养殖水环境化学实验

1、18学时30-109养殖水环境化学的实验环节；对养殖水化学实验的有关基础知识和基本技能进行学习和训练；从事水产养殖科学研究、养殖水质调控与管理等工作提供必要的养殖水化学实验方法和技术。实验目录实验一 碱度实验二 硬度实验三 溶解氧（DO）实验四 化学需氧量（COD）实验五 亚硝酸盐实验六 活性磷酸盐实验七 水环境综合分析掌握水质化学指标测定的两大基本方法：容量分析法与仪器分析法（原理、适用对象、优缺点等）养成科学与严谨的实验态度和作风实验准备：分组参与实验预习：每项指标测定的原理、试验仪器与试剂、试验步骤（准备实验的同学对本实验所需药品及如何配制及注意事项向大家简要说明）实验操作：独立、严格和

2、规范完成各项操作（协作）结果分析：格式标准（原始数据、计算过程、结果与讨论）实验名称一、实验目的二、实验原理三、实验仪器及试剂四、实验步骤五、实验结果六、讨论（异常现象分析、方法适用范围、注意事项）七、思考题实验一碘量法（氧化还原滴定法）碘量法（氧化还原滴定法）电化学分析法（隔膜电极法、氧电极法）电化学分析法（隔膜电极法、氧电极法）分光光度法（甲醛肟分光光度法）分光光度法（甲醛肟分光光度法）l固定：水样中加入过量Mn2+和碱性KI溶液 Mn2+ + 2OH- = Mn(OH)2(白色) 2Mn(OH)2+ O2 = 2MnO(OH)2（棕色）l酸化：加入酸高价锰化合物在酸性介质中，被 MnO(

3、OH)2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + I2 + 3H2Ol滴定： I2+2Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6氧化性干扰物还原性干扰物1. Na1. Na2 2S S2 2O O3 3溶液的标定溶液的标定20.00mL 20.00mL KIOKIO3 3标准溶液标准溶液碘量瓶中碘量瓶中0.5g0.5gKI1mol/LKI1mol/L硫酸硫酸5mL5mL密封，摇匀，加少许水封口密封，摇匀，加少许水封口暗处反应暗处反应5min5min打开瓶塞，加入打开瓶塞，加入50mL50mL纯水纯水用用NaNa2 2S S2 2O O3 3标准溶液标准溶液滴定至滴定至淡黄色（不要剧烈摇动）淡

4、黄色（不要剧烈摇动）+1mL+1mL淀粉溶液淀粉溶液继续滴定至继续滴定至蓝色蓝色刚好褪去刚好褪去（IOIO3 3 - -+5I+5I- -+6H+6H+ +3I3I2 2+3H+3H2 2O O；3I3I2 2+6S+6S2 2O O3 32-2-6I6I- -+S+S4 4O O6 62-2-）硫代硫酸钠的浓度：硫代硫酸钠的浓度：2. 2. 水样的测定水样的测定水样采集：采水器采集上水样水样采集：采水器采集上水样把采水器的胶管插入把采水器的胶管插入水样瓶水样瓶底部底部，润洗，润洗2323次次将胶管再插入瓶底，令水样缓慢注入瓶将胶管再插入瓶底，令水样缓慢注入瓶内，并内，并溢出溢出约约2 23

5、3瓶体积的水瓶体积的水在不停止注水的情况下，提在不停止注水的情况下，提出导管，盖好瓶塞出导管，盖好瓶塞（瓶中不得有气泡）固定：立即固定：立即+ +MnSOMnSO4 4、碱性、碱性KIKI溶液各溶液各0.5mL0.5mL（加试剂时刻度吸管尖端应插入水面下23mm，让试剂自行流出，沉降到瓶底） 立即盖好瓶塞反复倒转立即盖好瓶塞反复倒转2020次左右，使溶氧被完全固次左右，使溶氧被完全固定。静置，待沉淀降到瓶的中部后可以进行酸化。定。静置，待沉淀降到瓶的中部后可以进行酸化。（固定操作要迅速，水样瓶中不得有气泡）酸化：打开瓶塞，加入酸化：打开瓶塞，加入（1+11+1）HH2 2SOSO4 41.0m

