給水處理分析與檢測

1、給水處理分析與檢測方法一、總硬度的測定（ EDTA 絡(luò)合滴定法）EDTA 絡(luò)合滴定法適用于工業(yè)循環(huán)冷卻水中鈣含量在2-200mg/L，鎂含量在 2-200mg/L 的測定，也適用于其它工業(yè)用水及生活用水中 鈣、鎂離子含量的測定。（ 1）測定原理 鈣離子和鎂離子都能與 EDTA 形成穩(wěn)定的絡(luò)合物， 其絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)分別為 1010.7 和 108.7?？紤]到 EDTA 受酸效應(yīng)的影響， 將溶液 pH 值控制為 10時(shí)，鈣、鎂離子都與 EDTA 完全絡(luò)合，因此 在此條件下測定的應(yīng)是兩者的總量，即總硬度。（2）主要試劑1. 氨-氯化銨緩沖溶液（pH=10）稱取67.5g氯化銨溶于200mL水中,加入

2、570mL 氨水，用水稀釋至 1000mL；2. 三乙醇胺 1+2 水溶液；3. 酸性鉻藍(lán)K-萘酚綠B （簡稱K-B ）混合指示劑 稱取1g酸性鉻藍(lán)K和2.5g萘酚綠B置于研缽中，加50g干燥的分析純硝酸鉀磨細(xì)混 勻。4. EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液 c （EDTA）=0.01 mol/L 或 c（? EDTA）=0.02mol/L。 配制與標(biāo)定見附錄一。（3）測定步驟 取50.00mL水樣（必要時(shí)先用中速濾紙過濾后再取 樣）于 250mL 錐形瓶中，加 10mLpH=10 的氨-氯化銨緩沖溶液，加 入少許 K-B 指示劑，用 EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紅色變?yōu)樗{(lán)色 時(shí)即為終點(diǎn)，記下所消耗的 EDT

3、A 標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。(4) 結(jié)果計(jì)算 水樣的總硬度X為mmol/L(1-1)1 c(EDTA) VX 21000V式中c(2edta)取2edta為基本單元時(shí)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃 度，mol/L ；V1滴定時(shí)消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml;V 所取水樣體積，ml?？傆捕纫訡aCO3計(jì)時(shí)，則(1-2)、/ c(EDTA) V1 M (CaCOs)X3 1000 mg/L式中 M (CaCOs)CaCQ的摩爾質(zhì)量，g/mol ；c( EDTA)取 EDTA為基本單元時(shí) EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L。其余符號(hào)與式(1-1)相同。(5) 注意事項(xiàng)1水樣中含有鐵、鋁離子時(shí)，它們會(huì)干擾測定，故應(yīng)

4、在加緩沖溶液前先加2ml1+2三乙醇胺溶液掩蔽鐵和鋁。水樣中含有鋅時(shí)，則在加緩沖溶液前先加抗壞血酸0.1g和巰基乙醇0.5ml,再加1+2三乙醇胺3ml。含鋅較高時(shí)，須另行測鋅，再從總硬度中減去鋅。2 K-B指示劑也可以配成溶液使用。配法為稱取1g干燥的酸性鉻藍(lán)K和2.5g干燥的萘酚綠B，混合并磨勻后溶于175ml水中即可。3也可以用鉻黑T為指示劑。配制方法是1g鉻黑T指示劑加75ml 三乙醇胺再加25ml無水乙醇，溶解后即可使用。該指示劑對(duì)鈣的靈 敏度不如K-B混合指示劑。二、pH值的測定本方法（電位法）適用于工業(yè)循環(huán)冷卻水的pH值在0-14范圍內(nèi)的測定。（1）測定原理水溶液中氫離子活度aH

5、+的負(fù)對(duì)數(shù)值稱為pH值，即pH=-lg aH溶液中氫離子活度與其濃度H+的關(guān)系是即=十屮當(dāng)溶液的濃度很稀時(shí)，活度系數(shù)丫駕1這時(shí)aH 幷H+pH=-|gaH lgH+測定pH值的方法是電位法。電位法測定 pH值時(shí)，是用玻璃電極作指示電極，飽和甘汞電極作參比電極，組成一個(gè)工作電池。25C時(shí)，工作電池的電動(dòng)勢 E與pH值的關(guān)系為E二K'+0.059pH式中，K'是一個(gè)與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)的常數(shù)。實(shí)際工作中是用已知pH值的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液作為定位基準(zhǔn),比較待測溶液和標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液兩個(gè)工作電池的電動(dòng)勢來確定待測溶液pH值的。因此，pH值的實(shí)用定義pHx pHs(2-1)Ex Es2.303RT/F式

