分析化学与环境保护[1]课件.ppt

1、分析化学与环境保护分析化学与环境保护2022-11-10分析化学与环境保护1 环境化学是环境化学是70年代以后刚刚发展起来得一门新年代以后刚刚发展起来得一门新兴的化学科学和环境科学的交叉学科兴的化学科学和环境科学的交叉学科,它是化学它是化学科学的一个新的重要分支科学的一个新的重要分支,也是环境科学的核心也是环境科学的核心组成部分。组成部分。1995年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖第一次授予三位环境化第一次授予三位环境化学家学家Crutzen,Rowland和和Molina分析化学与环境保护1 环境化学列为化学中环境化学列为化学中5个应该发展的尖端个应该发展的尖端领域之一领域之一,其他其他4个领个领

2、域为化学反应活性知域为化学反应活性知识、化学催化反应、识、化学催化反应、生命过程化学和在极生命过程化学和在极端条件下的化学行为端条件下的化学行为 环境化学主要包括环境化学主要包括 环境分析化学环境分析化学 环境污染化学环境污染化学(大气大气,水体水体,土壤环境化学土壤环境化学)环境污染控制化学环境污染控制化学分析化学与环境保护1环境分析化学环境分析化学(environmental analysis chemistry)环境分析化学是研究环境污染物质的组环境分析化学是研究环境污染物质的组成、结构、状态以及含量的分析化学的成、结构、状态以及含量的分析化学的一个新分支。在某种意义上讲一个新分支。在某

3、种意义上讲,环境科学环境科学的发展依赖于环境分析化学的发展。的发展依赖于环境分析化学的发展。分析化学与环境保护1环境分析化学具有以下特点环境分析化学具有以下特点 (1)涉及范围广涉及范围广 (2)对象复杂对象复杂(3)(3)变异性变异性 (4)定量分析定量分析(痕量甚痕量甚至超痕量分析至超痕量分析)(5)普遍性及实用性强普遍性及实用性强 分析化学与环境保护1环境分析化学中近年发环境分析化学中近年发展的的几项技术展的的几项技术 (1)激光腔内共振衰减吸收技激光腔内共振衰减吸收技术术(Cavity Ringdown Laser Absorption Spectroscopy)(2)固相微萃取技术固

4、相微萃取技术 (Solid Phase Micro-Extraction)分析化学与环境保护1(3)现场分析化学和工艺技术现场分析化学和工艺技术(Field Analytical Chemistry And Technology)(4)色谱进样技术色谱进样技术柱头进样柱头进样(on column)(on column)分流分流/无分流进样无分流进样(split/splitless)(split/splitless)吹捕法进样吹捕法进样(purge and trap)(purge and trap)分析化学与环境保护1环境分析化学未来发展的趋势环境分析化学未来发展的趋势 分析方法标准化分析方法标

5、准化 分析技术连续自动化分析技术连续自动化 电子计算机的应用电子计算机的应用 多种方法和仪器的联合使用多种方法和仪器的联合使用 激光技术的应用激光技术的应用 痕量和超痕量分析的研究痕量和超痕量分析的研究 分析化学与环境保护1我们平常可接触到的环境分析化学实验我们平常可接触到的环境分析化学实验 用酸碱滴定法做废水的酸度和碱度测定用酸碱滴定法做废水的酸度和碱度测定 用络合滴定法做水的硬度测定用络合滴定法做水的硬度测定(滴定滴定法法)用氧化还原滴定法做化学需氧量用氧化还原滴定法做化学需氧量(COD)测定测定(重铬酸钾法重铬酸钾法)高锰酸钾指数的测定高锰酸钾指数的测定(高锰酸钾法高锰酸钾法)溶解氧和生

6、化需氧量的测定溶解氧和生化需氧量的测定(碘量法碘量法)等等分析化学与环境保护1参考文献参考文献:曹植菁曹植菁,朱明朱明,龙炳清龙炳清,赵赵 仕仕林林,杨代军杨代军 江桂斌江桂斌 中国科学院生态环中国科学院生态环境研究中心境研究中心 分析化学与环境保护1 题目题目 开放性实验设计开放性实验设计:请设计具体实验方法调查废旧干电池的请设计具体实验方法调查废旧干电池的 渗漏液渗漏液(主要含汞主要含汞,铬铬,镍镍,铅离子铅离子)所含的所含的 各种重金属离子浓度一般情况各种重金属离子浓度一般情况.分析化学与环境保护1参考答案参考答案:(一一)首先收集废置比较久的首先收集废置比较久的5 5号电池号电池,并并

