分析化學(xué)-哈工大講課.doc

水分析化學(xué)-哈爾濱工業(yè)大學(xué)屬部門哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程名稱水分析化學(xué)課程層次本科專業(yè)分類體系所屬一級學(xué)科名稱工學(xué)所屬二級學(xué)科名稱土建類課程負責人黃君禮水分析化學(xué)教學(xué)設(shè)計1、課程名稱：（中文）水分析化學(xué)（英文）Water Analytic Chemistry2、課程定位：給水排水工程專業(yè)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是專業(yè)指導(dǎo)委員會指定的十門骨干課程之一，全國統(tǒng)編教材的主編單位和教學(xué)基本要求起草單位。本課程在第二學(xué)年的第二期開設(shè)，教學(xué)時數(shù)60學(xué)時，其中課堂教學(xué)40學(xué)時，實踐教學(xué)20學(xué)時。在學(xué)習(xí)本課程前要求學(xué)生具有較好的普通化學(xué)、有機化學(xué)和物理化學(xué)基礎(chǔ)，通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生系統(tǒng)地掌握水質(zhì)指標分析中的基本概念、基本理論和基本方法，并能熟練解決給水排水工程研究中的水質(zhì)分析問題。重點強化學(xué)生的實驗組織和動手能力。為后續(xù)水質(zhì)工程學(xué)等課程的學(xué)習(xí)奠定扎實的水質(zhì)分析的科學(xué)基礎(chǔ)。3、課程的主要內(nèi)容和特色本課程主要內(nèi)容包括：水質(zhì)指標體系的建立及在工程研究中的應(yīng)用，水樣的保存及預(yù)處理技術(shù)，標準溶液的獲得，堿度的測定原理及應(yīng)用，硬度的測定原理及應(yīng)用，重量分析及氯離子的測定，有機污染物綜合指標的測定方法及應(yīng)用，吸收光譜法原理及應(yīng)用，電化學(xué)分析原理及應(yīng)用，原子吸收分光光度法原理及應(yīng)用，氣相色譜原理及應(yīng)用。本課程的特色是建立在傳統(tǒng)分析化學(xué)基礎(chǔ)之上，以水質(zhì)指標體系為講授脈絡(luò)，突出水質(zhì)指標的工程應(yīng)用地位，由水質(zhì)分析技術(shù)引出相關(guān)的理論內(nèi)容，最終實踐教學(xué)效果的“綱舉目張”。4、教學(xué)設(shè)計及教學(xué)安排第一次課：上好本課程第一節(jié)十分重要。講清本課程的性質(zhì)、講授內(nèi)容、基本要求及教學(xué)定位。請同學(xué)們觀看水質(zhì)分析技術(shù)發(fā)展的多媒體素材。接下來要系統(tǒng)講授水質(zhì)指標體系的建立，分類及相關(guān)標準。以色度、濁度、總殘渣的分析方法為主介紹目視比色法和重量分析的初步知識，其它水質(zhì)指標講解概念。第二次課：水質(zhì)分析方法的選擇及評價，重點講解加標回收率和相對標準偏差在水質(zhì)分析方法評價中的應(yīng)用。略講準確度和精密度之關(guān)系。介紹水樣的取、存原則及水樣預(yù)處理方法。作業(yè)是查找一篇具有加標回收率和CV內(nèi)容的分析方法文章。準確稱量粗稱標定第三次：物質(zhì)量濃度，基準物質(zhì)，標準溶液獲得，如何標定，濃度的其它表示方法，滴定度Ts/x。基準物質(zhì) 標準溶液非基準物質(zhì) 溶液 標準溶液介紹酸、堿概念，重點是共軛酸堿對概念的建立，酸堿強度的表征方法，KaKb=Kw，pKa+pKb=pKw=14。