水质检测方法学习教案.pptx
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1、会计学1水质检测水质检测(jin c)方法方法第一页,共57页。2一、概述一、概述(i sh)水是人类的宝贵水是人类的宝贵(bogu)(bogu)资源,节约用水,人人有责资源,节约用水,人人有责!水是自然界最多的一种资源水是自然界最多的一种资源,是普通而珍贵的是普通而珍贵的一种物质一种物质,但由人类直接利用且易于取得的淡水资但由人类直接利用且易于取得的淡水资源只占全球总水量的源只占全球总水量的3%,3%,十分有限。十分有限。水是很好的溶剂水是很好的溶剂,在工业在工业(gngy)(gngy)冷却循环使用冷却循环使用时天然水获得了大量物质时天然水获得了大量物质,这些物质以溶解这些物质以溶解,胶体胶
2、体,悬浮的状态存在于冷却水中悬浮的状态存在于冷却水中,从而构成了工业从而构成了工业(gngy)(gngy)冷却水的主要成分。冷却水的主要成分。第2页/共57页第二页,共57页。3天然(tinrn)水体第3页/共57页第三页,共57页。4工业用水要求工业用水要求(yoqi)n n原料用水:要求优质水,无色、无味原料用水:要求优质水,无色、无味原料用水:要求优质水,无色、无味原料用水:要求优质水,无色、无味(wwi)(wwi)(wwi)(wwi)、无浊、无浊、无浊、无浊、含盐量适当含盐量适当含盐量适当含盐量适当n n锅炉用水:对水的硬度、含盐量、碱度、锅炉用水:对水的硬度、含盐量、碱度、锅炉用水:
3、对水的硬度、含盐量、碱度、锅炉用水:对水的硬度、含盐量、碱度、pHpHpHpH值、溶解氧值、溶解氧值、溶解氧值、溶解氧等均有严格的要求等均有严格的要求等均有严格的要求等均有严格的要求n n冷却用水:应控制水的硬度、悬浮物、溶解气体、油、冷却用水:应控制水的硬度、悬浮物、溶解气体、油、冷却用水:应控制水的硬度、悬浮物、溶解气体、油、冷却用水:应控制水的硬度、悬浮物、溶解气体、油、其他有机物、藻类、微生物等其他有机物、藻类、微生物等其他有机物、藻类、微生物等其他有机物、藻类、微生物等第4页/共57页第四页,共57页。5二、水的成分二、水的成分(chng fn)水中杂质水中杂质(zzh)(zzh)的
4、组成分为阳离的组成分为阳离子和阴离子子和阴离子阳离子:阳离子:Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+K+K+、Na+Na+、Fe3+Fe3+阴离子:阴离子:OH-OH-、CO32-CO32-、HCO3-HCO3-Cl-Cl-、SO42-SO42-、NO3-NO3-第5页/共57页第五页,共57页。6各离子各离子(lz)对水质的对水质的影响影响在热交换器内产生结垢增加水中的含盐量增加水的腐蚀倾向Ca2+、Mg2+分解、产生碱性腐蚀,在蒸气中产生 CO2腐蚀HCO3-是腐蚀性离子,对不锈钢产生点蚀增加水中的含盐量SO42-与Ca2+结合生成硫酸钙水垢Cl-、SO42-对水质(shu zh)的影响离子(
5、lz)名称第6页/共57页第六页,共57页。7三、水的分析三、水的分析(fnx)对水的分析以分析其硬度、碱度为主。工业(gngy)冷却水的硬度主要决定于钙镁含量,工业(gngy)分析时一般要测总硬度,永久硬度及暂时硬度。第7页/共57页第七页,共57页。8水的分类水的分类(fn li)按含盐量来分按含盐量来分按含盐量来分按含盐量来分 低等含盐量低等含盐量低等含盐量低等含盐量含盐量在含盐量在含盐量在含盐量在200200毫克升以下毫克升以下毫克升以下毫克升以下(yxi)(yxi)中等含盐量中等含盐量中等含盐量中等含盐量含盐量在含盐量在含盐量在含盐量在200200500500毫克升之间毫克升之间毫克