6、中，pHx、pHs分別為待測溶液和標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的 pH值；Ex、Es 分別為待測溶液工作電池和標(biāo)準(zhǔn)溶液工作電池的電動(dòng)勢； R 是氣體常 數(shù)；F是法拉第常數(shù)；T是絕對(duì)溫度。25C時(shí)，2.303RT/F=0.059。這 就是說，以標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH值為基準(zhǔn)，通過比較Ex和Es的大小 就可以求出 pHx。（2）儀器和試劑1. 酸度計(jì) 0-14pH，最小分度值0.02pH單位；2. 飽和甘汞電極和玻璃電極；3. 磁力攪拌器；4. 標(biāo)準(zhǔn) pH 緩沖溶液 購市售 pH 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，按說明書配成 pH 標(biāo)準(zhǔn) 溶液。（ 3）測試步驟1、按酸度計(jì)說明書調(diào)試儀器的零點(diǎn)和滿刻度。2、定位 通常有兩種定位方法，應(yīng)根據(jù)對(duì)

7、測定的要求選用其中一種 方法定位。單點(diǎn)定位 測量水樣溫度。調(diào)節(jié) pH 計(jì)溫度補(bǔ)償旋鈕至所測水樣溫 度值。選一種 pH 值與被測水樣 pH 值接近的 pH 標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。定 位前先用蒸餾水沖洗電極及 50ml 燒杯 2-3 次，用濾紙將電極和燒杯 吸干。將定位用的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液倒入干燒杯中，置于磁力攪拌器上， 浸入電極，攪拌約30s,靜止后按下讀數(shù)鍵，調(diào)節(jié)定位旋鈕，使儀器 讀數(shù)為該溫度下標(biāo)準(zhǔn)溶液的 pH 值。重復(fù)零點(diǎn)、滿刻度、定位操作， 直至穩(wěn)定為止。雙點(diǎn)定位 調(diào)節(jié) pH 計(jì)溫度補(bǔ)償旋鈕至所測水樣的溫度值。先用一種 pH 值大于并接近試樣 pH 值的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，再用一種小于并接近試樣pH值的標(biāo)準(zhǔn)

8、緩沖溶液依次定位和校正標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH值重復(fù)操作，至穩(wěn)定為止。3、測定水樣 將電極和燒杯用蒸餾水沖洗干凈，再用被測水樣沖洗 兩次，水樣倒入燒杯中，浸入電極，攪拌，靜止后按下讀數(shù)鍵，讀取 pH 值。（ 4）注意事項(xiàng)1 水的顏色、氧化劑、還原劑及較高的含鹽量均不干擾測定。但較 高濁度、膠體物質(zhì)易污染電極表面而影響測定， 這時(shí)被污染的電極可 用 1+20 的鹽酸浸泡兩小時(shí)，再?zèng)_洗干凈后浸入水中。2 新使用的玻璃電極應(yīng)在蒸餾水中浸泡 48h ，常用的電極暫時(shí)不用 時(shí)，應(yīng)浸入水中。3 甘汞電極中的飽和氯化鉀溶液的液面必須高于汞面，溶液中應(yīng)有 少許晶體存在以保證氯化鉀溶液飽和。4 pH值的測定應(yīng)在取樣后