作業(yè)是推導(dǎo)HB/B-之間的Ka與Kb之關(guān)系。T（甲基橙堿度）=P（酚酞堿度）+MP 酚酞堿度pH=8.3MpH=4.8甲基橙堿度第四次課：區(qū)分效應(yīng)和拉平效應(yīng)，緩沖溶液理論，酸堿指示劑：pH=pK11，重點講解水中堿度的來源及組成，介紹連續(xù)滴定法測定水中堿度。要求學(xué)生熟練應(yīng)用下面圖示。作業(yè)：教材P79，6-9第五次課：復(fù)習(xí)配位化學(xué)的基礎(chǔ)知識，引入乙二胺四乙酸（EDTA），講授其化學(xué)結(jié)構(gòu)，配位特征。介紹影響絡(luò)合平衡的主要因素，以酸效應(yīng)為主，講主體反應(yīng)、副反應(yīng)，重點講解酸效應(yīng)系數(shù)與lgK穩(wěn)及l(fā)gK不穩(wěn)之間的關(guān)系，F(xiàn)e3+，Al3+，Ca2+，Mg2+被準確滴定的最低pH值，金屬指示劑介紹及作用原理。第六次課：重點講解金屬指示劑封閉現(xiàn)象、僵化現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，解決措施。介紹三種常用掩敝劑三乙醇胺，NH4F和KCN，EDTA的配制與標定，總硬度的測定原理，暫時硬度與永久硬度之間關(guān)系，水垢的形成及去除方法。作用：教材P121，5-8第七次課：沉淀理論，影響沉淀形成的主要因素分析，介紹同離子效應(yīng)，舉CaCO3+Na2CO3作例子，鹽效應(yīng)講解時復(fù)習(xí)一下離子強度概念。酸效應(yīng)和絡(luò)合劑效應(yīng)略講。以水中SO42-測定為例講授重量分析原理。講清分步沉淀原理，討論莫爾法測定水中Cl-時需要注意的幾個問題。其它教材上內(nèi)容要求學(xué)生自行閱讀。作業(yè)：教材P138，2-5第八次課：氧化還原反應(yīng)特征，影響氧化還原反應(yīng)速度的因素，判斷氧化還原反應(yīng)完全程度，氧化還原指示劑（自身，專用和試亞鐵靈），對比講解PI和COD，如下圖。有機污染物綜合指標 高錳酸鹽指數(shù)（PI） 化學(xué)需氧量（COD） （給水、污染輕） （排水，污染重） 80-90 100回流 氧化能力弱（中間產(chǎn)物） 氧化能力強（無中間態(tài)） 催化劑 沉淀掩敝（Cl-） Ag2SO4 HgSO4 （絡(luò)合掩敝Cl-）第九次課：碘量法原理、溶解氧、BOD520講概念，測定方法自學(xué)或開放實驗時選做。余氯和ClO2測定過程中的對比分析，設(shè)計一個O3測定的裝置并開展課堂討論。溴酸鉀法測苯酚，介紹水中甲醇和硫化物的分析方法。作業(yè)：教材P192-193，2-12第十次課：本次課設(shè)計為大綜合，包括作業(yè)問題講解，習(xí)題演算，思考題問答，授課形式以課堂討論為主。進實驗室前的集中講授實驗?zāi)康摹⒁饬x和基本要求。擬定的實驗題目有：（1）堿度的測定；（2）硬度的測定；（3）Cl-的測定；（4）高錳酸鹽指數(shù)或COD測定；（5）溶解氧測定（對比碘量法和溶解氧儀）；（6）BOD520測定；（7）濁度和色度的測定；（8）總殘渣，可濾殘渣，不可濾殘渣的測定；（9）硫酸根含量測定，可選擇厭氧廢水進行實際水樣測定；（10）松花江水和生活污水大綜合試驗。第十一次課：介紹電化學(xué)分析的基本內(nèi)容，方式和方法。重點講授指示電極和參比電極，略講電極種類，詳講pH值的測定原理及應(yīng)用，pH計的使用，擴展內(nèi)容ORP測定。電位滴定的用途，終點突躍的幾種表示方法。電導(dǎo)部分要求學(xué)生自學(xué)。