7、 收集一定量的雨水收集一定量的雨水(二二)设计柱形的放置废旧电池的容器设计柱形的放置废旧电池的容器(材料最好是玻璃或塑料材料最好是玻璃或塑料)下端要有供渗下端要有供渗漏液流出的出口漏液流出的出口,上端的柱形开口放置上端的柱形开口放置雨水可以缓慢滴下的容器雨水可以缓慢滴下的容器(比如滴定管比如滴定管),),柱形容器下端用锥形瓶收集渗漏液柱形容器下端用锥形瓶收集渗漏液,柱柱形容器中放置适量的废旧电池形容器中放置适量的废旧电池,这样的这样的实验装置要求有实验装置要求有3434组组.且各组所放的电且各组所放的电池数目和样式应尽量相同池数目和样式应尽量相同(三三)收集渗漏液收集渗漏液,上端应控制雨水落下

8、上端应控制雨水落下的速度足够慢的速度足够慢,最好使上下滴落的速度最好使上下滴落的速度尽量相同尽量相同,且柱形容器中尽量不要有汇且柱形容器中尽量不要有汇集的雨水集的雨水.每组收集每组收集3434次次,每次每次50 ml50 ml的的待测样品待测样品.待测溶液中的杂质要事先通待测溶液中的杂质要事先通过过滤除掉过过滤除掉 分析化学与环境保护1 (四四)进行汞进行汞,铬铬,镍镍,铅四种重金属离子的分析铅四种重金属离子的分析滴定方案一滴定方案一:(1)(1)汞量法汞量法,以氯化钠作滴定剂以氯化钠作滴定剂,二苯胺基脲作指示剂二苯胺基脲作指示剂,未滴定时汞盐生成的氯化汞是解离度很小的络合物形未滴定时汞盐生成

9、的氯化汞是解离度很小的络合物形成成蓝紫色蓝紫色的螯合物的螯合物,当溶液由蓝紫色变未无色时指示当溶液由蓝紫色变未无色时指示终点到达终点到达 (2)(2)溶液中以过量的溶液中以过量的CNCN掩蔽镉和镍掩蔽镉和镍,以以EDTAEDTA为滴定剂为滴定剂,以铬黑为指示剂以铬黑为指示剂,测定铅含量测定铅含量 (3)(3)调至氨性调至氨性,在氨性溶液中以丁二酮在氨性溶液中以丁二酮月亏月亏为沉淀剂为沉淀剂,与与镍生成镍生成鲜红色鲜红色螯合物沉淀螯合物沉淀,过滤过滤,洗涤洗涤,组成恒定组成恒定,可可烘干直接称量烘干直接称量(4)(4)液调制弱酸性液调制弱酸性,加入加入NaNa2 2S,S,生成生成黄色黄色的的C

10、dSCdS沉淀析出沉淀析出,过滤过滤,洗涤洗涤,可烘干直接称量可烘干直接称量 (五五)对所得的测量数据进行分析和校正对所得的测量数据进行分析和校正,最终得到渗最终得到渗漏液所含的各种重金属离子浓度一般情况的数据漏液所含的各种重金属离子浓度一般情况的数据.分析化学与环境保护1 方案二方案二(1)先取四份等量先取四份等量,相同的溶液相同的溶液(2)汞的测定汞的测定:取一份试样在取一份试样在95用高锰酸钾和过硫酸用高锰酸钾和过硫酸钾将试样消解钾将试样消解,把所含汞全部转化为二价汞把所含汞全部转化为二价汞,用盐酸羟用盐酸羟胺将过剩的氧化剂还原胺将过剩的氧化剂还原.在酸性条件下在酸性条件下,汞离子与双硫

11、汞离子与双硫腙生成腙生成橙色螯合物橙色螯合物,用三氯甲烷萃取用三氯甲烷萃取,再用再用NaOH-EDTA混合溶液洗去过量的双硫腙混合溶液洗去过量的双硫腙,在在485nm处处,以氯以氯仿作参比测量吸光度仿作参比测量吸光度.(3)镉的测定镉的测定:另取一份试样在强碱性溶液中另取一份试样在强碱性溶液中,Cd与双与双硫腙生成螯合物硫腙生成螯合物,用三氯甲烷萃取分离后于用三氯甲烷萃取分离后于518nm波波长处进行吸光光度测定长处进行吸光光度测定,从而求镉含量从而求镉含量(4)铬的测定铬的测定:再取一份试样把其调至酸性再取一份试样把其调至酸性,用高锰酸钾用高锰酸钾把水样中的三价铬氧化为六价铬把水样中的三价铬氧化为六价铬,六价铬与二苯碳酰六价铬与二苯碳酰二肼反应生成二肼反应生成紫红化合物紫红化合物,于波长于波长540处进行吸光光度处进行吸光光度测定测定,过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解,过量的亚硝酸过量的亚硝酸钠再加尿素分解钠再加尿素分解.(5)测镍的方法同方法一测镍的方法同方法一分析化学与环境保护12022-11-10分析化学与环境保护1