6、升之间毫克升之间 较高含盐量较高含盐量较高含盐量较高含盐量含盐量在含盐量在含盐量在含盐量在50050010001000毫克升之间毫克升之间毫克升之间毫克升之间 高含盐量高含盐量高含盐量高含盐量 含盐量在含盐量在含盐量在含盐量在10001000毫克升以上毫克升以上毫克升以上毫克升以上第8页/共57页第八页,共57页。9水的分类水的分类(fn li)按硬度来分按硬度来分极极 软软 水水硬度在硬度在04度以下度以下软软 水水硬度在硬度在48度之间度之间中等硬水中等硬水硬度在硬度在816度之间度之间硬硬 水水硬度在硬度在1630度之间度之间极极 硬硬 水水硬度在硬度在30度以上度以上常用常用“度度”作
7、为硬度单位。例如作为硬度单位。例如(lr)10mg/L的的CaO称为称为1德国度,德国度,10mg/L的的CaCO3称为法国度。称为法国度。第9页/共57页第九页,共57页。10水的硬度水的硬度(yngd)l l水的硬度就是水的硬度就是水的硬度就是水的硬度就是(jish)(jish)(jish)(jish)水中钙镁离子的总浓度水中钙镁离子的总浓度水中钙镁离子的总浓度水中钙镁离子的总浓度l l水的硬度分为两种水的硬度分为两种水的硬度分为两种水的硬度分为两种l l碳酸盐硬度碳酸盐硬度碳酸盐硬度碳酸盐硬度 (也称暂时硬度)(也称暂时硬度)(也称暂时硬度)(也称暂时硬度)l l非碳酸盐硬度(也称永久硬
8、度)非碳酸盐硬度(也称永久硬度)非碳酸盐硬度(也称永久硬度)非碳酸盐硬度(也称永久硬度)l l Ca(HCO3)2=CaCO3 +CO2+H2O Ca(HCO3)2=CaCO3 +CO2+H2O Ca(HCO3)2=CaCO3 +CO2+H2O Ca(HCO3)2=CaCO3 +CO2+H2Ol l Mg(HCO3)2=Mg(OH)2 +2CO2 Mg(HCO3)2=Mg(OH)2 +2CO2 Mg(HCO3)2=Mg(OH)2 +2CO2 Mg(HCO3)2=Mg(OH)2 +2CO2第10页/共57页第十页,共57页。11水的碱度水的碱度n n水的碱度是指水中能够与强酸进行中和反应的那些物
9、质水的碱度是指水中能够与强酸进行中和反应的那些物质水的碱度是指水中能够与强酸进行中和反应的那些物质水的碱度是指水中能够与强酸进行中和反应的那些物质(wzh)(wzh)(wzh)(wzh)的量的量的量的量n n碱度是表示水中离子碱度是表示水中离子碱度是表示水中离子碱度是表示水中离子HCO3-HCO3-HCO3-HCO3-、CO32-CO32-CO32-CO32-、OH-OH-OH-OH-浓度的总和浓度的总和浓度的总和浓度的总和n n水的碱度有五种形式:水的碱度有五种形式:水的碱度有五种形式:水的碱度有五种形式:n n OH-OH-OH-OH-单独存在单独存在单独存在单独存在n n HCO3-HC
10、O3-HCO3-HCO3-单独存在单独存在单独存在单独存在n n CO32-CO32-CO32-CO32-单独存在单独存在单独存在单独存在n n OH-OH-OH-OH-和和和和CO32-CO32-CO32-CO32-共共共共同存在同存在同存在同存在n n HCO3-HCO3-HCO3-HCO3-和和和和CO32-CO32-CO32-CO32-共同存在共同存在共同存在共同存在第11页/共57页第十一页,共57页。12水的碱度的分类水的碱度的分类(fn li)n n水的总碱度水的总碱度水的总碱度水的总碱度n n 是指水中是指水中是指水中是指水中HCO3-HCO3-、CO32-CO32-、OH-O