9、12h內(nèi)完成，最好在現(xiàn)場測定。測定含鹽 量很低的水樣（如雨水）時(shí)，測定準(zhǔn)確度較低，只能得到近似值。若 在此水樣中加入適量的優(yōu)級(jí)純氯化鈉，對(duì)測定是有利的。三、水中溶解氧的測定常用的測定方法有三種：滴定法適用于含量較高的溶解氧的測定； 電化學(xué)探頭法和比色法適用于低含量溶解氧的測定。 其中比色法可以 測定血/L級(jí)含量的溶解氧，因此對(duì)于鍋爐水中溶解氧的測定，比色法是比較簡便合適的分析方法。 但對(duì)于循環(huán)冷卻水中的溶解氧含量的測定，則碘量法(滴定法)是一種更為簡便合適的分析方法。靛藍(lán)二 磺酸鈉比色法適合于測定溶解氧含量為 的除氧水、凝 結(jié)水，碘量法適用于工業(yè)循環(huán)水中溶解氧濃度為0.2-8mg/L (以。2

10、計(jì))的測定。在此介紹碘量法。( 1)測定原理溶解氧的測定采用錳鹽 -碘量法，其原理是：在堿性溶液中，二價(jià)錳離子被水中的溶解氧氧化成三價(jià)或四價(jià)的錳?？蓪⑷芙庋豕潭ǎ篗n2 2OH Mn(OH)22Mn(OH)2 O2 2H2MnO34Mn(OH)2 O2 2H2O 4Mn (OH )3 然后酸化溶液，再加入碘化鉀，三價(jià)或四價(jià)錳又被還原為二價(jià)錳 離子，并生成與溶解氧相等物質(zhì)的量的碘。2H2MnO3 4H 2I Mn2 I2 3H 2O2Mn(OH )3 6H 2I I 2 6H2O 2Mn2 用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定所生成的碘，便可求得水中的溶 解氧。( 2)試劑和材料1. 硫酸 1+1 溶液

11、；2. 硫酸 1+17 溶液；3. 硫酸錳溶液 340g/L;稱取 34g 硫酸錳，加 1ml1+1 硫酸溶液，溶解后，用水稀釋至 100ml， 若溶液不清，則需過濾。4. 堿性碘化鉀混合液；稱取30g氫氧化鈉、20g碘化鉀溶于100ml水，搖勻。5淀粉溶液10g/L，新鮮配制。6碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液c(- KIO3) 0.01000mol/L。6稱取于180C下干燥的碘酸鉀3.567g，準(zhǔn)確至0.002g,并溶于水 中，轉(zhuǎn)移至1000ml容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。吸取100.0ml至1000ml容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。7. 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液c(Na2S2O3)0.01mol /L。

12、溶解2.50g硫代硫酸鈉于新煮沸且冷卻的水中，加入0.4g氫氧化鈉，用水稀釋至1000ml。儲(chǔ)存于棕色玻璃瓶中，放置15-20d后標(biāo)定。標(biāo)定、移取25.00ml稀釋的碘酸鉀溶液于錐形瓶中，加入100ml左右的水、0.5g碘化鉀、5ml1 + 17硫酸溶液。用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定 溶液滴定。當(dāng)出現(xiàn)淡黃色時(shí)加入淀粉指示劑，滴定至藍(lán)色完全消失。 計(jì)算硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度。8. 高錳酸鉀溶液c(1 KMnO4)0.01mol/L (配制與標(biāo)定見附錄二)59. 硫酸鉀鋁溶液100g/L10. 取樣瓶兩只具塞玻璃瓶，測出具塞時(shí)所裝水的體積。一瓶稱之 為A，另一瓶為B。體積要求為200-500ml。(

13、3) 測定步驟1、取樣 將洗凈的取樣瓶A、B同時(shí)置于洗凈的取樣桶中，取樣桶 至少要比取樣瓶高15cm以上。兩根洗凈的聚乙烯塑料管或惰性材質(zhì)管分別插到 A、B 取樣瓶底，用虹吸或其他方法同時(shí)將水樣通過導(dǎo)管 引入 A、B 兩瓶中溢出至桶內(nèi)，直到取樣桶中的水平面高出A 、B 取樣瓶口 15cm 以上為止。2、水樣的預(yù)處理 若水樣中有能固定氧或消耗氧的懸浮物質(zhì)，可用 硫酸鉀鋁溶液絮凝。用待測水樣充滿 1000ml 帶塞瓶中并使水溢出 （如 上述取樣過程）。移 20ml 的硫酸鉀鋁溶液和 4ml 氨水于待測水樣中。 加塞，混勻，靜置沉淀。將上層清液吸至細(xì)口瓶中，再按測定步驟進(jìn) 行分析。3、固定氧和酸化