6、L,1.0mL,盖上瓶塞，盖上瓶塞，反复倒转摇匀，使沉淀完全溶解反复倒转摇匀，使沉淀完全溶解（酸化后需尽快滴定）滴定：将酸化后的水样摇匀，用移液管吸取滴定：将酸化后的水样摇匀，用移液管吸取50.00mL50.00mL水样水样于锥形瓶中（于锥形瓶中（V V样样），立即用），立即用NaNa2 2S S2 2OO3 3标准溶液标准溶液滴定。当滴定滴定。当滴定至淡黄色时加入至淡黄色时加入淀粉指示剂淀粉指示剂约约1mL1mL，用，用NaNa2 2S S2 2OO3 3继续滴定至继续滴定至蓝色刚刚褪去蓝色刚刚褪去并在并在2020秒内不返回，记录滴定消耗体积。要求秒内不返回，记录滴定消耗体积。要求两次滴定的

7、偏差不超过两次滴定的偏差不超过0.05mL0.05mL。2232231N a S Om ol/LN a S Om L3D Om g Lm L810cVfV样m Lm L1.0VVfVVV瓶瓶瓶固 剂瓶固定后的水样中有气泡存在对测定结果产生什么影响？如用浓硫酸代替硫酸（1+1）进行酸化该怎样处理？滴定速度很慢，时间太长对测定结果有无影响？硫代硫酸钠使用前为何需要标定？实验二碱性条件下，向水样加入高锰酸钾以氧化水中有机物。将有机物以“C”来代表，则反应式如下：4MnO4- + 3“C”+ 2H2O = 4MnO2 + 3CO2 + 4OH-加硫酸于溶液使呈酸性，加入碘化钾与剩余高锰酸钾和生成的二氧

8、化锰发生反应：2MnO4- + 16H+ + 10I- = 2Mn2+ + 8H2O + 5I2MnO2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + 2H2O +I2最后用硫代硫酸钠标准溶液滴定生成的碘：2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O61. Na1. Na2 2S S2 2O O3 3溶液的标定溶液的标定20.00mL 20.00mL KIOKIO3 3标准溶液标准溶液碘量瓶中碘量瓶中+ +KIKI0.5g+0.5g+（1+31+3）硫酸）硫酸1mL1mL密封，摇匀，加少许水封口密封，摇匀，加少许水封口暗处反应暗处反应5min5min打开瓶塞，加入打开瓶塞，加入50mL50mL纯

9、水纯水不断振荡条件下，用不断振荡条件下，用NaNa2 2S S2 2OO3 3标准溶液标准溶液滴定至滴定至淡黄色淡黄色+1mL+1mL淀粉溶液淀粉溶液继续滴定至继续滴定至蓝色蓝色刚好褪去刚好褪去2. 水样的测定水样的测定准确量取准确量取100.0mL摇匀的摇匀的水样水样（或适量水样加纯水稀释至（或适量水样加纯水稀释至100mL）250mL锥形瓶中锥形瓶中加入加入250g/L氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液1mL，摇匀，用移液管准确加入，摇匀，用移液管准确加入10.00mL浓度为浓度为0.01mol/L的的高锰酸钾标准溶液，高锰酸钾标准溶液，摇匀（测平行双样）摇匀（测平行双样）立即将锥形瓶置于覆盖有石棉

10、网的电炉（或电热板）上加热至沸，立即将锥形瓶置于覆盖有石棉网的电炉（或电热板）上加热至沸，准确煮沸准确煮沸10min（从冒出第一个气泡时开始计时，可加入几粒玻璃（从冒出第一个气泡时开始计时，可加入几粒玻璃珠以防爆沸）珠以防爆沸）取下锥形瓶，取下锥形瓶，迅速迅速冷却至室温，用量筒或吸量管迅速加入冷却至室温，用量筒或吸量管迅速加入(1+3)硫硫酸酸5mL和固体和固体碘化钾碘化钾0.5g，摇匀，摇匀，在暗处放置在暗处放置5min，待反应完毕，待反应完毕，立即在不断振摇下，用硫代硫酸钠溶液滴定至立即在不断振摇下，用硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色淡黄色，再加入，再加入1mL淀粉溶液淀粉溶液，继续滴定至，继续

