工业分析3学习.pptx

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1、清洁水的主要成分：氮气、氧气、二氧化碳、少量可溶性无机盐、悬浮物、腐殖质及微生物。第1页/共114页水的自然循环第2页/共114页 各种水体的更新周期水体种类 更新周期 水体种类 更新周期 海 洋 2500年 沼 泽 5 年深层地下水 1400年 河 流 16天极地冰川雪盖 9700年 土壤水 1年高山冰川 1600年 大气水 8天永冻层中的冰 10000年 生物水 几小时 湖 泊 17年第3页/共114页水质指标：表示水中杂质的种类和数量物理指标化学指标微生物指标第4页/共114页物理指标：水温、颜色、浊度、透明度、固体含量、气味、电导率等3.2 物理指标的测定第5页/共114页1）水温：需

2、现场测试。表层和深层水温。用热敏电阻温度计和水温计（最小分度为0.2或0.5C）测量，须校准。而后者观测需距地质表层1m以上，还可用倒置温度计。第6页/共114页2）水的气味：用适当的词语表示3）色度：水中存在某些物质时，会出现颜色（指已扣除浊度后），经过过滤或离心处理后，是指水的“真色”，未经处理的颜色称为“表色”。第7页/共114页b.铂钴比色法：每升水中含1mgPt和0.5mgCo所产生的颜色为1度，作为标准色度。水样若浑浊，应放置澄清，也可用离心法或0.45孔径滤膜除去，但不能用滤纸。测定方法有：a.目视法：第8页/共114页c.稀释倍数法逐级稀释，直至两比色管中水样与蒸馏水相比，不能

3、辨别出差异为止。这个刚察觉有颜色的最大水样稀释倍数，即为水样的稀释倍数，用来表示色度。d.分光光度法第9页/共114页纯净的天然水：1525饮用水：15造纸用水:1530纺织用水:1012染色用水:8，指示剂：铬黑体，测定钙镁总量。pH 12，指示剂：铬黑体或钙指示剂，测定钙的含量。第30页/共114页4）总铁量的测定水中含量 0.3mg/L,不适于食用；纺织、染色、造指等行业要求水中铁含量不得超过0.2mg/L。硫氰酸盐法：Fe3+3CNS-Fe(CNS)3Fe3+在0.050.2mol/L的酸性溶液中和CNS-形成红色络合物,并在480nm有最大吸光度。第31页/共114页二价铁离子不发生

4、该反应。干扰：能Fe3+与形成络合物的离子P3-、F-Fe(CNS)3在有机溶剂中有较大的溶解度和较小的电离度,因此铁含量低时,可用异戊醇或乙醚萃取后再比色测定.第32页/共114页邻菲啰林法:Fe2+在pH=2.24.2的酸性溶液中和邻菲啰林法形成红色络合物,并在510nm有最大吸光度,且在符合比耳定律。Fe2+3R -Fe(R)3Fe3+2NH2OH -Fe2+4H+N2O+H2O第33页/共114页5）溶解氧第34页/共114页碘量法原理：测定溶解氧以氧的氧化性质为基础，在碱性条件下，溶解氧可以使 Mn(OH)2氧化为亚锰酸，亚锰酸与 Mn(OH)2作用生成亚锰酸锰，反应 式如下：第35

5、页/共114页MnSO4+2NaOH Mn(OH)2 +Na2SO42Mn(OH)2+O2 2H2MnO3（亚锰酸）2H2MnO3+2Mn(OH)2 2MnMnO3+4H2OMnMnO3+3H2SO4+2KI MnSO4+I2+K2SO4+3H2OI2+2Na2S2O3 Na2S4O6+2NaI 第36页/共114页O2(mg/L)=VC32/41000 取样量(ml)在本测定过程中,能使I-氧化为I2的氧化性物质均能引起正干扰,如Fe3+、游离Cl-、亚硝酸盐等；含能使I2还原的物质则引起负干扰，某些有机化合物使终点不明显。第37页/共114页 若水中含有Fe2+，可以加KMnO4氧化，过量

