2022年环境监测实验教案环科 .pdf
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1、学习必备欢迎下载N 实验一水中氟化物的测定离子选择电极法水中氟化物的含量是衡量水质的重要指标之一,生活饮用水水质限值为1.0mg/L。测定氟化物的方法有氟离子选择电极法、离了色谱法、比色法和容量滴定法,前两种方法应用普遍。 本实验采用氟离子选择电极法测定游离态氟离子浓度,当水样中含有化合态 (如氟硼酸盐 ) 、络合态的氟化合物时, 应预先蒸馏分离后测定。一、实验目的和要求 1掌握用离子活度计或pH计、晶体管毫伏计及氟离子选择电极测定氟化物的原理和测定方法,分析干扰测定的因素和消除方法。 2复习教材第二章中的相关内容;在预习报告中列出被测原电池,简要说明测定方法原理和影响测定的因素。二、仪器 1
2、氟离子选择电极 ( 使用前在去离子水中充分浸泡)。 2饱和甘汞电极。 3精密 pH计或离子活度计、晶体管毫伏计,精确到0.1mv。 4磁力搅拌器和塑料包裹的搅拌子。 5容量瓶: 100mL 、50mL 。 6移液管或吸液管: 10.00mL、5.00mL。 7烧杯: 50mL 、100mL 。三、试剂所用水为去离子水或无氟蒸馏水。 1氟化物标准贮备液: 称取 0.2210 g 基准氟化钠 (NaF)( 预先于 105110烘干 2 h 或者于 500650烘干约 40 min ,冷却 ),用水溶解后转入1000 mL容量瓶中,稀释至标线,摇匀。贮存在聚乙烯瓶中。此溶液每毫升含氟离子100 g。
3、 2乙酸钠溶液:称取15 g 乙酸钠 (CH3COONa) 溶于水,并稀释至100 mL。 3盐酸溶液: 2 mol/L 。 4总离子强度调节缓冲溶液(TISAB) :称取 58.8 g 二水合柠檬酸钠和85 g硝酸钠,加水溶解,用盐酸调节pH至 56,转入 1000 mL容量瓶中,稀释至标线,摇匀。5水样 1,2。四、测定步骤1仪器准备和操作按照所用测量仪器和电极使用说明,首先接好线路,将各开关置于“关”的位置,开启电源开关,预热15min,以后操作按说明书要求进行。2氟化物标准溶液制备用氟化钠标准贮备液、 吸液管和 100mL容量瓶制备每毫升含氟离子10g 的标准溶液。3标准曲线绘制精选学
4、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 25 页学习必备欢迎下载用吸液管取 1.00、3.00、5.00 、10.00 、20.00 mL氟化物标准溶液,分别置于 5 只 50 mL容量瓶中,加入 10mL总离子强度调节缓冲溶液,用水稀释至标线,摇匀。分别移入 100 mL聚乙烯杯中,放入一只塑料搅拌子,按浓度由低到高的顺序,依次插入电极,连续搅拌溶液,读取搅拌状态下的稳态电位值(E) 。在每次测量之前, 都要用水将电极冲洗净, 并用滤纸吸去水分。 在半对数坐标纸上绘制 E-lgcF-标准曲线,浓度标于对数分格上,最低浓度标于横坐标的
5、起点线上。4水样测定用无分度吸液管吸取适量水样,置于50 mL容量瓶中,用乙酸钠或盐酸溶液调节至近中性,加入10mL总离子强度调节缓冲溶液,用水稀释至标线,摇匀。将其移入 100 mL聚乙烯杯中,放入一只塑料搅拌子,插入电极,连续搅拌溶液,待电位稳定后,在继续搅拌下读取电位值(Ex) 。在每次测量之前,都要用水充分洗涤电极, 并用滤纸吸去水分。 根据测得的毫伏数, 由标准曲线上查得试液氟化物的浓度,再根据水样的稀释倍数计算其氟化物含量。5空白试验用去离子水代替水样, 按测定样品的条件和步骤测量电位值,检验去离子水和试剂的纯度,如果测得值不能忽略,应从水样测定结果中减去该值。当水样组成复杂时,
6、宜采用一次标准加入法, 以减小基体的影响。 其操作是:先按步骤 4 测定出试液的电位值 (E1) ,然后向试液中加入与试液中氟含量相近的氟化物标准溶液 (体积为试液的 1/10 1/100) ,在不断搅拌下读取稳态电位值(E2) ,按下式计算水样中氟化物的含量:式中: Cx水样中氟化物 (F-) 浓度(mg/L) ; Vx水样体积 (mL); csF-标准溶液的浓度 (mg/L) ; Vs加入 F-标准溶液的体积 (mg/L) ;E等于 E1 - E2(对阴离子选择性电极 ) ,其中, E1为测得水样试液的电位值(mV),E2为试液中加入标准溶液后测得的电位值(mV); S氟离子选择性电极实测
7、斜率。如果 VsVx,则上式可简化为:五、结果处理 1绘制 E(mV)-lgF- 标准曲线。 2计算水样中氟化物的含量。 3分析测定方法中采取的控制或消除各种干扰因素的措施。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 25 页学习必备欢迎下载实验二水中铬的测定废水中铬的测定常用分光光度法,是在酸性溶液中,六价铬离子与二苯碳酰二肼反应,生成紫红色化合物, 其最大吸收波长为540nm,吸光度与浓度的关系符合比尔定律。如果测定总铬,需先用高锰酸钾将水样中的三价铬氧化为六价,再用本法测定。一、实验目的和要求1掌握六价铬和总铬的测定方法;熟练