11、滴定至蓝色刚消失蓝色刚消失，记录消耗的硫代硫酸钠的体积，记录消耗的硫代硫酸钠的体积V1。两平行双样滴定读数相差不超过。两平行双样滴定读数相差不超过0.10mL。另取另取100mL超纯水代替水样，按水样的测定步骤，分析滴定空白值，超纯水代替水样，按水样的测定步骤，分析滴定空白值，记录消耗的硫代硫酸钠的体积记录消耗的硫代硫酸钠的体积V2。 2 23MnNa S O21mLmLmol/LCODmg/L()8 1000100.0cVV 为何水样准确煮沸10min后取下需迅速冷却？与用水迅速冷却相比，若令其自然冷却，对测定结果有何影响？COD过高，对养殖水体有何危害?实验三酸性介质中，亚硝酸盐与磺胺进行

12、重氮化反应其产物再与盐酸萘乙二胺偶合生成红色偶氮染料在543nm波长处测定吸光度本方法最低检出浓度(以N计)为0.02mol/L，测定上限为10mol/L适用于各种水体中亚硝态氮的测定2264222264222641072222264221072264107222226410622222l 2ll2l2NH SO C H NHHClHNONH SO C H NNClH ONH SO C H NNClC H NHCH CH NHHCNH SO C H NNNHCH CHC HHC HCNH SO C H NNClC H NHCH CH NHHCNH SO C H NNC H NHCH CH NH

13、H红色染料重氮化偶联（）偶联llCHC红色染料水样预处理水样预处理（水样经过0.45m的滤膜抽滤）标准曲线的绘制标准曲线的绘制水样的测定水样的测定制作标准曲线制作标准曲线取6支25mL具塞比色管，分别加入下表所示体积的亚硝酸盐氮标准使用溶液，定容至25mL，混匀每支比色管中分别加入0.5mL磺胺溶液，混匀分别加入0.5mL盐酸萘乙二胺溶液，混匀，放置显色15min在波长543nm波长处，用1cm比色皿，以纯水作参比，测定吸光度以上述系列标准溶液测得的吸光度Ai扣除试剂空白（1号管）的吸光度，得到校正吸光度Ai，以校正吸光度Ai为纵坐标，绘制吸光度对亚硝酸氮质量浓度的标准曲线管号管号123456

14、/（mg/L）00.00500.01000.02000.04000.0600VS /mL00.1250.2500.5001.0001.500Ai水样测定水样测定取25mL水样到具塞比色管每支比色管中分别加入0.5mL磺胺溶液，混匀分别加入0.5mL盐酸萘乙二胺溶液，混匀，放置显色15min在波长543nm波长处，用1cm比色皿，以纯水作参比，测定吸光度A水样以上述水样测得的吸光度A水样扣除试剂空白（1号管）的吸光度，得到校正吸光度A水样绘制标准曲线、求算回归方程：采用相应软件（如Excel）处理标准曲线数据并绘图，横坐标为亚硝酸氮浓度（mg/L），纵坐标为系列标准溶液的校正吸光度Ai，所得标准

15、曲线应为通过原点的直线，同时可求得直线回归方程：-2mg/LNO -NAb-2mg/LNO -NmL25.0AbV水样水样计算含量： 水样中亚硝酸氮含量可按下式计算：或在标准曲线图中查出亚硝酸氮含量。天然水体中无机氮对水生生物有何影响？测定氨氮和硝酸盐的常用方法有哪些？实验四活性磷 + 钼酸铵磷钼黄杂多酸（酸性介质中）磷钼黄磷钼蓝（适当的还原剂）882nm波长处测定吸光度本方法最低检出浓度(以P计)为0.02mol/L，测定上限为65mol/L适用于各种水体中活性磷酸盐的测定水样预处理水样预处理（水样经过0.45m的滤膜抽滤）标准曲线的绘制标准曲线的绘制水样的测定水样的测定制作标准曲线制作标准