6、的KMnO4用草酸除去（加H2C2O4至溶液的紫色恰好褪去，不能过量太多）。修正的碘量法：加入叠氮化钠，分解反应2-3minNaNO2+3NaN3+H2O 5N2+4NaOH第38页/共114页电化学法：其中常用的是极谱式溶解氧测定仪。氧电极法：聚四氟乙烯薄膜将内电解液与被测水样隔开，溶解氧通过薄膜渗透扩散，当两极间加上0.5-0.8v固定极化电压时，则水样中溶解氧扩散通过薄膜。并在阴极还原，产生与氧浓度成正比的扩散电流。第39页/共114页第40页/共114页电极反应：阴极：O2+2H2O+4e 4OH-（还原）阳极：4Ag+4Cl-4AgCl+4e（氧化）在阴极用一个氧气可透膜保护起来，氧

7、进到阴极的速度由透过膜的扩散速度所解决。因此电流-电位曲线就像一条极谱曲线在低电压时有一个小的残余电流，当电压超过分解电压，电流随电压增加而升高到一个平台，此时电流由氧分子通过膜的扩散速度决定。第41页/共114页i=nFA P mCs L此时系统产生的稳定状态的扩散电流可用下式表示式中：i：为稳定状态的扩散电流 n：电极反应中释放的电子数 A：阴极表面积 F：法拉第常数96500cmol-1 Pm：塑料膜的渗透系数 L：塑料薄膜的厚度 Cs：试样中溶解氧的浓度（mg/L）第42页/共114页当电极构造一定的情况下 i =KCs根据上述原理，制备出各种类型测定溶解氧的电极，可测定水、空气中的溶

8、解氧。第43页/共114页第44页/共114页第45页/共114页第46页/共114页第47页/共114页3、污水的分析1）酸度(单位:mg/L)能与氢氧化钠标准溶液起反应的酸性物质的总量。方法：氢氧化钠滴定法，指示剂：酚酞（总酸度）、甲基橙。第48页/共114页氢氧化钠溶液的配置方法：A：先配饱和溶液（19.3mol/L),再稀释B:称取略多量的氢氧化钠,用少量水洗,再配置.稀释水:除CO2标定试剂:邻苯二甲酸氢钾第49页/共114页2)化学需氧量(Chemical oxygen demand)指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量。用氧的mg/L表示。该指标作为有机物的相对含

9、量的综合指标之。一。第50页/共114页 在强酸性条件下，用K2Cr2O7作氧化剂，以Ag2SO4作催化剂，将水中大部分有机物氧化，过量的K2Cr2O7以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据所消耗的K2Cr2O7，求出水样的化学耗氧量CODCr。重铬酸钾法:(标准法)第51页/共114页 若回流过程中溶液变绿，表明水中有机物量太多，需将水样适当稀释后重新测定，回流后剩余K2Cr2O7的量为加入量的1/41/5第52页/共114页重铬酸钾法重铬酸钾法 滴定过程滴定过程滴定前滴定前接近终点接近终点终点终点第53页/共114页CODCOD测定实验的结果：测定实验的结果：终终 点点接近终点

10、接近终点滴定前滴定前第54页/共114页干扰:1)水中的氯离子:2)水中的亚硝酸盐:NH2SO3H+HNO3 H2O+H2SO4+N2硫酸亚铁铵标准溶液:每天标定3)测定范围:401000mg/L4)清洁水消解的时间可以短些。第55页/共114页快速法：库仑电解法 主要是电解Fe3+为Fe2+，通过电解产生所需的Fe2+，并用电位指示终点。电极为双铂片工作阴极和铂丝辅助阳极（内置3M H2SO4）。指示电极是铂片指示电极，钨棒作为参比电极，内充饱和K2SO4溶液 第56页/共114页 Cx 8000I(t0t）96487VI：电解电流t0：空白实验时电解Fe2+标定K2Cr2O7 的时间t：水

11、样实验时电解Fe2+标定K2Cr2O7 的时间第57页/共114页第58页/共114页第59页/共114页3）氰化物 水中以钾、钠、铵的氰化物及复盐和络合物的形式存在。饮用水中规定：CN-0.05mg/L水中含量为0.01mg/L对鱼类有毒副作用.简单氰化物 络合氰化物第60页/共114页前处理1）酒石酸硝酸锌蒸馏 在水样中加入酒石酸和硝酸锌调溶液pH=4.0,此时简单氰化物和部分络盐（如锌氰络合物）可被蒸出。2）水样中加H3PO4和EDTA，在pH 1mg/l)取一定量蒸馏液，调pH 11 用试银灵为指示剂，AgNO3滴定标液 Ag+2CN-Ag(CN)2-稍过量的Ag+与试银灵反应，溶液由