8、应用分光光度计。2预习第二章第六节关于水和废水中金属化合物的测定原理和方法。二、六价铬的测定(一)仪器1.分光光度计,比色皿(1cm、3cm)。2.50mL 具塞比色管,移液管,容量瓶等。(二)试剂1.丙酮。2.(11)硫酸。3.(11)磷酸。4.0.2( m/V)氢氧化钠溶液。5.氢氧化锌共沉淀剂:称取硫酸锌(ZnSO4 7H2O)8g,溶于 100mL 水中;称取氢氧化钠 2.4g,溶于 120mL 水中。将以上两溶液混合。6.4( m/V )高锰酸钾溶液。7.铬标准贮备液:称取于120干燥 2h 的重铬酸钾(优级纯)0.2829g,用水溶解,移入 1000mL 容量瓶中,用水稀释至标线,
9、摇匀。每毫升贮备液含0.100g 六价铬。8.铬标准使用液: 吸取 5.00mL 铬标准贮备液于500mL 容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。每毫升标准使用液含1.00g 六价铬。使用当天配制。9.20(m/V )尿素溶液。10.2(m/V )亚硝酸钠溶液。11.二苯碳酰二肼溶液: 称取二苯碳酰二肼 (简称 DPC, C13H14N4O) 0.2g, 溶于 50mL丙酮中,加水稀释至100mL,摇匀,贮于棕色瓶内,置于冰箱中保存。颜色变深后不能再用。(三)测定步骤1.水样预处理精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 25 页学习必
10、备欢迎下载(1)对不含悬浮物、低色度的清洁地面水,可直接进行测定。(2)如果水样有色但不深,可进行色度校正。即另取一份试样,加入除显色剂以外的各种试剂,以2mL 丙酮代替显色剂,用此溶液为测定试样溶液吸光度的参比溶液。(3)对浑浊、色度较深的水样,应加入氢氧化锌共沉淀剂并进行过滤处理。(4)水样中存在次氯酸盐等氧化性物质时,干扰测定,可加入尿素和亚硝酸钠消除。(5)水样中存在低价铁、 亚硫酸盐、硫化物等还原性物质时, 可将 Cr6+还原为 Cr3+,此时,调节水样pH 值至 8,加入显色剂溶液,放置5min 后再酸化显色,并以同法作标准曲线。2.标准曲线的绘制:取9 支 50mL 比色管,依次
11、加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 和 10.00mL 铬标准使用液,用水稀释至标线,加入11 硫酸 0.5mL和 11磷酸 0.5mL,摇匀。加入2mL 显色剂溶液,摇匀。510min 后,于 540nm 波长处,用 1cm 或 3cm 比色皿,以水为参比,测定吸光度并作空白校正。以吸光度为纵坐标,相应六价铬含量为横坐标绘出标准曲线。3.水样的测定:取适量(含Cr6+少于 50g)无色透明或经预处理的水样于50mL 比色管中,用水稀释至标线,测定方法同标准溶液。进行空白校正后根据所测吸光度从标准曲线上查得Cr6+含量。(四)计算式中: m 从标准曲线
12、上查得的Cr6+量(g);V 水样的体积( mL)。(五)注意事项1用于测定铬的玻璃器皿不应用重铬酸钾洗液洗涤。2Cr6+与显色剂的显色反应一般控制酸度在0.050.3mol/L(1/2H2SO4)范围,以0.2mol/L 时显色最好。显色前,水样应调至中性。显色温度和放置时间对显色有影响,在 15时, 515min 颜色即可稳定。3如测定清洁地面水样,显色剂可按以下方法配制:溶解0.2g 二苯碳酰肼于100mL95的乙醇中, 边搅拌边加入19 硫酸 400mL。该溶液在冰箱中可存放一个月。用此显色剂,在显色时直接加入2.5mL 即可,不必再加酸。但加入显色剂后,要立即摇匀,以免 Cr6+可能
13、被乙酸还原。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 25 页学习必备欢迎下载实验三化学需氧量的测定一、实验目的和要求1掌握容量法测定化学需氧量的原理和技术,熟悉实验原理和操作方法。2复习第二章有机污染物综合指标的含义及测定方法二、重铬酸钾法( CODCr)(一)原理在强酸性溶液中, 准确加入过量的重铬酸钾标准溶液,加热回流, 将水样中还原性物质(主要是有机物)氧化,过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液回滴,根据所消耗的重铬酸钾标准溶液量计算水样化学需氧量。(二)仪器1.500mL 全玻璃回流装置。2.加热装置(
