩埚中,徐徐地抽滤逐次倒入,逐次抽滤,直到酸洗石棉层厚达约4mm。5)然后倒入细小的酸洗石棉纤维悬浮液抽滤,使覆盖层约1 mm。(4)用蒸馏水洗涤制备好的酸洗石棉层,直至洗出液透明为止。将上述制备好铺有酸洗石棉层的古氏坩埚于105110烘箱中烘干1小时,取出放入干燥器冷却,称重,直至恒重。(5)将水样摇匀后按表10-3规定准确量取水样体积,徐徐注入玻璃过滤器中,最初过滤的200 mL滤液,应重复过滤一次,滤液留作溶解固形物及其他分析用。若过滤后的水样有浑浊,应重新过滤。表10-3 悬浮物含量与应取水样的体积悬
9、浮固形物含量mg/L水样体积m L备注50500直接测定501000直接测定(6)过滤完毕后,用少量蒸馏水将计量水样的容器和玻璃过滤器清洗数次。将玻璃过滤器移入105110烘箱中烘干1小时,取出放入干燥器,冷却至室温称量。(7)再在相同的温度下干燥0.5小时,冷却称量,如此反复操作直至恒重。水样中悬浮固形物的含量(XG)按式(10-1)计算:XG=1000 (10-1)式中 XG水样中悬浮固形物的含量,mg/L; G1玻璃过滤器(或铺有石棉层的古氏坩埚)与悬浮固形物的总量,mg; G2玻璃过滤器(或铺有石棉层的古氏坩埚)与悬浮固形物的重量,mg; V水样的体积,m L。(8)在测定结果的报告中
10、应注明所用的过滤材料。(四)溶解固形物的测定1.概要溶解固形物是指已被分离悬浮固形物后的滤液经蒸发干燥所得的残液。2.仪器水浴锅或烧杯(400 m L)。蒸发皿(100200 m L)。3.测定方法(1)取一定量已过滤充分摇匀的澄清水样(水样体积应使蒸发残留物的重量在100 m L左右),逐次注入经烘干至恒重的蒸发皿中,在水浴锅上蒸干。注:为防止蒸干,烘干过程中落入杂物而影响试验结果,必须在蒸发皿上放置玻璃三角架并加盖表面皿。(2)取出蒸干的样品连同蒸发皿移入105110烘箱中烘干2小时。取出蒸发皿放在干燥器内冷却至室温,迅速称量。(3)在相同条件下烘0.5小时,冷却后称量,如此反复操作直至恒
11、重。溶解固形物含量(RG)按式(10-2)计算:RG=1000 (10-2)式中 G1玻璃过滤器(或铺有石棉层的古氏坩埚)与悬浮固形物的总量,mg; G2玻璃过滤器(或铺有石棉层的古氏坩埚)与悬浮固形物的重量,mg; V水样的体积,mL。(五)油的测定1.概要当水样中加入凝聚剂硫酸铝时,扩散在水中的油微粒被形成的氢氧化铝凝聚。随着氢氧化铝的沉淀,便将水中微量的油也聚集在沉淀中。经加酸酸化,又可将沉淀溶解,并通过有机溶剂的萃取,将分离出来的油质转入有机溶剂中。将有机溶剂蒸发至干,残留的便是水中的油,通过称重即可求出水中的油含量。此法采用四氯化碳作有机溶剂,这样可以避免在蒸发过程中发生燃烧或爆炸事
12、故。2.仪器具有磨口塞的取样瓶(500010000 mL)。分液漏斗(500 mL)。瓷蒸发皿(100200 mL)。3.试剂及其配制30%硫酸铝溶液Al2(SO4)318H2O(g/ L)。20%无水碳酸钠溶液(Na2CO3)(g/ L)。浓硫酸(密度1.84g/cm3)。四氯化碳(CCl4)。4.测定方法(1)开大被测水样流量,取500010000 mL水样。取完后立即加入510mL硫酸铝溶液(每升加1mL算),摇匀,立即加入510mL碳酸钠溶液(也按每升加1mL算),充分摇匀,将水中分散的油粒凝聚沉淀,静置12小时以上,待 充分沉淀至瓶底,然后用虹吸管将上层澄清液吸走。虹吸时应小心移动胶
13、皮管,尽量使大部分澄清水被吸走,但又不致于将沉淀物带走。在剩下的沉淀物中加入若干滴浓硫酸使沉淀溶解,并将此酸化的溶液移入500mL的分液漏斗中。(2)取100mL四氯化碳倒入取样瓶内,充分清洗取样瓶壁上沾有的油渍,将此四氯化碳洗液也移入分液漏斗内。(3)充分摇匀并萃取酸化溶液中所含的油,静置,待分层完毕后,将底层四氯化碳用一张干的无灰滤纸过滤,将过滤后四氯化碳溶液移入一个100200mL已恒重的蒸发皿内,再用10mL四氯化碳淋洗分液漏斗及过滤滤纸,将清洗液一齐加入已恒重的蒸发皿中。(4)将蒸发皿放在水浴锅上,在通风橱内将四氯化碳蒸发至干,然后将蒸发皿放在1105的恒温箱内,烘干2小时后在干燥器
14、内冷却,并称至恒重。(5)另取100mL四氯化碳于另一恒重的蒸发皿中,按(1)(4)作空白实验。注:若四氯化碳质量较好,可以不作空白实验。水样中含油量(Y)按式(10-3)计算:Y= (10-3)式中 G1测定水样时蒸发皿重,g; G2蒸发皿与水样含油的总重量,g;G3测定空白时蒸发皿重,g; G4蒸发皿与空白实验的总重量,g; V水样体积,mL。5.测定水样时注意事项(1)为了节约有机溶剂,所用四氯化碳应回收利用,回收的方法是将分液漏斗分出的四氯化碳先放在一个200 mL的蒸馏烧瓶内,然后将蒸馏烧瓶放在水浴锅上蒸发并用冷凝器收集被蒸发的四氯化碳。待烧瓶内剩下20mL左右时,即停止蒸发,将烧瓶
