第七節(jié)非金屬無機(jī)物的測(cè)定-環(huán)境監(jiān)測(cè)教學(xué)課件

第七節(jié)非金屬無機(jī)物的測(cè)定一酸度和堿度（一）酸度水中所含能與強(qiáng)堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)總量。

衡量水體水質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)1酸堿指示劑滴定法標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉滴定（酚酞pH=8.3總酸度;甲基橙pH=3.7強(qiáng)酸度）酸度單位用CaCO3mg/L表示

2電位滴定法以pH玻璃電極為指示電極，甘汞電極為參比電極，與被測(cè)水樣組成原電池并接入pH計(jì)，用氫氧化鈉標(biāo)液滴定至pH＝4.5或8.3，據(jù)其消耗量分別計(jì)算兩種酸度。（二）堿度水中所能與強(qiáng)堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)的總量水中的堿度：重碳酸鹽，碳酸鹽，氫氧化鈉污染源：造紙，印染，化工，電鍍，洗滌劑，農(nóng)藥酸堿度都是衡量水質(zhì)和廢水處理控制的重要指標(biāo)。堿度也常用來評(píng)價(jià)水體緩沖能力及金屬在其中溶解性和毒性等。測(cè)定方法與測(cè)酸度同

設(shè)水樣以酚酞為指示劑耗強(qiáng)酸量為P，繼續(xù)以甲基橙為指示劑滴定消耗強(qiáng)酸量為M，二者和為T，則測(cè)定水的總堿度有五中情況:

1M＝0只含氫氧化物2P>M氫氧化物和碳酸鹽共存

3P＝M只含碳酸鹽

4P<M碳酸鹽和酸式碳酸鹽共存5P＝0只含碳酸鹽

二pH值

pH=-lgaH+

測(cè)定水的pH值方法有玻璃電極法和比色法。1比色法基于各種酸堿指示劑在不同的PH的水液中顯示不同顏色,而每種指示劑都有一定的變色范圍.

該法不適于有色,渾濁或含較高游離氯,氧化劑,還原劑的水樣.

2玻璃電極法是以PH玻璃電極為指示劑,飽和甘汞電極為參比電極并將兩者與被測(cè)溶液組成原電池,E電池=φ甘汞-φ玻璃E電池=φ甘汞–(φo+0.059lgaH+)=K+0.059pH25OC時(shí):Es=K+0.059pHsEx=K+0.059pHx

pHx=pHs+(Ex-Es)/0.05925oC,二者之差每變化59毫伏,相應(yīng)變化1PH,PH計(jì)大都據(jù)此原理測(cè)溶液的PH值.

玻璃電極測(cè)定法準(zhǔn)確,快速,受水體色度,濁度,氧化還原劑等干擾程度小三溶解氧(DO)

溶入水中的分子態(tài)氧.水中的溶解氧含量與氣壓溫度,含鹽量有關(guān)一般水體中的溶解氧再4mg/以上.藻類大量繁殖,溶解氧會(huì)過飽和;

當(dāng)水體受有機(jī)物質(zhì)或無機(jī)還原物污染時(shí),含量降低,厭氧細(xì)菌繁殖活躍,水質(zhì)惡化.(一)碘量法加硫酸錳,堿性碘化鉀,再加酸.以淀粉為指示劑,硫代硫酸鈉標(biāo)液滴定釋放的碘:

MnSO4+2NaOH=Na2SO4+Mn(OH)2

2

Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2(棕色)

MnO(OH)2+2HSO4=Mn(SO4)2+3H2OMn(SO4)2+2KI=MnSO4+K2SO4+I22Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI（二）修正碘量法1疊氮化鈉修正法消除水樣中含亞硝酸鹽的干擾，疊氮化鈉是劇毒易爆試劑不能將堿性碘化鉀-疊氮化鈉溶液直接酸化，以免產(chǎn)生有毒的疊氮酸務(wù)2NaN3+H2SO4=2HN3+Na2SO4HNO2+N3H=N2O+N2+H2O

亞硝酸鹽主要存在于經(jīng)生化處理的廢水和河水中，能與碘化鉀作用產(chǎn)生正干擾2HNO2+2KI+H2SO4=K2SO4+2H2O+N2O2+I22N2O2+2H2O+O2=4HNO2DO(O2,mg/L)=(MV×8×1000)/V水2高錳酸鉀修正法消除亞鐵離子干擾，過量的高錳酸鉀用草酸鈉溶液除去

（三）氧電極法常用的是聚四氟乙烯薄膜電極，溶解氧通過薄膜滲透擴(kuò)散，在陰極被還原，產(chǎn)生與氧濃度成正比的擴(kuò)散電流.O2+2H2O+4e=4OH-