14、电炉)。3.25mL 或 50mL 酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶等。(三)试剂烘干 2h 的基准或优质纯重铬酸钾12.258g 溶于水中,移入1000mL 容量瓶,稀释至标线,摇匀。2.试亚铁灵指示液:称取1.485g 邻菲啰啉( C12H8N2 H2O)、 0.695g 硫酸亚铁(FeSO4 7H2O)溶于水中,稀释至100mL,贮于棕色瓶内。亚铁铵溶于水中, 边搅拌边缓慢加入20mL 浓硫酸,冷却后移入 1000mL 容量瓶中,加水稀释至标线,摇匀。临用前,用重铬酸钾标准溶液标定。标定方法: 准确吸取 10.00mL 重铬酸钾标准溶液于500mL 锥形瓶中,加水稀释至110mL 左右
15、,缓慢加入30mL 浓硫酸,混匀。冷却后,加入3 滴试亚铁灵指示液(约0.15mL),用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。式中: c 硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L );精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 25 页学习必备欢迎下载V 硫酸亚铁铵标准溶液的用量(mL)。4.硫酸-硫酸银溶液:于500mL 浓硫酸中加入5g 硫酸银。放置12d,不时摇动使其溶解。5.硫酸汞:结晶或粉末。(四)测定步骤1.取 20.00mL 混合均匀的水样(或适量水样稀释至20.00mL)置于 250mL 磨口的回
16、流锥形瓶中, 准确加入 10.00mL 重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石,连接磨口回流冷凝管, 从冷凝管上口慢慢地加入30mL 硫酸-硫酸银溶液, 轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀,加热回流2h(自开始沸腾时计时)。对于化学需氧量高的废水样,可先取上述操作所需体积1/10 的废水样和试剂于15 150mm 硬质玻璃试管中,摇匀,加热后观察是否成绿色。如溶液显绿色,再适当减少废水取样量, 直至溶液不变绿色为止,从而确定废水样分析时应取用的体积。稀释时,所取废水样量不得少于5mL,如果化学需氧量很高,则废水样应多次稀释。废水中氯离子含量超过30mg/L 时,应先把 0.4g 硫酸汞加入回流锥形瓶中,再
17、加20.00mL 废水(或适量废水稀释至20.00mL),摇匀。2.冷却后,用90mL 水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶。溶液总体积不得少于140mL,否则因酸度太大,滴定终点不明显。3.溶液再度冷却后,加3 滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点,记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。4.测定水样的同时,取20.00mL 重蒸馏水,按同样操作步骤作空白试验。记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。(五)计算式中: c 硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L );V0滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量(mL);V1滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量(mL);V 水样
18、的体积( mL);8氧( 1/2O)摩尔质量( g/mol)。(六)注意事项精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 25 页学习必备欢迎下载1.使用 0.4g 硫酸汞络合氯离子的最高量可达40mg,如取用 20.00mL 水样,即最高可络合 2000mg/L 氯离子浓度的水样。若氯离子的浓度较低,也可少加硫酸汞,使保持硫酸汞:氯离子 =101(W/W )。若出现少量氯化汞沉淀,并不影响测定。2.水样取用体积可在10.0050.00mL 范围内,但试剂用量及浓度需按下表进行相应调整,也可得到满意的结果。水样取用量和试剂用量表3.对
19、于化学需氧量小于50mg/L 的水样,应改用0.0250mol/L 重铬酸钾标准溶液。回滴时用 0.01mol/L 硫酸亚铁铵标准溶液。4.水样加热回流后,溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的1/54/5 为宜。5.用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时,由于每克邻苯二甲酸氢钾的理论CODCr为 1.176g,所以溶解0.4251g 邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK)于重蒸馏水中,转入1000mL 容量瓶,用重蒸馏水稀释至标线,使之成为500mg/L 的CODCr标准溶液。用时新配。6.CODCr的测定结果应保留三位有效数字。7.每次实验时,应对硫酸亚铁铵标准滴定溶液进行标定,