實驗內(nèi)容：pH值的測定，熟悉復(fù)合電極的使用及保養(yǎng)。作業(yè)：教材P256，1第十二次課：吸收光譜產(chǎn)生原理，介紹一些分子軌道理論，電子躍遷方式及判斷方法。朗伯-比爾定律是本章的重點內(nèi)容。對吸收光譜中涉及到的基本概念要用圖文并茂的方式交代清楚。第十三次課：講授顯色反應(yīng)及影響因素。重點講授721或752分光光度計的使用及操作要領(lǐng)。介紹鐵、揮發(fā)酚及氨氮的測定方法。實驗內(nèi)容：鐵吸收光譜手繪和儀器自動繪制的對比，鐵、揮發(fā)酚及氨氮的測定。作業(yè)：教材P233，1-10第十四次課：色譜產(chǎn)生，歷史，用途。色譜的分離原理。色譜的分類。本章以氣相色譜應(yīng)用為重點。講授氣相色譜的基本概念。講清楚色譜流出曲線，以色譜流出曲線為例，講授所涉及到的基本概念。交待一下氣相色譜儀的組成。第十五次課：重點講授色譜柱分類制備方法及選擇，突出柱效率相關(guān)內(nèi)容。以ECD，TCD，F(xiàn)ID和FPD四種檢測器為例講授它使用原理，要求學(xué)生能正確選用檢測器，區(qū)分質(zhì)量型和濃度型檢測器。介紹氣相色譜的定性方法。第十六次課：繼續(xù)講解GC的定量方法，引入質(zhì)譜。講授MS的初步知識，介紹飲用水水樣進行GC/MS分析時水樣預(yù)處理方法。第十七次課：本次課重點是原子吸收分光光度基本原理，AAS基本組成，結(jié)構(gòu)簡圖，陰極射線燈、原子化器等基本概念。難點是對共振吸收和共振發(fā)射的理解以及銳線光源特譜線的選擇。第十八次課：重點講授AAS的定性，定量方法。難點是干擾的消除技術(shù)，介紹水質(zhì)指標中重金屬離子的分析方法。第十九次課：介紹水質(zhì)分析技術(shù)發(fā)展的最新進展。重點內(nèi)容包括：LC和IC技術(shù)在水質(zhì)分析中的應(yīng)用。以討論形式研討分析檢測技術(shù)的自動化問題。第二十次課：總復(fù)習(xí)。先復(fù)習(xí)儀器分析部分內(nèi)容，然后對實踐教學(xué)中出現(xiàn)的問題集中講解。對課后思考題和作業(yè)進行評述。安排期末考核和答疑時間。5、考核方式及成績評定本課程采取百分制。閉卷筆試。題型設(shè)計為：基本概念（10分），填空（10分），論述題（20分），試驗設(shè)計題（20分），計算題（40分）。分數(shù)核定為：作業(yè)（10%），實踐教學(xué)（20%），期末卷面（70%）。原則上實踐教學(xué)不合格者，不允許參加期末考試。6、教材及參考書教材：黃君禮編著，水分析化學(xué)（2）。中國建筑工業(yè)出版社。教參：薛華等，分析化學(xué)。清華大學(xué)出版社。水分析化學(xué)教學(xué)基本要求一、課程性質(zhì)與任務(wù)水分析化學(xué)是研究水及其雜質(zhì)、污染物的組成、性質(zhì)、含量和它們的分析方法的一門學(xué)科。水分析化學(xué)是給水排水專業(yè)的重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課、必修課。主要培養(yǎng)學(xué)生的水質(zhì)工程分析技能，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。二、 基本要求水分析化學(xué)是研究水中雜質(zhì)及其變化規(guī)律的重要方法。