4Ag+4Cl-=4AgCl+4ei還原=K?n?F?A?pm?

co/L

此法不水樣色度、濁度及化學(xué)滴定法中干擾物質(zhì)的影響，快速，適于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。但水中含藻類、硫化物、碳酸鹽、油有等物質(zhì)會(huì)堵塞或損壞博膜，要及時(shí)更換四氰化物簡(jiǎn)單氰化物：易溶入水，毒性大絡(luò)合氰化物：在水中受pH值、水溫等影響理解為簡(jiǎn)單氰化物有機(jī)氰化物進(jìn)入人體與高鐵細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合，引起組織缺氧窒息

污染源：電鍍、焦化、造氣、洗印、石油化工、有機(jī)玻璃制造、農(nóng)藥等工業(yè)廢水消除干擾：預(yù)蒸餾測(cè)定方法：容量滴定法、分光光度法、離子選擇電極法

常用的蒸餾方法有兩種：1加酒石酸和硝酸鋅，調(diào)節(jié)pH=4，加熱蒸餾,則簡(jiǎn)單氰化物及部分絡(luò)合氰化物以氰化氫形式被蒸餾出來，用氫氧化鈉液吸收。取該蒸餾液測(cè)得的是易釋放氰化物。2加磷酸和EDTA，在pH<2時(shí)蒸餾。取該蒸餾液測(cè)得的是總氰化物。（一）容量滴定法取一定量預(yù)蒸餾液，調(diào)pH>11，以試銀靈為指示劑，硝酸因標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，則氰離子與銀離子生成[Ag(CN)2]-過量的銀離子以試銀玲反應(yīng)，溶液有黃色變?yōu)槌燃t色，即為終點(diǎn).

氰化物（CN-,mg/L)=(VA-VB)c*52.04*V2*1000/(V1*V3)（二）分光光度法

1異煙酸-吡唑啉酮分光光度法

調(diào)pH至中性，加氯胺T溶液，氰離子被氧化為CNCl;

在加異煙酸-吡唑啉酮液……在638nm波長(zhǎng)下測(cè)吸光度，用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。HCN易揮發(fā)，操作迅速，蓋塞。適于飲用水、地面水、生活污水、工業(yè)廢水。最低檢測(cè)限0.004mg/L;最高0.25mg/L。2吡啶-巴比妥酸分光光度法取一定量的蒸餾餾出液，調(diào)節(jié)pH為中性，CN-于氯胺T生成CNCl,再與吡啶反應(yīng)成戊烯二醛，再于巴比妥酸縮合得紅色染料，于580nm處比色定量。最低檢測(cè)限0.002mg/L;高0.45mg/L五氟化物F微量元素，飲用水適宜濃度0.5-1.0mg/L.

有色冶金、鋼鐵、玻璃、磷肥等排放的廢水和氟礦物廢水是人為的污染源。測(cè)定方法：氟離子選擇電極法、氟試劑分光光度法、茜素磺酸鋯目視比色法、離子色譜法等嚴(yán)重污染的水樣要預(yù)蒸餾。（一）氟離子選擇電極法以氟化鑭單晶片為敏感膜，有良好的選則性，測(cè)量時(shí)與參比電極、被測(cè)溶液組成原電池：E=K-2.303RT(lgaF-)/F

加入總離子調(diào)節(jié)劑(TISAB)消除干擾，其中含強(qiáng)電解質(zhì)、絡(luò)合劑、pH緩沖劑溶液。此法具有簡(jiǎn)便、快速、選擇性好，可測(cè)混濁及有色水樣等優(yōu)點(diǎn)。（二）氟試劑分光光度法氟試劑即茜素絡(luò)合劑(ALC).在PH=4.1乙酸緩沖液中，與氟離子和硝酸鑭反應(yīng)，呈藍(lán)色的La-AlC-F三元絡(luò)合物，顏色深度與氟離子濃度成正比，于620nm比色定量。當(dāng)有SO4+2、Zn2+Cu2+、Al3+等過多可預(yù)蒸餾消除干擾

(三）其他方法茜素磺酸鋯目視比色法硝酸釷滴定法離子色譜法六含氮化合物水中氮重要形態(tài)：氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽、有機(jī)氮

和總氮。測(cè)定各種形態(tài)含氮化合物有助于評(píng)價(jià)水被污染和自凈情況。（一）氨氮水中氨氮指NH3和NH4+形式存在的氨來源：生活污水含氮有機(jī)物受微生物分解，焦化、合成氨工業(yè)廢水、農(nóng)田排水等。測(cè)定方法：1納氏試劑分光光的法加碘化汞和碘化鉀的強(qiáng)堿溶液（納氏試劑），

