水分析化学绪论(讲课)课件.ppt
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- 水分 化学 绪论 讲课 课件
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1、1水水 分分 析析 与与 监监 测测主讲教师:黄 梅联系方式:6955(短号) 23课程定位课程定位4基本操作基本操作基本技能基本技能基本方法基本方法基本概念基本概念基本原理基本原理基本理论基本理论掌握掌握6个基本点个基本点注重培养严谨的科学态度注重培养严谨的科学态度培养独立分析和解决分析化学培养独立分析和解决分析化学中实际问题的能力中实际问题的能力注重注重2个培养个培养强化并树立准确强化并树立准确“量量”的观念的观念树立树立1个个“量量”概念概念第第1章章 概论概论 第第2章章 水分析过程质量保证水分析过程质量保证 第第3章章 酸碱滴定法酸碱滴定法 第第4章章 络合络合滴滴定定法法 第第5章
2、章 沉淀滴定法沉淀滴定法 第第6章章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法 第第7章章 电化学分析法电化学分析法 第第8章章 吸收光谱法吸收光谱法 第第9章章 色谱法色谱法 第第10章章 原子光谱法原子光谱法 复习复习 内容安排及学时分配内容安排及学时分配实验实验1 1:浊度浊度测定测定实验实验2 2:色度色度测定测定实验实验3 3: SSSS测定测定实验实验4 4:溶解氧溶解氧的测定的测定 实验实验5 5:高锰酸钾指数高锰酸钾指数的测定的测定实验实验6 6: CODCOD的测定的测定 实验实验7 7:水中:水中六价铬六价铬的测定的测定实验实验8 8:水中:水中挥发酚挥发酚的测定的测定实验实验9 9:
3、水中:水中氨氮氨氮的测定的测定实验实验1010:水中:水中余氯余氯的测定的测定理论部分:理论部分:3030学时学时实验部分:实验部分:3030学时学时671.1 水分析化学性质和任务分析化学性质和任务 8社会科学、考古学社会科学、考古学人类学和法医学人类学和法医学分析化学分析化学化学学科的化学学科的所有分支所有分支物理、天体物理、物理、天体物理、天文和生物物理天文和生物物理工程学、民事、化学工程学、民事、化学、电以及机械、电以及机械医学、临床化学医学、临床化学药物化学、药学药物化学、药学毒物学毒物学生物学、植物学、生物学、植物学、遗传学、微生物学、遗传学、微生物学、分子生物学和动物学分子生物学
4、和动物学地质学、地球物理学、地质学、地球物理学、地球化学和古生物学地球化学和古生物学环境科学、环境科学、生态学和海洋科学生态学和海洋科学农业、动物科学农业、动物科学农作物科学、食品科学、农作物科学、食品科学、园艺学和土壤科学园艺学和土壤科学材料科学、材料科学、 冶金学冶金学和高分子科学等学科和高分子科学等学科9水的循环与水质污染水的循环与水质污染水的自然循环10水的特性水的特性 与同族元素(硫等)氢化物相比,与同族元素(硫等)氢化物相比,具有相对高的具有相对高的熔点和沸点熔点和沸点 温度体积效应异常温度体积效应异常:冻结时膨胀、:冻结时膨胀、04时体积随时体积随温度升高而降低、温度升高而降低、
5、4 是体积最小,密度最大是体积最小,密度最大 热容量最大:除液氨外,所有液体和固体物质中,热容量最大:除液氨外,所有液体和固体物质中,水的热容量最大水的热容量最大调节气温调节气温 具有具有强溶解性强溶解性、强反应能力的溶剂:介电常数很、强反应能力的溶剂:介电常数很大(使溶质电离能力强),许多物质在水中溶解大(使溶质电离能力强),许多物质在水中溶解度大,电离度大,可发生各种化学反应度大,电离度大,可发生各种化学反应 强流动强流动能力能力 较大的表面张力较大的表面张力:液体中除汞以外,水的表面张:液体中除汞以外,水的表面张力最大力最大 水的存在形式及其水资源量水的存在形式及其水资源量总水量分布总水