通過水分析化學(xué)的學(xué)習(xí)，掌握水分析化學(xué)的四大滴定方法（酸堿滴定法、絡(luò)合滴定法、沉淀滴定法和氧化還原滴定法）和主要的儀器分析法（吸收光譜法、色譜法以及原子吸收法等）的基本原理、基本理論、基本知識、基本概念和基本技能，掌握水質(zhì)分析的基本操作，注意培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，樹立準確“量”的理念，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題和解決實際問題的能力。三、 其它課程的聯(lián)系與分工根據(jù)給水排水專業(yè)培養(yǎng)計劃的要求，水分析化學(xué)授課建議安排在普通化學(xué)、有機化學(xué)和物理化學(xué)課程結(jié)束之后，一般宜安排在第二學(xué)年的第四學(xué)期。在學(xué)習(xí)水分析化學(xué)之前，要求學(xué)生必須具有扎實的化學(xué)基礎(chǔ)理論和基本技能。水分析化學(xué)服務(wù)于本專業(yè)的后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)，是學(xué)好給水排水設(shè)計、水處理工藝、水環(huán)境評價、廢水綜合處理工藝等課程的基本保證，正確的分析結(jié)果是工程正確與否的主要評價標準。四、 總學(xué)時授課時數(shù)：40實踐環(huán)節(jié)教學(xué)（實驗）時數(shù)：20總學(xué)時：60五、 基本內(nèi)容、學(xué)時分配及重點、難點序號 授課內(nèi)容及重點、難點 學(xué)時分配1 第一章 緒論（1）水分析化學(xué)的任務(wù)與分類 2重點：化學(xué)分析與儀器分析的主要方法2 （2）水質(zhì)指標與水質(zhì)標準 1.5 重點：水質(zhì)物理指標和化學(xué)指標、微生物指標 （3）水樣的保存和預(yù)處理、取樣與分析方法的選擇 0.53 （4）分析方法的評價 1 重點：精確度與精密度的定義、二者關(guān)系 加標回收率實驗設(shè)計 （5）標準溶液與物質(zhì)的量濃度 1 重點：量濃度與基本單元4 第二章 酸堿滴定法（1） 酸堿質(zhì)子理論 1.5（2） 酸堿指示劑 0.5重點：指示劑的變色范圍5 （3）酸減滴定曲線和指示劑選擇 1.5 （4）酸度（概述） 0.56 （5）堿度 1.0重點：連續(xù)滴定法測堿度與計算第三章 絡(luò)合滴定法（1） 概述 1.0（2） EDTA重點：EDTA金屬絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)特征、穩(wěn)定性7 （3）pH對絡(luò)合滴定的影響 1.0重點：酸效應(yīng)、條件穩(wěn)定常數(shù)與酸效應(yīng)曲線（4）金屬指示劑 1.0重點：金屬指示劑的作用原理金屬指示劑僵化作用與封閉作用鉻黑T與鈣指示劑8 （5）提高絡(luò)合滴定選擇性 0.5（6）絡(luò)合滴定的方式與應(yīng)用 1.5重點：硬度的測定與計算9 第四章 沉淀滴定法 2.0（1） 沉淀溶解平衡與影響因素（2） 沉淀滴定法的應(yīng)用重點：莫爾法原理與滴定條件10 第五章 氧化還原滴定法（1） 氧化還原反應(yīng)的特點 0.5（2） 提高氧化還原反應(yīng)速度的方法 0.5（3） 氧化還原平衡與電極電位的應(yīng)用 1.011 （4） 氧化還原指示劑 2.0（5）高錳酸鉀法（6） 重鉻酸鉀法重點：高錳酸鹽指數(shù)與COD的測定、計算12 （7）碘量法 1.5重點：碘量法的指示劑與終點余氯、溶解氧的測定與計算（8） 溴酸鉀法 0.5（9） 有機污染物綜合指標重點：高錳酸鹽指數(shù)、COD、BOD5、TOC、TOD的定義及在水質(zhì)監(jiān)測中的作用13 