15、内残留的四氯化碳移入已称至恒重的蒸发皿内,再用10mL四氯化碳清洗烧瓶,然后将洗液一齐加入蒸发皿内,按上述方法继续进行油质量测定。(2)如所取水样内混有较多的微粒杂质,则在四氯化碳萃取后,水和有机溶剂分层处不会出现明显的分液层,但仍可用于干的过滤过程。因为干滤纸会很快吸干混杂层中的水珠,而使四氯化碳通过滤纸时并不影响测试结果。(3)四氯化碳蒸气对人体有毒害,在操作时应尽量避免吸入,蒸发烘干时必须在通风橱内进行。二、容量分析法(一)容量分析就是将标准溶液滴加到被测物质溶液中去(这个过程称为“滴定”),让标准溶液与被测物质恰好反应完全,也就是两者的毫摩尔数相等的时候,然后根据试剂的浓度和耗用体积的
16、量,来计算被测物质的含量。容量分析也称为滴定分析,根据所利用的反应的不同,可以分为酸碱滴定,沉淀滴定、综合滴定和氧化还原滴定等方法。容量分析和重量分析相比,方法简便、快速,应用范围广,分析结果比较准确,使用仪器也比较简单,经常使用的仪器有滴定管、移液管和容量瓶等。(二)容量分析的基本操作技术1.滴定管的使用滴定管是准确测量所流出的液体体积的仪器,分为酸式滴管和碱式滴管,分别用于盛装酸性和碱性溶液。(1)盛装标准溶液盛装标准溶液前,滴定管应洗涤干净,并用所盛装的标准溶液洗涤23次,然后注入标准溶液。装好标准溶液后,应注意将滴管下端出口处的气泡赶走,让标准溶液充满它,然后调整液面至0.00mL或一
17、定的刻度之处。(2)滴定管的读数滴定管读数时,应拿着滴管的上端,另其自然垂直,并使管内液面与眼睛处于同一平面,待液面稳定后,读数与液面下缘相切点的刻度。P4332.移液管的使用移液管又称吸管,是用于准确移取一定体积溶液的仪器。移液管分单标式和多标式两种,单标式只有一个刻度,只能吸取一个数值的体积溶液,多标式则有多个刻度,可按要求吸取多个不同数值的体积溶液。(1)移液管使用前应洗涤干净,并用待移取的溶液洗涤数次。(2)移液操作时,用右手拇指,中指拿着管子上端,将下端插入待吸溶液面下约1cm处,并且随着液面下降而同时下降,自使自终不离开液面。用左手拿橡胶吸球(又称吸耳球),排出球内空气后对准移液管
18、上口,并按紧勿使漏气,然后放松吸球,则溶液在移液管内上升。管内溶液液面升至略高于移液管刻度处时,迅速移去吸球,右手食指随即紧按在管口上,将移液管提离容器液面,并轻轻移动移液管,使管内液面缓缓降至与刻度相切的位置,立即压紧食指,使管内液面不再下降。(3)接着将移液管下端尖口插入锥形瓶中,与内壁接触,锥形瓶稍倾斜,松开食指,让管内溶液自然地沿着锥形瓶内壁流下。(4)管内溶液流完后再等约15分钟左右即可移去移液管。3.滴定操作(1)使用酸式滴管操作时,左手控制旋塞,拇指、食指、中指轻轻捏住旋塞柄,无名指、小指向手心弯曲,成握空拳壮,旋塞尾部虚握在手心中。使用碱式滴定管时,用左手拇指食指捏着滴管下端胶
19、管玻璃珠上部或中部,轻轻推拉胶管以控制管内溶液的流速,不要捏挤玻璃珠的下方,以免将玻璃推向上部,造成读数偏差。P435(2)被测溶液置于锥形瓶中,右手拿着颈部,让滴定管下端稍伸进锥形瓶口内,通过手腕的转动,令锥形瓶内溶液沿着同一方向转动。如被测溶液用烧杯盛接,将烧杯置于滴管之下,用右手拿玻璃棒,在烧杯内进行搅拌。(3)滴定开始时滴定速度为10mL/min左右,在接近终点时,滴定速度应减缓,以免滴定过量而影响了分析的准确性。滴定过程中,锥形瓶或烧杯始终都不能离开滴管尖端,以免溶液出瓶外,同时滴管尖端不要与烧杯的内壁碰撞。(4)滴定中每份试样所消耗用的标准溶液量应以不超过滴管的最大容量为度,以免在
20、补加标准溶液中造成偏差,但也不宜太少。(5)滴定分析中应严密注视被测溶液颜色变化情况,以准确判断终点的到达。(三)氯化物的测定1.概要氯化物含量为5100mg/L的水样。在中性或弱碱性溶液中,氯化物与硝酸银作用生成白色氯化银沉淀,过量的硝酸银与铬酸钾作用生成砖红色铬酸银沉淀,是溶液显橙色,即为滴定终点。2.试剂及配制(1)氯化钠标准溶液(1 mL含1 mg氯离子):取基准试剂或优级纯的氯化钠34g置于瓷坩埚内,于高温炉内升温至500灼烧10min,然后放入干燥器内冷却至室温。准确称取1.649g氯化钠,先溶于少量蒸馏水,然后稀释至1000mL。(2)硝酸银溶液(1 mL含1 mg氯离子):称取
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