14、用一根細(xì)長的玻璃管吸 1ml 左右的硫酸錳溶液。 將玻璃管插入 A 瓶的中部，放入硫酸錳溶液。然后再用同樣的方法 加入 5ml 堿性碘化鉀混合液、 2.00ml 高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液。將 A 瓶置 于取樣桶水層下，待 A 瓶中產(chǎn)生沉淀后，于水下打開瓶塞，再在 A 瓶中加入 5mL 1+1 硫酸溶液，蓋緊瓶塞，取出搖勻。在 B 瓶中首先加入 5mL 1+1 硫酸溶液，然后在加入硫酸的同一位置 再加入 1mL 左右的硫酸錳溶液、 5mL 堿性碘化鉀混合液、 2mL 高錳 酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液。 不得有沉淀產(chǎn)生。 否則，重新測試。 蓋緊瓶塞， 取出， 搖勻，將 B 瓶置于取樣桶水層下。4、測定 將A、B瓶中溶液

15、分別倒入2只600ml或1000ml燒杯中，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴至淡黃色，加入 1ml 淀粉溶液繼續(xù)滴 定，溶液由藍(lán)色變無色，用被滴定溶液沖洗原 A 、 B 瓶，繼續(xù)滴定至 無色為終點(diǎn)。（4）結(jié)果計(jì)算以mg/L表示的水樣中溶解氧的含量（以 。2計(jì)）Xi按式（3-1 ）計(jì)Xi°.°°8 % °.°°8 V2c i。6 mg/L（3-1）Va VaVb Vb式中c硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L;Vi滴定A瓶水樣消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，ml ；VaA瓶的容積，ml ；IVa A瓶中所加硫酸錳溶液、堿性碘化鉀混合液

16、、硫酸以及高錳酸鉀溶液的體積之和，ml ；VbB瓶的容積，ml ；V2滴定B瓶水樣消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，ml ；IVb B瓶中所加硫酸錳溶液、堿性碘化鉀混合液、硫酸以及 高錳酸鉀溶液的體積之和，ml ；0.008與1.00ml硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液 c（Na2S203）=1.000mol/L相關(guān)的，以克表示的氧的質(zhì)量。若水樣進(jìn)行了預(yù)處理，以mg/L表示的水樣中溶解氧的含量（以02 計(jì)）X2應(yīng)按式（3-2）計(jì)算X2X1 mg/L（3-2）式中 v 條中1000ml帶塞瓶的真實(shí)容積，ml ；Xi由（3-1 ）計(jì)算所得的值，mg/L。（ 5）允許差 平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值作為測定結(jié)果

17、，平行測定結(jié)果的相對(duì) 偏差不大于 2%。各實(shí)驗(yàn)室間測定結(jié)果的相對(duì)偏差不大于 3%。 四、水中鐵離子的測定（磺基水楊酸法）（ 1 ）原理 一般情況下工業(yè)用水中鐵離子的含量不高，常用的簡便方法是分 光光度法。有色溶液對(duì)單色光的吸收服從朗伯 -比爾定律， 即在一定的實(shí)驗(yàn)條 件下，有色物質(zhì)的吸光度與溶液中該物質(zhì)的濃度和溶液的液層厚度的 乘積成正比。這一關(guān)系可用下式表達(dá)A bc式中 A有色物質(zhì)對(duì)單色光產(chǎn)生的吸光度；有色物質(zhì)濃度為1 mol/L、液層厚度為1cm時(shí)的吸光度、 稱為摩爾吸光系數(shù)， L/（mol*cm）;b液層厚度，cm；c有色溶液的濃度，mol/L。水質(zhì)分析中測定鐵離子常用的分光光度法有兩種

