水分析化學(xué)復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、第一章 緒論知識(shí)點(diǎn)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(lèi)1水中污染物包括無(wú)機(jī)：金屬離子Ca2+、Mg2+ + 重金屬離子：Pb2+、Fe3+、Mn2+、Cd2+、Hg2+等有機(jī)：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(chēng)重的辦法用途：殘?jiān)治龌瘜W(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(yàn)堿度、酸度b.絡(luò)合滴定絡(luò)合反應(yīng)M+Y MY 用途：測(cè)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(cè)定離子的干擾c.沉淀分析沉淀反應(yīng)Ag+Cl- AgCl用途：測(cè)定水中Cl-d.氧化還原滴定氧化還原反應(yīng)(

2、特點(diǎn)：電子轉(zhuǎn)移)用途：測(cè)COD等有機(jī)污染指標(biāo)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(jī)分子、無(wú)機(jī)離子b.色譜法：氣相色譜 用途：如氯仿測(cè)定 液相色譜 用途：如多環(huán)芳烴測(cè)定離子色譜 用途：如陰離子測(cè)定c.原子吸收法 用途：金屬元素測(cè)定d.電化學(xué)分析法 用途：pH值的測(cè)定 3水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1 水質(zhì)指標(biāo) 物理化學(xué)微生物學(xué)一、物理指標(biāo)(特點(diǎn)：不涉及化學(xué)反應(yīng)，參數(shù)測(cè)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(cè)量)色度的測(cè)定方法：標(biāo)準(zhǔn)

3、比色法（目視比色法）a. 用具塞比色管配制標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)色階對(duì)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(biāo)。濁度的測(cè)定方法a.目視比濁法：用具塞比色管配制標(biāo)準(zhǔn)濁度階，1mg漂白土/L定義為1度，水樣俯視對(duì)比b.分光光度法：680nm分光光度計(jì)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)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(cè)定結(jié)果單位FTU）c.散射法，濁度儀（也以甲 聚合物為標(biāo)準(zhǔn)濁度單位，測(cè)定結(jié)果單位NTU）殘?jiān)?/p>

4、總殘?jiān)?可濾殘?jiān)?+ 不可濾殘?jiān)亓糠y(cè)定電導(dǎo)率，電導(dǎo)率儀測(cè)定UVA254：反映水中有機(jī)物含量氧化還原電位(ORP):廢水生物處理過(guò)程重要控制參數(shù)二、化學(xué)指標(biāo)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(shí)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(yáng)離子總量）有機(jī)污染物綜合指標(biāo)(宏觀地描述水中有機(jī)污染物，是總量指標(biāo)，不針對(duì)哪類(lèi)有機(jī)物)a.高錳酸鹽指數(shù)(Pi)：用KMnO4作氧化劑氧化水中有機(jī)物所消耗的量，用mgO2/L表示b.化學(xué)需氧量(COD)：在一定

5、條件下水中能被得重鉻酸鉀氧化的水中有機(jī)物的量，用mgO2/L表示c.生物化學(xué)需氧量（BOD）：在一定時(shí)間溫度下，微生物分解水中有機(jī)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(jī)碳（TOC）：水體有機(jī)物總的碳含量，用總有機(jī)碳分析儀高溫燃燒水樣測(cè)定，單位mgC/Le.總需氧量（TOD）：水中有機(jī)物和還原性無(wú)機(jī)物在高溫下燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)的需氧量，單位mgO2/L三、微生物學(xué)指標(biāo)保障供水安全的重要指標(biāo)細(xì)菌總數(shù) 大腸菌群游離性余氯：Cl2/HOCl/OCl- 2 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：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(biāo)均為上界限值，不可超越 4取水樣、保存、預(yù)處理1

6、取水樣根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康倪x取取樣點(diǎn)，取樣量，容器和取樣方法取樣點(diǎn)：河流水系沿上下游和深度布設(shè)，處理設(shè)施在進(jìn)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(biāo)）或無(wú)菌（微生物指標(biāo)）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(qiáng)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(cè)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(cè)定步驟：先加酚酞，當(dāng)酚酞由紅色無(wú)色，HCl的消耗量為P(ml)后加甲基橙，當(dāng)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

7、度的組成，并且計(jì)算相應(yīng)的含量。概念：P相當(dāng)?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(wú)，甲基橙加入即呈橙紅) 、 PM P=M 、 P0 P=0 (酚酞加入即無(wú)色，甲基橙橙紅) =M5堿度計(jì)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(jì)，以mol/L或mmol/L計(jì)，以mgCaO/L或mgCaCO3/L計(jì)記住一些常用的摩爾質(zhì)量 17g/mol 30g/mol 61g/mol 28g/mol 50g/mol寫(xiě)出堿度計(jì)算的正確表達(dá)式C

8、HCL: HCl的量濃度mol/l例：當(dāng)P0，M=0時(shí)OH-堿度(mol/L)=OH-堿度(mmol/L) OH-堿度(當(dāng)P和M呈其它關(guān)系時(shí)，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(shí)點(diǎn)：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(duì)電子的化合物配位鍵：一個(gè)原子提供一對(duì)電子對(duì) 例：配位原子：提供孤對(duì)電子對(duì)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(shí)，絡(luò)合比可以不一樣，多級(jí)絡(luò)合2氨羧絡(luò)合劑特征：同時(shí)存在氨基和羧基最常見(jiàn)：EDTA 乙二胺四乙酸(鹽)，EDTA可同時(shí)提供6個(gè)配位原子2個(gè)N，4個(gè)O一般定義EDT