16、曲线取6支25mL具塞比色管，分别加入下表所示体积的磷酸盐标准使用溶液，定容至25mL，混匀分别加入0.5mL钼酸铵-酒石酸锑钾混合溶液，混匀分别加入0.5mL抗坏血酸溶液，混匀，放置显色5min在波长882nm波长处，用1cm比色皿，以纯水作参比，测定吸光度以上述系列标准溶液测得的吸光度Ai扣除试剂空白（1号管）的吸光度，得到校正吸光度Ai，以校正吸光度Ai为纵坐标，绘制吸光度对亚硝酸氮质量浓度的标准曲线管号管号123456/（mg/L）00.0300.0600.1200.1800.240VS /mL00.250.501.001.502.00Ai水样测定水样测定取25mL水样到具塞比色管每支

17、比色管中分别加入0.5mL钼酸铵-酒石酸锑钾混合溶液，混匀分别加入0.5mL抗坏血酸溶液，混匀，放置显色15min在波长882nm波长处，用1cm比色皿，以纯水作参比，测定吸光度A水样以上述水样测得的吸光度A水样扣除试剂空白（1号管）的吸光度，得到校正吸光度A水样绘制标准曲线、求算回归方程：采用相应软件（如Excel）处理标准曲线数据并绘图，横坐标为磷酸盐浓度（mg/L），纵坐标为系列标准溶液的校正吸光度Ai，所得标准曲线应为通过原点的直线，同时可求得直线回归方程：计算含量： 水样中亚硝酸氮含量可按下式计算：或在标准曲线图中查出亚硝酸氮含量。4PO -Pmg/LmL25.0AaAbV样剂样4P

18、O -Pmg/LAb4PO -Pmg/LAab分析活性磷酸盐测定的影响因素有哪些？实验五水样用酸标准溶液滴定至规定的pH值，其终点可由加入的酸碱指示剂在该pH值时颜色的变化来判断。当滴定至酚酞指示剂由红色变为无色时，溶液的pH值为8.3，表明水中氢氧根离子已被中和，碳酸根离子均被转为碳酸氢根离子： OH- + H+ H2O CO32-+ H+HCO3- 当滴定至甲基红次甲基蓝混合指示剂由橙黄色变成浅紫红色时，溶液的pH值为4.34.5，指示水中碳酸氢根（包括原有的和由碳酸根转化成的）已被中和：HCO- 3+ H+ H2O +CO2据上述两个滴定终点到达时所消耗的盐酸标准滴定液的量，可算出水中碳

19、酸根、碳酸氢根浓度及总碱度。1. 盐酸标准溶液浓度的标定20mL碳酸钠标准溶液锥形瓶+30mL无二氧化碳纯水+混合指示剂6滴用盐酸标准溶液滴定至由橙黄色变成浅紫红色加热驱除CO2紫红色褪去稍冷却后继续滴定至浅紫红色记取盐酸标准溶液用量V，按下式计算其准确浓度：2. 水样测定取50.00mL水样 250mL锥形瓶+酚酞指示剂4滴，摇匀溶液呈红色则滴定至无色，记录盐酸使用量Vp（溶液无色，则Vp=0，继续以下操作）+混合指示剂6滴用盐酸标准溶液滴定，至溶液由橙黄色变成浅紫红色记录滴定盐酸标准溶液用量为VMHClmol/LmL20.000.02000cV（）（）HCl mol/LT mLmmol/L