第一章第五章 階段復(fù)習(xí)（1） 重點內(nèi)容概述 1.0（2） 習(xí)題講解 1.014 第六章 吸收光譜法（1） 吸收光譜 2.0重點：朗伯比爾定律、吸收光譜曲線（2） 顯色反應(yīng)與影響因素15 （3）比色分析方法與儀器 1.0重點：分光光度計的工作原理與使用方法（4）天然水中鐵的測定 1.0（5）吸收光譜法的定量方法重點：標準曲線法16 第七章 電化學(xué)分析法（1）電位分析法 1.5重點：指示電極、參比電極、PH測定（2）電導(dǎo)分析法 0.517 第八章 大型儀器分析技術(shù)（1） 色譜產(chǎn)生 0.5（2） 色譜構(gòu)成與分類（3） 色譜分離原理 0.5（4） 氣相色譜 1a.結(jié)構(gòu) b.色譜術(shù)語重點：色譜分離原理、色譜結(jié)構(gòu)、色譜柱的分類與制備、檢測器分類18 （4）氣相色譜 2c.定性與定量方法 d.GC用于水質(zhì)分析 重點：氣象色譜水質(zhì)分析水樣預(yù)處理19 （5）色質(zhì)聯(lián)機的原理與結(jié)構(gòu) 2（6）液相色譜的特點與結(jié)構(gòu)（7）離子色譜工作原理與水中無機離子測定20 （8）原子吸收光譜法 1.5重點：工作原理、組成儀器分析部分 0.5六、實踐性環(huán)節(jié)實驗課程共20學(xué)時，其中18學(xué)時學(xué)生操作實驗，2學(xué)時演示實驗，實驗授課按小班進行，每班少于36個，2人一組進行實驗。序號實驗題目學(xué)時1標準溶液的配制及標定12堿度（酸堿滴定法）13硬度（絡(luò)合滴定法）24氯化物（沉淀滴定法）25高錳酸鹽指數(shù)26COD（重鉻酸鉀法）27溶解氧（碘量法）28鐵（吸收光譜法）49PH值（電位分析法）色度（目視比色法）濁度210大型儀器分析演示實驗氣相色譜儀離子色譜儀色質(zhì)聯(lián)用儀原子吸收分光光度計2七、教學(xué)方式理論授課以課堂講授為主，配以多媒體課件和少部分投影圖片，儀器分析部分課以VCD演示儀器結(jié)構(gòu)和使用方法。第一章 緒論知識點1 水分析化學(xué)的地位及作用2 水分析化學(xué)分析方法的分類1水中污染物包括無機：金屬離子Ca2+、Mg2+ + 重金屬離子：Pb2+、Fe3+、Mn2+、Cd2+、Hg2+等有機：酚、農(nóng)藥、洗滌劑等以上污染物都需要水分析方法去定量2分析方法包括 重量分析稱重的辦法用途：殘渣分析化學(xué)分析借助化學(xué)反應(yīng)a. 酸堿滴定質(zhì)子傳遞(最基礎(chǔ)的滴定分析)用途：檢驗堿度、酸度b.絡(luò)合滴定絡(luò)合反應(yīng)M+Y MY 用途：測定 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+另外，絡(luò)合反應(yīng)可用于掩蔽技術(shù)，消除非測定離子的干擾c.沉淀分析沉淀反應(yīng)Ag+Cl- AgCl用途：測定水中Cl-d.氧化還原滴定氧化還原反應(yīng)(特點：電子轉(zhuǎn)移)用途：測COD等有機污染指標氧化還原反應(yīng)也用于廢水的化學(xué)處理,(如脫CN-，CN-+ClO2 N2)儀器分析a.吸收光譜法 用途：分析有機分子、無機離子b.色譜法：氣相色譜 用途：如氯仿測定 液相色譜 用途：如多環(huán)芳烴測定離子色譜 用途：如陰離子測定c.原子吸收法 用途：金屬元素測定d.