2K2[HgI4]+3KOH+NH3NH2Hg2IO+7KI+2H2O(黃棕色膠態(tài))410-425nm比色定量

2電極法

以平板型pH玻璃電極為指示電極，銀-氯化銀電極為參比電極。當(dāng)插入pH=11的水樣時(shí)，生成的氨將擴(kuò)散通過半透膜，使NH+NH3+H+向左移動(dòng)，引起氫離子濃度變化，由pH電極玻璃電極測(cè)定此變化。3滴定法

適于水樣中氨氮含量較高時(shí)。調(diào)水樣pH=6-7.4，加氯化鎂。蒸餾后氨用硼酸液吸收，以甲基紅-亞甲蘭為指示劑，用酸標(biāo)液滴定。4水楊酸-次氯酸鹽分光光度法

在亞硝基鐵氰化鈉存在下，

氨與水楊酸和次鹵酸反應(yīng)成藍(lán)色化合物，于697nm

比色定量。（二）亞硝酸鹽氮是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物，可氧化成硝酸鹽或還原成氨。能使氧化低血紅蛋白，致癌測(cè)定方法：N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法、離子色譜法N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法在pH為1.8+0.3的酸性介質(zhì)中，亞硝酸與對(duì)氨基苯磺酰胺生成重氮鹽，再與N-(1-萘基)-乙二胺偶聯(lián)成紅色染料，于540nm比色測(cè)定氯胺、高鐵離子等有明顯干擾；水樣有色或渾濁時(shí)，可加氫氧化鋁懸浮液并過濾消除。檢測(cè)下限0.003mg/L,檢測(cè)上限0.20mg/L離子色譜法IC利用離子交換原理，連續(xù)對(duì)共存多種陰離子陽(yáng)離子進(jìn)行分離、定性、定量的方法。分析陰離子時(shí)，分離柱為低容量的陰離子交換樹脂，抑制柱用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂，用氫氧化鈉或碳酸鈉和碳酸氫鈉混合液作淋洗液。

分離柱用R-N+HCO3-型陰離子交換樹脂，抑制RSO3H型,以0.0024mol/L碳酸鈉和0.0031mol/L碳酸氫鈉混合液作淋洗液。(三）硝酸鹽氮最穩(wěn)定；人體攝入后會(huì)轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽呈現(xiàn)毒性。測(cè)定方法：酚二磺酸分光光度法、鎘柱還原法、戴氏合金法、紫外分光光度法等1酚二磺酸分光光度法硝酸鹽在無水時(shí)與酚二磺酸生成硝基二磺酸酚，于堿液中有生成黃色的硝基酚二磺酸三鉀鹽，于410nm測(cè)吸光度，于標(biāo)液比色定量。2紫外分光光度法硝酸根對(duì)220nm波長(zhǎng)有特征吸收，與標(biāo)液的吸收程度比較定量。校正有機(jī)物在此處的吸收：在275nm測(cè)得的吸光度的兩倍。適于清潔地表水和未受明顯污染的地下水，簡(jiǎn)便快速，但對(duì)含有機(jī)物、表面活性劑、等要預(yù)處理，如氫氧化鋁絮凝共沉淀和大孔中型樹脂可除去濁度、高價(jià)鐵、六價(jià)鉻及大部分有機(jī)物等（四）凱氏氮以基耶達(dá)法測(cè)得含氮量，包括氨氮和在此條件下能轉(zhuǎn)化為銨鹽而被測(cè)定的有機(jī)氮化合物.測(cè)定要點(diǎn)是取適量水于凱氏燒瓶中，加入濃硫酸和催化劑(K2SO4),加熱消解，將有機(jī)氮變?yōu)榘钡?，再在堿性液中蒸餾出氨，用硼酸溶解吸收，用分光光度法或滴定法測(cè)定氨氮含量，即為水樣中的凱氏氮。要直接測(cè)定有機(jī)氮可將水樣預(yù)蒸餾除去氨氮，再以凱氏法測(cè)定

裝置七硫化物水中硫化物包括溶解的H2S、HS-S2-、酸溶性的金屬硫化物、不溶性的硫化物和有機(jī)硫化物。硫化氫毒性很大，能使組織細(xì)胞缺氧；腐蝕金屬。測(cè)定方法：

1對(duì)氨基二甲苯按風(fēng)光光度法：在含高鐵離子的酸性溶液中，硫離子與對(duì)氨基二甲基苯案反應(yīng)，聲稱藍(lán)