12、黄色变为橙红色，即为终点。第63页/共114页橙红色第64页/共114页根据AgNO3的C和V，计算水样中的氰化物CN-（mg/L）=（VA VB）C 52.04 V2 1000 V1 V3第65页/共114页VA：滴定水样时消耗的AgNO3体积 mlVB：滴定空白时消耗的AgNO3体积 mlC：AgNO3的浓度52.04：2CN-的摩尔质量 g/molV1：水样体积 mlV2：馏出液总体积 mlV3：测定时所取体积 ml上限：100 mg/l第66页/共114页2.异烟酸吡唑啉酮光度法原理：在中性条件下，氰化物被氰胺T氧化生成氯化氰（CNCl），后者与异烟酸作用，经水解后生成戊烯二醛，戊烯二

13、醛再与吡唑酮进行缩合反应生成稳定的蓝色化合物，在 638nm处测定吸光度A。第67页/共114页第68页/共114页第69页/共114页3.吡啶巴比妥酸光度法原理：在中性条件下，CN-与氯胺T反应生成CNCl，CNCl再与吡啶反应生成戊烯二醛，戊烯二醛与两个巴比妥酸分子缩合生成红紫色染料，在 580nm处由最大吸光度且与CN-含量成正比。第70页/共114页第71页/共114页与前述方法类似，适合于地表水、饮用水、生活污水和工业废水中氰化物的测定。上限：0.45mg/L下限：0.002mg/L吡啶联苯胺比色法第72页/共114页4）酚类化合物生活饮用水中挥发酚的含量0.002mg/L挥发酚是指

14、凡是在测定条件（预蒸馏）下能挥发出来的酚记为挥发酚。一般多指沸点在230以下的酚类（根据酚类能否与水蒸汽一起蒸出）。第73页/共114页 酚的主要污染源是炼油、焦化、煤气发生站、木材防腐及某些化工（如酚醛树脂）等工业废水。酚属高毒物质，当水中含酚大于5mg/L就会使鱼中毒死亡。第74页/共114页酚的主要分析方法：容量法 分光光度法 色谱法等第75页/共114页（1）溴化滴定法 在含过量溴酸（由KBrO3和KBr产生的）溶液中，酚与溴反应生成三溴酚，并进一步生成溴代三溴酚。剩余的Br2与KI作用产生I2，同时溴代三溴酚与KI反应产生游离I2，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的游离碘。计算出以苯酚

15、计的挥发酚的含量。反应如下：第76页/共114页KBrO35KBr6HCl3Br26KCl3H2OC6H5OH3Br2C6H2Br3OH3HBrC6H2Br3OHBr2C6H2Br3OBrHBrBr22KI2KBrI2C6H2Br3OBr2KI2HClC6H2Br3OH2KCl HBrI22Na2S2O3I22NaINa2S4O6第77页/共114页结果按下式计算：挥发酚（以苯酚计，mg/L）（V1V2）C15.681000 VV1：空白样体积V2：水样时体积C：Na2S2O3的浓度15.68：苯酚（1/6 C6H5OH）的摩尔质量g/mol第78页/共114页 酚类化合物于pH10.00.2

16、的介质中，在铁氰化钾的存在下，与安替比林反应生成橙红色的吲哚酚安替比林染料，在510nm波长处有最大吸收，用比色法定量。（2）4氨基安替比林分光光度法第79页/共114页吲哚酚安替比林，红色第80页/共114页对位被烷基、芳香基、酯基、硝基、苯酰、亚硝基或醛基取代，而邻位未被取代的酚类，与4氨基安替比林不产生显色反应。对位被卤素、磺酸、羟基或甲氧基所取代的酚类与4氨基安替比林发生显色反应。第81页/共114页邻位硝基酚和间位硝基酚与4HAP发生的反应又不相同。前者反应无色，后者反应有点颜色，所以本法测定的仅是能与4HAP反应的酚，而不是总酚，并以苯酚为标准，结果以苯酚计算含量。第82页/共11