電化學(xué)分析法 用途：pH值的測定 3水質(zhì)指標與水質(zhì)標準1 水質(zhì)指標 物理化學(xué)微生物學(xué)一、物理指標(特點：不涉及化學(xué)反應(yīng)，參數(shù)測定后水樣不發(fā)生變化) 水溫 臭味(臭閾值)文字描述 色度：表色(懸浮性物質(zhì)、膠體核溶解性物質(zhì)共同引起，定性描述)真色(膠體和溶解性物質(zhì)引起，定量測量)色度的測定方法：標準比色法（目視比色法）a. 用具塞比色管配制標準色階（PtCo色階，K2PtCl6+CoCl2，穩(wěn)定性高，1mgPt/L定義為1度） b. 未知水樣置于同規(guī)格比色管中（如混濁先靜置澄清），俯視與標準色階對比 濁度：由懸浮物及膠體物質(zhì)引起的水樣的渾濁程度，是混凝工藝重要的控制指標。濁度的測定方法a.目視比濁法：用具塞比色管配制標準濁度階，1mg漂白土/L定義為1度，水樣俯視對比b.分光光度法：680nm分光光度計測定標準濁度單位（1.25mg硫酸肼/L和12.5mg六次甲基四胺/L形成甲 聚合物為1度，測定結(jié)果單位FTU）c.散射法，濁度儀（也以甲 聚合物為標準濁度單位，測定結(jié)果單位NTU）殘渣（總殘渣=可濾殘渣 + 不可濾殘渣），重量法測定電導(dǎo)率，電導(dǎo)率儀測定UVA254：反映水中有機物含量氧化還原電位(ORP):廢水生物處理過程重要控制參數(shù)二、化學(xué)指標pH值 pH=-lgH+酸度和堿度：給出質(zhì)子物質(zhì)的總量(酸度) 接受質(zhì)子物質(zhì)的總量(堿度) 硬度：水中Ca2+、Mg2+離子的總量永久硬度：硫酸鹽、氯化物等形成暫時硬度：碳酸鹽和重碳酸鹽形成，煮沸后分解形成沉淀總鹽量（水中全部陰陽離子總量）有機污染物綜合指標(宏觀地描述水中有機污染物，是總量指標，不針對哪類有機物)a.高錳酸鹽指數(shù)(Pi)：用KMnO4作氧化劑氧化水中有機物所消耗的量，用mgO2/L表示b.化學(xué)需氧量(COD)：在一定條件下水中能被得重鉻酸鉀氧化的水中有機物的量，用mgO2/L表示c.生物化學(xué)需氧量（BOD）：在一定時間溫度下，微生物分解水中有機物發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)中所消耗的溶解氧量，單位mgO2/Ld.總有機碳（TOC）：水體有機物總的碳含量，用總有機碳分析儀高溫燃燒水樣測定，單位mgC/Le.總需氧量（TOD）：水中有機物和還原性無機物在高溫下燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時的需氧量，單位mgO2/L三、微生物學(xué)指標保障供水安全的重要指標細菌總數(shù) 大腸菌群游離性余氯：Cl2/HOCl/OCl- 2 水質(zhì)標準：根據(jù)不同用水目的制定的污染物的限量域值除余氯為下界，其他指標均為上界限值，不可超越 4取水樣、保存、預(yù)處理1取水樣根據(jù)試驗?zāi)康倪x取取樣點，取樣量，容器和取樣方法取樣點：河流水系沿上下游和深度布設(shè)，處理設(shè)施在進出水口取樣量：保證分析用量3倍以上，至少做2次平行樣容器：玻璃或塑料瓶，容器清潔（化學(xué)指標）或無菌（微生物指標）取樣方法2保存意義：采用一些措施終止或減緩各種反應(yīng)速度冷藏 控制pH值，加酸調(diào)pH 1，在水中完全解離，強酸Hac，Ka=1.810-5，Ka10存在、pH8.32存在、pH4.5存在2連續(xù)滴定法測水中堿度同一錐形瓶中，連續(xù)用酚酞和甲基橙作指示劑。測定步驟：先加酚酞，當酚酞由紅色無色，HCl的消耗量為P(ml)后加甲基橙，當甲基橙由橙黃橙紅，HCl的消耗量為M(ml)P和M的數(shù)值判斷堿度的組成，并且計算相應(yīng)的含量。