11、H-离子浓度离子浓度离子浓度离子浓度(nngd)(nngd)的总和的总和的总和的总和n n酚酞碱度(酚酞碱度(酚酞碱度(酚酞碱度(P P)n n是指用酚酞做指示剂,用酸滴定至终点时所得到是指用酚酞做指示剂,用酸滴定至终点时所得到是指用酚酞做指示剂,用酸滴定至终点时所得到是指用酚酞做指示剂,用酸滴定至终点时所得到的碱度的碱度的碱度的碱度n n OH-+H+H2O OH-+H+H2On n甲基橙碱度(甲基橙碱度(甲基橙碱度(甲基橙碱度(T T)n n 是指用甲基橙做指示剂,用酸滴定至终点时所得是指用甲基橙做指示剂,用酸滴定至终点时所得是指用甲基橙做指示剂,用酸滴定至终点时所得是指用甲基橙做指示剂,
12、用酸滴定至终点时所得到的碱度到的碱度到的碱度到的碱度n n HCO3-+H+H2O+CO2 HCO3-+H+H2O+CO2第12页/共57页第十二页,共57页。13水中碱度与各离子水中碱度与各离子(lz)的关系的关系T0,P=0CO32-,HCO3-TPP0,T=0CO32-,OH-OH-CO32-HCO3-2P2P,T-P2T,P-TPT第13页/共57页第十三页,共57页。14水中碳酸水中碳酸(tn sun)的平衡关系的平衡关系Ca(HCO3)2 2HCO3 +Ca2+2H+CO32-CaCO3第14页/共57页第十四页,共57页。15水的酸度水的酸度n n水的酸度是指水中所含有的能与强碱
13、发生中和反应的物质的量。水的酸度是指水中所含有的能与强碱发生中和反应的物质的量。水的酸度是指水中所含有的能与强碱发生中和反应的物质的量。水的酸度是指水中所含有的能与强碱发生中和反应的物质的量。n n这些这些这些这些(zhxi)(zhxi)(zhxi)(zhxi)物质有以下三类:物质有以下三类:物质有以下三类:物质有以下三类:n n第一类是能全部离解出第一类是能全部离解出第一类是能全部离解出第一类是能全部离解出H+H+H+H+的强酸,如的强酸,如的强酸,如的强酸,如HClHClHClHCl、H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4等等等等n n第二类是强酸弱碱所组成的盐类,如第二类是强酸弱碱所组
14、成的盐类,如第二类是强酸弱碱所组成的盐类,如第二类是强酸弱碱所组成的盐类,如(NH4)2SO4(NH4)2SO4(NH4)2SO4(NH4)2SO4,FeSO4FeSO4FeSO4FeSO4等等等等n n第三类是弱酸,如第三类是弱酸,如第三类是弱酸,如第三类是弱酸,如H2CO3H2CO3H2CO3H2CO3、H2SiO3H2SiO3H2SiO3H2SiO3等等等等第15页/共57页第十五页,共57页。16水的水的pH值值pH值是指溶液中H+离子(lz)浓度的负对数 pH=-lg H+pH值同碱度的关系 pH10:T=OH-+CO32-+HCO3-10pH8.3:T=CO32-+HCO3-8.3
15、pH4.5:T=HCO3-第16页/共57页第十六页,共57页。17四、工业循环冷却水分析(fnx)检测方法第17页/共57页第十七页,共57页。18内容提要(ni rn t yo)水中阳离子的测定 总硬度的测定 钙离子的测定 铁离子的测定 铜离子的测定 水中阴离子的测定 碱度的测定 氯离子的测定 总磷含量的测定 其他检测(jin c)pH的测定 电导率的测定 浊度的测定 第18页/共57页第十八页,共57页。19总硬度总硬度(yngd)的测的测定定 1 1、原理、原理、原理、原理钙离子和镁离子都能与钙离子和镁离子都能与钙离子和镁离子都能与钙离子和镁离子都能与EDTAEDTA形成稳定的络合物,