17、4页 用20mm比色皿，方法的最低检出浓度为0.1mg/L。显色后用CHCl3萃取，在460nm处，最低检出浓度可达0.002mg/L，上限0.12mg/L。第83页/共114页两种方法的干扰物：当水中存在氧化剂、还原剂、油类及某些金属离子时，都要设法消除或受微生物的作用而损失。水中的酚类化合物也不稳定，易挥发。因此水样采集后立即加入保存剂（NaOH）并尽快测定。水中的大部分干扰物可采用预蒸馏的方法除去。第84页/共114页蒸馏：250ml水样于蒸馏瓶中数粒小玻璃珠（防暴沸）2d甲基橙磷酸（调pH4），若呈橙红色，加5.0ml硫酸铜溶液；若产生较多量的黑色Cu2S沉淀，应摇匀后放置片刻，待沉淀

18、后，再滴加硫酸铜溶液至不产生沉淀为止。连接冷凝器，加热蒸馏，至蒸馏出约225ml时，停止加热，冷却。向蒸馏瓶中加入25ml水，继续蒸馏至馏出液为250ml为止。如发现甲基橙的红色退去，应在蒸馏结束后，再加1d甲基橙指示液；如发现蒸馏后残液不呈酸性，则应重新取样，增加磷酸加入量，进行蒸馏。第85页/共114页蒸馏的作用：a.分离出挥发酚 b.消除颜色、浑浊和金属离子游离氯加入硫酸还原，硫化物加入硫酸铜使之沉淀，或者在酸性条件下使其以硫化氢形式逸出，对油类用有机溶剂萃取等除去。第86页/共114页（3）气相色谱法分别测定废水中的酚类化合物选用聚乙二醇-20M+对苯二甲酸、甲基硅油（DC-200）、

19、阿皮松L或脂肪酸等固定液，FID检测器。第87页/共114页第88页/共114页气源：N2 H2 Ar He钢瓶、减压阀、吸附剂（分子筛、活性炭）第89页/共114页进样部分：进样口和控温部分分离系统：色谱柱、柱箱、控温部分色谱柱材料：玻璃、石英、聚四氟乙烯填充柱、毛细管柱第90页/共114页检测部分：检测器、温控检测器：TCD FID ECD FPD MS第91页/共114页记录系统：信号转化、记录仪、积分仪及 数据处理系统定性方法：1）保留时间 2）同系物保留指数 3）标准加入法 定量方法：1）峰面积 2）外标法 3）内标法第92页/共114页5）铅的测定水中铅广泛采用原子吸收分光光度法和

20、双硫腙分光光度法、阳极溶出伏安法等国标规定：生活饮用水中铅含量不 得超过0.1 mg/L第93页/共114页原理：在pH8.59.5的氨性柠檬酸氰化物的还原性介质中，Pb2+与双硫腙形成淡红色的双硫腙铅鳌合物。该鳌合物被CHCl3萃取后在510nm处有最大吸收。根据标准曲线可求出水样中铅的浓度检测浓度范围为0.010.3mg/L第94页/共114页第95页/共114页Bi2和Sn2有干扰，应预先在pH23时，用双硫腙氯仿萃取分离。Fe2氧化双硫腙，应在氨性介质中加入盐酸羟胺还原。要求所用的其它试剂不得含有铅，所使用的仪器应用10%的硝酸或中性洗涤剂洗涤。第96页/共114页6）铬的测定国标规定

21、：生活饮用水中六价含量不 得超过0.05 mg/L二苯碳酰二肼分光光度法原理：在碱性介质中，用KMnO4将水样中的Cr3氧化为Cr6。Cr6在微酸性介质中与二苯碳酰二肼发生反应，生成紫红色络合物。该络合物在540nm处有最大吸收。第97页/共114页紫红色络合物第98页/共114页干扰：当V（钒）含量4mg/L时有干扰 钼、汞、铁等在含量200mg/L不干扰.氧化性和还原性物质 ClO4-、Fe2+、SO32-、S2O32-等干扰测定。水样浑浊、有色液干扰测定。该法适用于地面水和工业废水中腙铬的测定。上限1mg/L0.004mg/L。第99页/共114页若需测定总铬量,只需在碱性条件下,用高锰