概念：P相當?shù)膲A度叫酚酞堿度；直接在水樣中加入甲基橙，用HCl滴定相應(yīng)的堿度，叫甲基橙堿度，又叫總堿度。發(fā)生反應(yīng)：酚酞變色， 甲基橙變色， 水中的總堿度：=P+M5種組合的判據(jù)： P0 M=0 (酚酞紅無，甲基橙加入即呈橙紅) 、 PM P=M 、 P0 P=0 (酚酞加入即無色，甲基橙橙紅) =M5堿度計算首先由P和M的數(shù)值判斷堿度的組成確定堿度的表示方法以mg/L計，以mol/L或mmol/L計，以mgCaO/L或mgCaCO3/L計記住一些常用的摩爾質(zhì)量 17g/mol 30g/mol 61g/mol 28g/mol 50g/mol寫出堿度計算的正確表達式CHCL: HCl的量濃度mol/l例：當P0，M=0時OH-堿度(mol/L)=OH-堿度(mmol/L) OH-堿度(當P和M呈其它關(guān)系時，用f(P,M)代替上式中P即可例：已知某酸，求其共軛堿的PKb 第三章 絡(luò)合滴定法知識點：1絡(luò)合反應(yīng)及特征前提中心離子(金屬離子)，一定能提供空的軌道配體：提供孤對電子的化合物配位鍵：一個原子提供一對電子對 例：配位原子：提供孤對電子對的原子配位數(shù)：與中心離子絡(luò)合的配位原子數(shù)目中心離子和配體一定時，絡(luò)合比可以不一樣，多級絡(luò)合2氨羧絡(luò)合劑特征：同時存在氨基和羧基最常見：EDTA 乙二胺四乙酸(鹽)，EDTA可同時提供6個配位原子2個N，4個O一般定義EDTA用Y表示EDTA呈現(xiàn)六元酸的特點，存在六級解離，七種型體七種型體存在量的相對多少取決于溶液的pH值常用乙二胺四乙酸二鈉鹽（Na2H2Y）來配制EDTA水溶液，因為H4Y的溶解度小于Na2H2Y3EDTA絡(luò)合物的特征 絡(luò)合比1：1為什么1:1?因為EDTA可以同時提供6個配位原子，則中心離子提供6個空軌道空間因素：排列使原子與原子排斥最小，使配位原子從中心離子四面按最近形成籠狀化合物，由5個五元環(huán)組成，將金屬離子包夾在中間，形成螯合物EDTA絡(luò)合滴定也稱螯合滴定(分析)EDTA與無色金屬離子生成無色絡(luò)合物，與有色金屬離子形成絡(luò)合物顏色會加深4 EDTA的絡(luò)合平衡1. 穩(wěn)定常數(shù) (1:1) （逆反應(yīng)） 穩(wěn)定常數(shù)用途：用穩(wěn)定常數(shù)大小判斷一個絡(luò)合物的穩(wěn)定性，絡(luò)合物越穩(wěn)定，絡(luò)合反應(yīng)越易發(fā)生2.EDTA的酸效應(yīng) (副反應(yīng))EDTA的酸效應(yīng)消耗了參加主反應(yīng)的絡(luò)合劑，影響到主反應(yīng)定義：由于的存在，使絡(luò)合劑參加主反應(yīng)能力下降的現(xiàn)象叫EDTA的酸效應(yīng)酸效應(yīng)的大小用酸效應(yīng)系數(shù)表示，：所有EDTA存在型體之和，：有效濃度，只有Y4-能與金屬離子絡(luò)合 1 0；反之pH降低，酸效應(yīng)系數(shù)越大，說明對EDTA的絡(luò)合反應(yīng)影響越大只有pH12才有=0；pH0(有副反應(yīng)) 3.條件穩(wěn)定常數(shù)(描述客觀實際的反應(yīng)程度) 無副反應(yīng) 則有副反應(yīng) 1 則條件穩(wěn)定常數(shù)的用途判斷絡(luò)合物的穩(wěn)定性判斷絡(luò)合反應(yīng)的完全程度，判定條件：當 8由繪制酸效應(yīng)曲線EDTA酸效應(yīng)系數(shù)可以判斷某金屬離子被準確滴定的最低pH值 5金屬指示劑1.影響金屬指示劑的主要因素絡(luò)合滴定曲線突躍范圍 金屬離子M的初始濃度 2.