18、。一種是用磺基 水楊酸為顯色劑， 使三價(jià)鐵離子形成有色絡(luò)合物的磺基水楊酸法。 由 于這一顯色反應(yīng)同時(shí)可形成三種不同形式不用顏色的絡(luò)合物， 所以必 須控制溶液 pH 值在 9- 1 1 .5之間才能形成黃色的單一絡(luò)合物。該絡(luò)合 物的穩(wěn)定性強(qiáng)于聚磷酸鹽鐵絡(luò)合物，故聚磷酸鹽的存在不干擾測定。另一種是鄰菲羅啉 （1,10-鄰二氮菲）分光光度法。 鄰菲羅啉與二價(jià)鐵 離子在 pH 值很寬的范圍內(nèi)能形成穩(wěn)定的橘紅色絡(luò)合物，這一方法的 靈敏度較高，對(duì)510nm單色光，其摩爾吸光系數(shù)為1.0 X04L/（mol*cm） 使用這一方法時(shí)， 若先加還原劑再加顯色劑， 所測結(jié)果是試樣中總鐵 含量；若不加還原劑就顯色，

19、 所測結(jié)果只是試樣中二價(jià)鐵離子的含量； 兩者相減就可得到三價(jià)鐵離子的含量。 10 倍于鐵的銅、鈷、鉻、鋅 和大于 2mg 的鎳干擾測定。在此介紹一下磺基水楊酸分光光度法。本方法適用于冷卻水系統(tǒng) 磷鋅預(yù)膜液中鐵的測定。測定范圍為 0-2.0mg/L。（2）主要試劑和儀器1. 分光光度計(jì) 具有 3cm 比色皿；2. 磺基水楊酸溶液10%3鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確稱取優(yōu)級(jí)純硫酸亞鐵銨0.7020g于燒杯中，加水 50ml和濃硫酸20ml，溶解后轉(zhuǎn)移入1000ml容量瓶中，用水稀釋至 刻度，搖勻。此溶液每毫升含鐵離子 0.100mg。（ 3）測試步驟1、繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線 用水將鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋 10 倍，得到濃度為0

20、.0100mg/ml 的標(biāo)準(zhǔn)溶液。取此溶液 0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、3.00、4.00 分別置于 7只 50ml 燒杯中，各加濃硝酸 6 滴、水 15ml， 加熱煮沸1min,冷卻后轉(zhuǎn)移入50ml容量瓶中，加5ml磺基水楊酸, 搖勻后加 5ml1+1 氨水，用水稀釋至刻度，搖勻。以一號(hào)溶液（空白） 為參比,用 3cm 比色皿,在分光光度計(jì) 420nm 處分別測定吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)、50ml容量瓶中含鐵的毫克數(shù)為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn) 曲線2、測定水樣 吸取25.00ml水樣于50ml燒杯中，加濃硝酸6滴，加 熱煮沸數(shù)分鐘，其余操作步驟與繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線中的操作步驟相同并測

21、定其吸光度。（4）計(jì)算水樣中鐵離子的含量X為aX 1000 mg/L（ 5-1）式中a從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的試樣中含鐵的毫克數(shù)，mg;V 所取水樣的體積，ml。（5）注意事項(xiàng)1加硝酸是為了使二價(jià)鐵離子全部氧化為三價(jià)鐵離子；2氨水必須在加顯色劑之后加入，以免三價(jià)鐵離子形成氫氧化鐵沉 淀。3取水樣的體積由鐵的含量多少而定，其原則是所含鐵的量處于標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍之內(nèi)附錄一 EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定稱取分析純EDTA （乙二胺四乙酸二鈉）2.7g于250ml燒杯中， 加水約 150ml 和兩小片氫氧化鈉， 微熱溶解后， 轉(zhuǎn)移至試劑瓶中， 加 水稀釋至1000ml，搖勻。此溶液的濃度約為 0.01ml/L。用碳酸鈣標(biāo)定EDTA溶液的濃度。準(zhǔn)確稱取于110C干燥至恒重 的高純碳酸鈣0.35g（準(zhǔn)確至0.2mg）,置于250ml燒杯中，加水100ml, 蓋上表面皿，沿杯嘴加入 1+1 鹽酸溶液 1 0m l 。加熱煮沸至不再冒小 氣泡。冷至室溫，用水沖洗表面皿和燒杯內(nèi)壁，定量轉(zhuǎn)移至 250ml 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。移取上述溶液25.00ml于400ml燒杯中，加水約150ml，在攪拌 下加入10ml20%氫氧化鉀溶液。使其pH值大