16、其络合稳定常数分形成稳定的络合物,其络合稳定常数分形成稳定的络合物,其络合稳定常数分形成稳定的络合物,其络合稳定常数分别为别为别为别为1010.71010.7和和和和108.7108.7。在。在。在。在pHpH值为值为值为值为1010时的条件时的条件时的条件时的条件(tiojin)(tiojin)下,钙、镁离下,钙、镁离下,钙、镁离下,钙、镁离子与子与子与子与EDTAEDTA完全络合,此时测定的硬度应是两者的总量,即总硬度。完全络合,此时测定的硬度应是两者的总量,即总硬度。完全络合,此时测定的硬度应是两者的总量,即总硬度。完全络合,此时测定的硬度应是两者的总量,即总硬度。2 2、主要试剂、主要
17、试剂、主要试剂、主要试剂 氨氨氨氨-氯化铵缓冲溶液氯化铵缓冲溶液氯化铵缓冲溶液氯化铵缓冲溶液:PH10:PH10EDTAEDTA标准溶液标准溶液标准溶液标准溶液:0.01mol/L:0.01mol/L1%1%铬黑铬黑铬黑铬黑T T 第19页/共57页第十九页,共57页。203、测定步骤、测定步骤 取水样取水样50ml(必要(必要(byo)时时先用中速滤纸过滤后再取样)于先用中速滤纸过滤后再取样)于250ml锥形瓶中,加锥形瓶中,加10mlPH=10的缓冲溶液,加的缓冲溶液,加1-2滴滴1%铬黑铬黑T指指示剂,用示剂,用EDTA标准溶液滴定至标准溶液滴定至溶液由紫红色变为亮蓝色时即为溶液由紫红色
18、变为亮蓝色时即为终点。终点。总硬度总硬度(yngd)的测的测定定 50ml水样水样 250ml锥形瓶锥形瓶10ml缓冲液缓冲液 1-2滴铬黑滴铬黑T 终点终点 EDTA溶液溶液第20页/共57页第二十页,共57页。21实验(shyn)示意图 EDTA溶液溶液铬黑铬黑T指示剂指示剂 终点:紫红变亮蓝终点:紫红变亮蓝第21页/共57页第二十一页,共57页。22总硬度总硬度(yngd)的测的测定定4、结果计算、结果计算 总硬度以总硬度以CaCO3计:计:mg/L 式中:式中:M(CaCO3)-CaCO3的摩尔质量,的摩尔质量,g/mol;c(EDTA)-EDTA溶液溶液(rngy)的浓度,的浓度,m
19、ol/L;v -所取水样的体积,所取水样的体积,ml;v1 -滴定时消耗的滴定时消耗的EDTA溶液溶液(rngy)体积,体积,ml。第22页/共57页第二十二页,共57页。23钙离子钙离子(lz)的测定的测定(EDTA滴定法)滴定法)1 1、原理、原理、原理、原理溶液溶液溶液溶液(rngy)PH12(rngy)PH12时,水样中的镁离子沉淀为时,水样中的镁离子沉淀为时,水样中的镁离子沉淀为时,水样中的镁离子沉淀为Mg(OH)2Mg(OH)2,这时用,这时用,这时用,这时用EDTAEDTA滴滴滴滴定,钙则被定,钙则被定,钙则被定,钙则被EDTAEDTA完全络合而镁离子则无干扰。滴定所消耗完全络合
20、而镁离子则无干扰。滴定所消耗完全络合而镁离子则无干扰。滴定所消耗完全络合而镁离子则无干扰。滴定所消耗EDTAEDTA的物质的物质的物质的物质的量即为钙离子的物质的量。的量即为钙离子的物质的量。的量即为钙离子的物质的量。的量即为钙离子的物质的量。2 2、主要试剂、主要试剂、主要试剂、主要试剂 氢氧化钾溶液氢氧化钾溶液氢氧化钾溶液氢氧化钾溶液(rngy)20%(rngy)20%EDTAEDTA标准溶液标准溶液标准溶液标准溶液(rngy)0.01mol/L(rngy)0.01mol/L钙指示剂钙指示剂钙指示剂钙指示剂 第23页/共57页第二十三页,共57页。243 3、测定步骤、测定步骤、测定步骤、