金屬指示劑(有機絡(luò)合劑)金屬指示劑的作用原理金屬指示劑加入金屬離子M溶液中顯示生成的絡(luò)合物的顏色加入EDTA后發(fā)生 要求穩(wěn)定值，比高2個數(shù)量級以上，保證置換完成種類a.鉻黑T，EBT(pH=10)，紅藍b.鈣指示劑,NN(pH12.5)，紅藍c.PAN(pH=5-6)，紅黃d.二甲酚橙，XO(pH12.5 其他應(yīng)用：測高錳酸鹽指數(shù)，掩蔽，用， 氧化還原掩蔽：變更干擾離子的價態(tài) 例： 7絡(luò)合滴定的方式1.直接滴定法：直接用EDTA標準溶液來滴定要求：絡(luò)合反應(yīng)快，生成絡(luò)合物穩(wěn)定應(yīng)用：標定EDTA(非基準物質(zhì))溶液a.EDTA與金屬離子的計量關(guān)系(1:1)確定基本反應(yīng)單元(Na2Y)b.由摩爾質(zhì)量計算出所需質(zhì)量，稱重c.準確標定其濃度，用Zn粒（HCl溶解）或CaCO3 標準溶液標定基準溶液放在錐形瓶(加入金屬指示劑)，EDTA的滴定劑用酸式滴定管對于pH應(yīng)在56(二甲酚橙作指示劑)終點：紅色亮黃色對于CaCO3 pH應(yīng)在10 (KB作指示劑)終點：紅色藍色計算公式：硬度測定：暫時硬度：由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2或CaCO3、MgCO3形成的硬度，可加熱煮沸除去永久硬度：主要指CaSO4、MgSO4轉(zhuǎn)化形態(tài)+測總硬度：用堿性緩沖溶液 調(diào)pH=10，EBT指示劑，EDTA滴定，終點紅色藍色（其他常用緩沖溶液：中性緩沖-，酸性緩沖鄰苯二甲酸或HAc-NaAc)總硬度單獨測硬度需要掩蔽，硬度計算得到用NaOH調(diào)pH12.5 ，NN指示劑，EDTA滴定，終點紅色藍色 硬度硬度2.返絡(luò)合滴定鋁鹽混凝劑中含量分析()，絡(luò)合滴定在水質(zhì)工程學(xué)中的應(yīng)用該金屬離子與EDTA生成絡(luò)合物的反應(yīng)速度慢 pH=3.5加熱，避免Al在高pH時，發(fā)生水解冷卻，調(diào)pH=56, 加指示劑二甲酚橙，用Zn2+返滴定EDTA，終點黃變紅計算：Ba2+測定，無合適指示劑 第四章 沉淀滴定法知識點 1沉淀平衡1活度積常數(shù) 當離子強度I氧化性 在發(fā)生還原反應(yīng)經(jīng)歷地中間價態(tài)比多，減弱了的氧化性空白實驗9甲醇的測定：重鉻酸鉀法1 測定方法及相應(yīng)反應(yīng)含甲醇廢水，加入重鉻酸鉀（C1，V1）、濃硫酸，反映完成后，加試亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵銨回滴出現(xiàn)紅色終點，硫酸亞鐵銨消耗C2，V2。2 計算公式： （）10碘量法用于測定氧化性物質(zhì)，如、O3、H2O2等，水質(zhì)指標余氯、溶解氧和BOD等1 基本原理：利用，電位居中，可做氧化劑和還原劑的特點。在酸性條件下，水樣中氧化性物質(zhì)與KI作用，定量釋放出I2，以淀粉為指示劑，用Na2S2O3滴定至藍色消失，由Na2S2O3消耗量求出水中氧化性物質(zhì)的量。反應(yīng)： 2注意：歧化 (pH9)Na2S2O3 (非基準，配制后標定)a.光照：S，有單質(zhì)S析出 b.堿性： c.強酸性：碘量法最佳pH值范圍：中性或弱酸性，48.53 應(yīng)用余氯的測定： 取水樣，用HAc-NaAc緩沖液調(diào)節(jié)pH=4，加Na2S2O3至淡黃色，再加12滴0.5%淀粉指示劑繼續(xù)加Na2S2O3至藍色消失（C,V）余氯D