6、量分布淡水量分布淡水量分布海水海水 97.3淡水淡水 2.7 (2.53)冰盖、冰川冰盖、冰川 77.2地下水、土壤水地下水、土壤水 22.4湖泊、沼泽湖泊、沼泽 0.35大气大气 0.04河流河流 0.01 水体污染水体污染54七大水系:七大水系:长江、长江、黄河、黄河、珠江、珠江、松花江、松花江、淮河、淮河、海河、海河、辽河辽河15(1 1)化学型污染:)化学型污染:指排入水体的碱、酸、无机和有机指排入水体的碱、酸、无机和有机污染物造成的水体污染。污染物造成的水体污染。(2 2)物理型污染:)物理型污染:指引起水体的色度、浊度、悬浮性指引起水体的色度、浊度、悬浮性固体、水温和放射性等监测指
7、标明显变化的物理因素造固体、水温和放射性等监测指标明显变化的物理因素造成的污染。成的污染。(3 3)生物型污染:)生物型污染:未经处理生活污水、医院污水等排未经处理生活污水、医院污水等排入水体,引入某些病原菌而造成的污染。入水体,引入某些病原菌而造成的污染。 161、 水水分析分析化学的任务化学的任务 研究水及其杂质、污染物的研究水及其杂质、污染物的组成、性质组成、性质 研究水中杂质的研究水中杂质的含量及其变化含量及其变化情况情况 研究水中杂质的分析研究水中杂质的分析方法方法172、水分析化学的作用、水分析化学的作用 分析测试结果是:分析测试结果是: 给水排水设计给水排水设计 水处理新工艺开发
8、水处理新工艺开发 的依据的依据 水环境评价水环境评价 废水综合利用效果废水综合利用效果水资源保护、利用、开发和治理的水资源保护、利用、开发和治理的“眼睛眼睛”和和“哨兵哨兵”18水分析化学与传统分析化学的关系水分析化学与传统分析化学的关系19按按分析方法的分析方法的分:分: l1、化学分析法化学分析法 ( (常量组分常量组分) ):以化学反:以化学反应为基础的分析方法应为基础的分析方法定义:定义:将将水中水中被分析物质与已知成分、性质和含量被分析物质与已知成分、性质和含量的物质发生化学反应,产生具有特殊性质的新物质,的物质发生化学反应,产生具有特殊性质的新物质,由此确定被测物质的存在以及组成、
9、性质和含量。由此确定被测物质的存在以及组成、性质和含量。 重量分析:重量分析:Ba2+ 、Mg2+ 、残渣分析残渣分析 滴定分析:滴定分析:酸碱、络合、氧化还原、沉淀酸碱、络合、氧化还原、沉淀 1.2水分析方法分类水分析方法分类试剂试剂样品样品20 2、仪器分析法仪器分析法 (微量或痕量组分微量或痕量组分):用用仪器仪器测测定被测物质的定被测物质的物理或物理化学性质,以确定物理或物理化学性质,以确定水样组成和性质的方法水样组成和性质的方法 紫外紫外-可见可见、红外、红外、荧光荧光、磷光磷光、 激光拉曼激光拉曼、核磁共振、原子发射核磁共振、原子发射、原子吸收原子吸收 电位电位、电导、库仑、极谱电
10、导、库仑、极谱 GC、HPLC、IC 其他其他: 质谱、电子能谱、活化分析、热分析等质谱、电子能谱、活化分析、热分析等3Fe2+3NN+NNFe2+邻二氮菲邻二氮菲21 按按大小分大小分方法方法 固体试样质量固体试样质量(mg) 液体试样体积液体试样体积(mL)常量常量 1001000 10半微量半微量 10100 110 微量微量 0.110 0.011 按按分分 常量组分常量组分 (1%) 微量组分微量组分 (0.011%) 痕量组分痕量组分 (0.01%) 按按:定性分析,定量分析,结构分析:定性分析,定量分析,结构分析 22分离分离称量形式称量形式转化转化过滤过滤烘干烘干称重称重计算计
11、算水样水样被测组分被测组分转化方法有:沉淀、气化、电解、萃取等转化方法有:沉淀、气化、电解、萃取等23水中不可滤残或悬浮物水中不可滤残或悬浮物(SS)总残渣总残渣Ca2+、Mg2+、Ba2+硫酸盐硫酸盐总残渣灼烧减重总残渣灼烧减重优点优点缺点缺点对于常量分析,比较准确,对于常量分析,比较准确, 相对误差相对误差0.1% 0.2%操作麻烦,费时,不适于水操作麻烦,费时,不适于水 中微量组分的测定。中微量组分的测定。24标准溶液标准溶液化学计量点化学计量点滴定终点滴定终点滴定管滴定管滴定剂滴定剂被滴定溶液被滴定溶液25 (1 1)常用术语)常用术语化学计量比化学计量比若若A、 B物质的量分别为物质