21、测定步骤 移取移取移取移取50ml50ml水样(必要时先用中速滤纸水样(必要时先用中速滤纸水样(必要时先用中速滤纸水样(必要时先用中速滤纸(l(l zhzh)过滤后再取样)于过滤后再取样)于过滤后再取样)于过滤后再取样)于250ml250ml锥形瓶中,加锥形瓶中,加锥形瓶中,加锥形瓶中,加20%20%氢氧化钾氢氧化钾氢氧化钾氢氧化钾5ml5ml,加少许钙指示剂,用,加少许钙指示剂,用,加少许钙指示剂,用,加少许钙指示剂,用EDTAEDTA标标标标准溶液滴至溶液由紫红色变成亮蓝色即为终点。准溶液滴至溶液由紫红色变成亮蓝色即为终点。准溶液滴至溶液由紫红色变成亮蓝色即为终点。准溶液滴至溶液由紫红色变
22、成亮蓝色即为终点。钙离子钙离子(lz)的测定的测定(EDTA滴定法)滴定法)50ml水样水样 250ml锥形瓶锥形瓶 5ml氢氧化钾氢氧化钾 少许钙指示剂少许钙指示剂 终点终点 EDTA溶液溶液第24页/共57页第二十四页,共57页。25实验(shyn)示意图 EDTA溶液溶液(rngy)钙指示剂钙指示剂 终点终点(zhngdin):紫红:紫红变亮蓝变亮蓝第25页/共57页第二十五页,共57页。26钙离子钙离子(lz)的测定的测定(EDTA滴定法)滴定法)4 4、结果计算、结果计算、结果计算、结果计算钙离子含量以钙离子含量以钙离子含量以钙离子含量以CaCO3CaCO3计:计:计:计:mg/L
23、mg/L 式中:式中:式中:式中:c c(EDTAEDTA)-EDTA -EDTA溶液的浓度,溶液的浓度,溶液的浓度,溶液的浓度,mol/L;mol/L;v2 -v2 -滴定时消耗的滴定时消耗的滴定时消耗的滴定时消耗的EDTAEDTA溶液的体积溶液的体积溶液的体积溶液的体积(t(t j)j),ml;ml;v -v -所取水样的体积所取水样的体积所取水样的体积所取水样的体积(t(t j)j),ml;ml;M M(CaCO3CaCO3)-CaCO3-CaCO3 的摩尔质量,的摩尔质量,的摩尔质量,的摩尔质量,g/molg/mol。第26页/共57页第二十六页,共57页。27铁离子铁离子(lz)的测
24、定的测定(邻菲罗啉法)(邻菲罗啉法)1 1、原理、原理、原理、原理抗坏血酸将试样中三价铁还原成二价抗坏血酸将试样中三价铁还原成二价抗坏血酸将试样中三价铁还原成二价抗坏血酸将试样中三价铁还原成二价(r ji)(r ji)铁离子,在铁离子,在铁离子,在铁离子,在PH=2.59PH=2.59时,时,时,时,二价二价二价二价(r ji)(r ji)铁离子可与邻菲罗啉生成橙红色络合物,在波长铁离子可与邻菲罗啉生成橙红色络合物,在波长铁离子可与邻菲罗啉生成橙红色络合物,在波长铁离子可与邻菲罗啉生成橙红色络合物,在波长510nm510nm处有最大吸收。处有最大吸收。处有最大吸收。处有最大吸收。2 2、主要试
25、剂及仪器、主要试剂及仪器、主要试剂及仪器、主要试剂及仪器 分光光度计分光光度计分光光度计分光光度计 邻菲啰啉溶液:邻菲啰啉溶液:邻菲啰啉溶液:邻菲啰啉溶液:2.0g/L 2.0g/L 铁标准溶液铁标准溶液铁标准溶液铁标准溶液 乙酸乙酸(y sun)-(y sun)-乙酸乙酸(y sun)(y sun)氨缓冲氨缓冲溶液:溶液:PH=4.5 PH=4.5 硫酸:硫酸:1+351+35溶液溶液 第27页/共57页第二十七页,共57页。283 3、测定步骤、测定步骤、测定步骤、测定步骤绘制标准曲线绘制标准曲线绘制标准曲线绘制标准曲线 准确称取优级纯硫酸亚铁铵准确称取优级纯硫酸亚铁铵准确称取优级纯硫酸亚
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