20、室温较高时尤其注意其浓度的变化。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 25 页学习必备欢迎下载实验四生化需氧量的测定一、实验目的和要求(1)掌握用测压法测定BOD5的基本原理和操作技能。(2)复习第二章第八节中的相关内容,提出为保证测定准确度,应当控制好哪些条件。二、实验原理生化需氧量是指在有溶解氧的条件下,好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量,同时亦包括如硫化物、 亚铁等还原性无机物质氧化所消耗的氧量, 但这部分通常占很小比例。 用以间接表示水中可被微生物降解的有机类物质的含量,是反映有机物污染的重
21、要类别指标之一。有机物在微生物作用下, 好氧分解大体分两个阶段: 第一阶段为含碳物质氧化阶段,主要是含碳有机物氧化为二氧化碳和水;第二阶段为硝化阶段, 主要是含氮有机化合物在硝化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐。然而这两个阶段并非截然分开, 而是各有主次。 对生活污水及性质与其接近的工业废水,消化阶段大约在 5 7 日,甚至 10日以后才显著进行,故目前国内外广泛采用的20五天培养法 (BOD5法)测定 BOD5值一般不包括硝化阶段。 测定 BOD5的方法还有微生物电极法、库仑法、测压法等。BOD5是反映水体被有机物污染程度的综合指标,也是研究废水的可生化降解性和生化处理效果,以及生化处理废水
22、工艺设计和动力学研究中的重要参数。测定 BOD5的方法有稀释接种法、微生物传感器法、活性污泥曝气降解法、库仑滴定法、测压法等。本实验采用稀释接种法测定污水的BOD5。该方法也称五日培养法 (BOD5法),即取一定量水样或稀释水样,在20士 1培养五天,分别测定水样培养前、后的溶解氧,二者之差为BOD5值,以氧的 mgL 表示,其相关内容参阅教材第二章第八节。测压法的原理是: 在密闭培养瓶中, 水样中溶解氧由于微生物降解有机物而被消耗,产生与耗氧量相当的CO2被吸收后,使密闭系统的压力降低,用压力计测出此压降,即可求出水样的BOD5值。在实际测定中,先以标准葡萄糖谷氨酸溶液的 BOD5值和相应的
23、压差作关系曲线, 然后以此曲线校准仪器刻度, 便可直接读出水样的BOD5值。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 25 页学习必备欢迎下载三、实验仪器1890型微机 BOD5测定仪2恒温培养箱。四、实验试剂(1)磷酸盐缓冲溶液:将85 g 磷酸二氢钾 (KH2PO4)、275 g 磷酸氢二钾(K2HPO4)、334 g 磷酸氢二钠 (Na2HPO47H2O)和 17 g 氯化铵 (NH4C1)溶于水中,稀释至 1000 mL。此溶液的 pH 应为 72。(2) 硫酸镁溶液:将 22 5g 硫酸镁(MgSO4 7H2O)溶于水中
24、,稀释至 1000mL。(3)氯化钙溶液:将 275 g 无水氯化钙溶于水,稀释至1000 mL。(4)氯化铁溶液:将 025 g 氯化铁 (FeCl36H2O)溶于水,稀释至1000 (5)盐酸溶液 (05molL):将 40 mL(1.18 gmL)盐酸溶于水,稀释至1 000 mL。(6)氢氧化钠溶液 (05molL):将 20g 氢氧化钠溶于水,稀释至1000mL。(7)葡萄糖谷氨酸标准溶液:将葡萄糖(C6H12O6)和谷氨酸 (HOOCCH2CH2CHNH2COOH)在 103干燥 1 h 后, 各称取 150 mg溶于水中,移人 1000 mL 容量瓶内并稀释至标线,混合均匀。此标
25、准溶液临用前配制。(8)接种液:可选用以下任一方法获得适用的接种液。城市污水,一般采用生活污水,在室温下放置一昼夜,取上层清液供用。表层土壤浸出液,取100 g花园土壤或植物生长土壤,加入1 L 水,混合并静置 10 min,取上清溶液供用。用含城市污水的河水或湖水、污水处理厂的出水。当分析含有难于降解物质的废水时,在排污口下游 38 km 处取水样做为废水的驯化接种液。 如无此种水源, 可取中和或经适当稀释后的废水进行连续曝气,每天加入少量该种废水, 同时加入适量表层土壤或生活污水,使能适应该种废水的微生物大量繁殖。 当水中出现大量絮状物, 或检查其化学需氧量的降低值出现突变时, 表明适用的
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