9、A用Y表示EDTA呈現(xiàn)六元酸的特點(diǎn)，存在六級(jí)解離，七種型體七種型體存在量的相對(duì)多少取決于溶液的pH值常用乙二胺四乙酸二鈉鹽（Na2H2Y）來(lái)配制EDTA水溶液，因?yàn)镠4Y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?yàn)镋DTA可以同時(shí)提供6個(gè)配位原子，則中心離子提供6個(gè)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(gè)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(chēng)螯合滴定(分析)EDTA與無(wú)色金屬離子生成無(wú)色絡(luò)合物，與有色金屬離子形成絡(luò)合物顏色會(huì)加深4 EDTA的絡(luò)合平衡1. 穩(wěn)定常數(shù) (1:1) （逆

10、反應(yīng)） 穩(wěn)定常數(shù)用途：用穩(wěn)定常數(shù)大小判斷一個(gè)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(shuō)明對(duì)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(shí)際的反應(yīng)程度) 無(wú)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(dāng)

11、8由繪制酸效應(yīng)曲線(xiàn)EDTA酸效應(yīng)系數(shù)可以判斷某金屬離子被準(zhǔn)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(xiàn)突躍范圍 金屬離子M的初始濃度 2.金屬指示劑(有機(jī)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(gè)數(shù)量級(jí)以上，保證置換完成種類(lèi)a.鉻黑T，EBT(pH=10)，紅藍(lán)b.鈣指示劑,NN(pH12.5)，紅藍(lán)c.PAN(pH=5-6)，紅黃d.二甲酚橙，XO(pH12.5 其他應(yīng)用：測(cè)高錳酸鹽指數(shù)，掩蔽，用， 氧化還原掩蔽：變更干擾離子的價(jià)態(tài) 例： 7絡(luò)合滴定的方式1.直接滴定法：直接用EDTA標(biāo)

12、準(zhǔn)溶液來(lái)滴定要求：絡(luò)合反應(yīng)快，生成絡(luò)合物穩(wěn)定應(yīng)用：標(biāo)定EDTA(非基準(zhǔn)物質(zhì))溶液a.EDTA與金屬離子的計(jì)量關(guān)系(1:1)確定基本反應(yīng)單元(Na2Y)b.由摩爾質(zhì)量計(jì)算出所需質(zhì)量，稱(chēng)重c.準(zhǔn)確標(biāo)定其濃度，用Zn粒（HCl溶解）或CaCO3 標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定基準(zhǔn)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(duì)于pH應(yīng)在56(二甲酚橙作指示劑)終點(diǎn)：紅色亮黃色對(duì)于CaCO3 pH應(yīng)在10 (KB作指示劑)終點(diǎn)：紅色藍(lán)色計(jì)算公式：硬度測(cè)定：暫時(shí)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(cè)

13、總硬度：用堿性緩沖溶液 調(diào)pH=10，EBT指示劑，EDTA滴定，終點(diǎn)紅色藍(lán)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(dú)測(cè)硬度需要掩蔽，硬度計(jì)算得到用NaOH調(diào)pH12.5 ，NN指示劑，EDTA滴定，終點(diǎn)紅色藍(lán)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(shí)，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(diǎn)黃變紅計(jì)算：Ba2+測(cè)定，無(wú)合適指示劑 第四章 沉淀滴定法知識(shí)點(diǎn) 1沉淀平衡1活度積常數(shù) 當(dāng)離子強(qiáng)度I氧化性

14、在發(fā)生還原反應(yīng)經(jīng)歷地中間價(jià)態(tài)比多，減弱了的氧化性空白實(shí)驗(yàn)9甲醇的測(cè)定：重鉻酸鉀法1 測(cè)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(diǎn)，硫酸亞鐵銨消耗C2，V2。2 計(jì)算公式： （）10碘量法用于測(cè)定氧化性物質(zhì)，如、O3、H2O2等，水質(zhì)指標(biāo)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(diǎn)。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(lán)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

15、準(zhǔn)，配制后標(biāo)定)a.光照：S，有單質(zhì)S析出 b.堿性： c.強(qiáng)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(cè)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(lán)色消失（C,V）余氯DO的測(cè)定:將水中溶解氧用錳固氧技術(shù)固定，酸溶解析出I2后，用Na2S2O3滴定。反應(yīng)：計(jì)算：O3的測(cè)定：測(cè)臭氧消毒水樣殘余臭氧量（mg/L）或臭氧發(fā)生器每小時(shí)產(chǎn)生O3量：KI配成吸收溶液，O3+KII2，氣體通入2min，用Na2S2O3滴定臭氧發(fā)生器的O3發(fā)生量(g/h)=C1V11660/2BOD的測(cè)定：BOD（生物化學(xué)需氧量）：在一定時(shí)間溫度下，微生物分解水中有機(jī)物發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)中所消耗的溶解氧量，單位mgO2/L通常測(cè)定BOD205，即20培養(yǎng)5天。當(dāng)BOD205/COD0.45，污水可生化