22、酸钾将水中的三价铬氧化为六价铬再比色测定.Cr2(SO)4+2KMnO4+8NaOH MnO2+Na2CrO4 +2Na2SO4+4H2O+K2SO4第100页/共114页 汞及其化合物均有毒性。天然水中含汞极少，一般不超过0.1g/L。我国规定饮用水中标准限值0.001mg/L，工业废水中Hg的含量最高允许排放浓度为0.05mg/L。7）汞的测定第101页/共114页化 学 法：硫氰酸钾法 双硫腙法 EDTA络合滴法 沉淀称量法等仪器分析方法：阳极溶出伏安法 气相色谱法 中子活化法 冷原子吸收、冷原子荧光法等测定方法第102页/共114页1）冷原子吸收法原理：水样经消化后，将各种形态的Hg转

23、变成 Hg2+，再用SnCl2将Hg2+还原为单质汞。用载气将产生的Hg蒸气带入测汞仪的吸收 池，汞蒸气吸收由汞灯产生的253.7nm的 紫外线。在一定的范围内，CHg与A成正 比，用标准样作标准曲线，然后测定水样 吸光度，即可从标准曲线上查得水样中汞 的浓度。第103页/共114页第104页/共114页低压汞灯辐射253.7nm紫外光，经紫外光滤光片射入吸收池，部分被试样中还原释放出的汞蒸气吸收，剩余紫外光经石英透镜聚焦于光电倍增管上，产生的光电流经电子放大系统放大，送入指示表或记录仪记录。当指示表刻度用标准样校准后，就可直接读出汞浓度。汞蒸气发生气路是：抽气泵将载气（N2或Ar）抽入盛有经

24、预处理的水样和氯化亚镉的还原瓶中，在此产生汞蒸气并随载气经分子筛除水后进入吸收池测其吸光度，然后经流量计、脱汞阱（吸收废气中的汞）排出。第105页/共114页试样制备：一定水样与锥形瓶中，加入H2SO4、HNO3、KMnO4和过硫酸钾。溶液于沸水浴中加热至近沸1h，保持红色不变，取下冷却。测定强滴加盐酸羟胺溶液，直到刚好使过剩的KMnO4褪色及MnO2全部溶解为止，转入100ml容量瓶，用稀释液（0.02K2Cr2O7的稀H2SO4溶液）稀至刻度，液可在酸性介质中用KBrO3KBr混合试剂在20C以上室温消化水样。第106页/共114页标准曲线绘制：用HgCl2配制含汞0.1g/ml 标准使用

25、溶液水样的测定：取适量处理好水样移入100ml容量瓶中，定容。取10ml试样于还原瓶中，加入1ml2氯化亚锡溶液，迅速插入吹气头，将三通阀旋至进样端，使载气通入汞还原器，记下表头的最高读数或峰高。待指针或记录笔重新回零后，将三通阀旋回校零端，取出吹起头，弃去废液，用水洗涤汞还原器两次，再用稀释水洗一次，然后测下一试样。根据空白校正测定值，从标准曲线上查出相应浓度水样中汞的计算值。第107页/共114页Hg V0 0 V取样量计算公式：第108页/共114页双硫腙分光光度法原理：在酸性介质中用KMnO4和过硫酸钾消化。水样中的无机汞和有机汞都转变成二价汞。Hg2+与双硫腙生成橙色鳌合物用有机溶剂萃取，对485nm有特征吸收峰，利用标准曲线法即可求出水样中汞的浓度。第109页/共114页第110页/共114页 适合于工业废水和受汞污染的地面水的监测。该法的最低检测浓度为2g/L，测定上限40g/L。第111页/共114页测定方法：用前面的方法消化后，加盐酸羟胺还原过剩的氧化剂，将溶液移入500ml分液漏斗中，加入双硫腙溶液，与Hg2+生成橙色鳌合物，用CHCl3或CCl4萃取，再用碱洗去过量的双硫腙。第112页/共114页标准曲线：用HgCl2配含汞1g/ml的标准液 Cu2+有干扰，可价EDTA掩蔽第113页/共114页感谢您的观看！第114页/共114页