12、的量分别为nA、nB,滴定的反应比为,滴定的反应比为 a :b,则滴,则滴定反应的化学计量关系为:定反应的化学计量关系为:ABBABA,:nabnnbanbann或终点误差终点误差主要是滴定终点与化学计量点主要是滴定终点与化学计量点不一致不一致引起的引起的滴定终点滴定终点指示剂变色的点指示剂变色的点End point化学计量点化学计量点BAnbanStoichiometric point为化学计量数比为化学计量数比baDCBAdcba 26(2 2)滴定误差的产生)滴定误差的产生: : 用用 HCl HCl 滴定滴定NaOHNaOH甲基橙为指示剂(变色范围甲基橙为指示剂(变色范围 pH 3.1
13、4.4)HCl + NaOHNaCl + H2O化学计量点化学计量点pH=7 HClHCl标准溶液标准溶液NaOHNaOH溶液溶液甲基橙甲基橙滴定前滴定前过量过量红红 橙橙 黄黄pH pH 3.13.1 3.1 - 4.43.1 - 4.4 4.44.4滴定终点滴定终点黄色黄色 橙色橙色 红色红色272829(4 4)滴定分析对化学反应的要求)滴定分析对化学反应的要求置换滴定:置换滴定:用用K2Cr2O7标定标定Na2S2O3(KI) KMnO4直接直接滴定滴定1. 按一定的反应式定量完成按一定的反应式定量完成(99.9%以上以上) 2. 快快(或可加热、催化剂或可加热、催化剂) 3. 有适当
14、的方法确定终点有适当的方法确定终点(指示剂指示剂)Zn2+间接滴定:间接滴定:Ca2+ CaC2O4(s) H2C2O4 返滴定返滴定: Al3+EDTA(过量过量)30No.标样浓度标样浓度 g / L吸收值吸收值15.000.045210.00.093320.00.140430.00.175540.00.2366试样试样0.200标准工作曲线的绘制31项目项目化学分析法化学分析法(经典分析法)(经典分析法)仪器分析法仪器分析法(现代分析法)(现代分析法)物质性质物质性质化学性质化学性质物理、物理化学性质物理、物理化学性质测量参数测量参数体积、重量体积、重量吸光度、电位、发射强度、吸光度、电
15、位、发射强度、热量、电导、电阻等等热量、电导、电阻等等误差误差0.1 % 0.2 %1 % 2% 或更高或更高组分含量组分含量0.01% 1 % 0.01% 单分子、单原子单分子、单原子理论基础理论基础化学、物理化学化学、物理化学(溶液四大平衡)(溶液四大平衡)化学、物理、数学、电子学、化学、物理、数学、电子学、生物、等等生物、等等解决问题解决问题定性、定量定性、定量定性、定量、定性、定量、结构、形态、结构、形态、能态、动力学能态、动力学等全面的信息等全面的信息32一、水质指标一、水质指标l定义:表示水中杂质的定义:表示水中杂质的种类种类和和数量数量,它是判断水污染,它是判断水污染程度的具体衡
16、量尺度。程度的具体衡量尺度。l分类:分类: 物理指标物理指标(Physical)、化学指标化学指标(Chemical Index)、微微生物指标生物指标(Micro-organism Index)。l 在水质标准中,生活饮用水标准常分为:微生物在水质标准中,生活饮用水标准常分为:微生物指标、感观性状(物理指标)和一般化学指标、毒理指标、感观性状(物理指标)和一般化学指标、毒理学指标、放射性指标。学指标、放射性指标。 (一)物理指标(一)物理指标1 1、水温,臭、味、水温,臭、味lA、温度、温度 水体的物理性质与水温有关。水体的物理性质与水温有关。 (1)水温计法:地表水、污水等浅层水温,)水温
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