20、TPM100050.00V =VVcVA（）（）（）需了解淡水中OH-、HCO3-、CO32-的浓度，如何计算？测定碱度时，水样可否进行稀释，为什么？实验六乙二胺四乙酸二钠（EDTA二钠）在不同的酸度范围内能与许多价及多价金属离子络合，生成各种稳定性很高的络合物。在pH10的条件下，以铬黑T作指示剂，用EDTA二钠标准溶液滴定水样中Ca2+、Mg2+的含量，即可计算水样的总硬度。其反应如下：滴定终点前： 加指示剂时 滴定时 滴定达终点时随着滴定反应的进行，不断有H+释放，使pH降低。因此使用氨氯化铵缓冲溶液，以保持溶液的pH在10附近。由于铬黑T与Ca2+、Mg2+生成的酒红色络合物的稳定性不

21、如EDTA与Ca2+、Mg2+生成的无色络合物。因此，当用EDTA二钠溶液滴定时，EDTA二钠先与水中游离的Ca2+、Mg2+络合，然后再夺取被铬黑T络合的Ca2+、Mg2+。最终使铬黑T游离，溶液的颜色也由酒红色变为铬黑T的蓝色。2+MgT MgT铬黑 （蓝色）铬黑 （酒红色）2HCaYCaYH22222222H YMgMgY2H222MgTH YMgYT2H铬黑 （酒红色）铬黑 （蓝色）主要仪器：25mL酸式滴定管、250mL锥形瓶、移液管、吸量管等。试剂：1EDTA二钠溶液（c1/2EDTA=0.02mol/L）：称取约2g Na2 H2Y2H2O，用纯水溶解（可加热促溶或放置过夜）并稀

22、释至500mL。2氨性缓冲溶液（内含MgEDTA盐）： NH3NH4Cl缓冲溶液：称取16.9g 分析纯NH4Cl固体溶于143mL浓氨水中。 MgEDTA溶液：称取0.644g MgCl26H2O 溶解后于50mL容量瓶中定容。然后准确移取25.00mL溶液于锥形瓶中，加1mL NH3NH4Cl溶液，3滴铬黑T指示剂，用0.1mol/L的EDTA二钠溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为止，记录用量。再按此比例取相应体积的EDTA二钠溶液，加到容量瓶中，与剩余的MgCl2溶液混合，即成MgEDTA溶液。 将 溶液和溶液混合，用纯水定容到250mL，即得含MgEDTA盐的氨性缓冲溶液。此溶液pH1

23、0。3铬黑T指示剂：0.5g铬黑T固体溶于100mL三乙醇胺中，可用最多25mL乙醇代替三乙醇胺，以减少溶液的粘性，盛放在棕色瓶中。 4 HCl溶液（1+1）：5氨水（1+1）：6标准锌溶液：精确称取0.310.35g的基准锌粒（WZn）于100mL烧杯中，加入1+1盐酸溶液10mL，盖上表面皿，待锌粒完全溶解后，将烧杯内的溶液全部转入500mL容量瓶中定容，即得锌标准溶液。1. EDTA1. EDTA二钠标准溶液的标定二钠标准溶液的标定20.00mL 20.00mL ZnZn2+2+标准溶液标准溶液锥形瓶锥形瓶+ +纯水纯水30mL30mL逐滴加入逐滴加入1:11:1氨水氨水，待溶液有氨味后

24、，待溶液有氨味后，+1mL+1mL氨性缓冲溶液氨性缓冲溶液+ +铬黑铬黑T T指示剂指示剂3 3滴滴立即用立即用EDTAEDTA二钠标准溶液二钠标准溶液滴定至溶液由滴定至溶液由酒红色酒红色变为变为纯蓝色纯蓝色记取记取EDTAEDTA二钠标准溶液用量二钠标准溶液用量V VEDTAEDTA，按下式计算其准确浓按下式计算其准确浓度：度：2. 2. 水样测定水样测定50.00mL50.00mL水样（水样（V V样样） 锥形瓶锥形瓶+ +氨性缓冲溶液氨性缓冲溶液1mL1mL+ +铬黑铬黑T T指示剂指示剂3 3滴滴立即用立即用EDTAEDTA二钠标准溶液二钠标准溶液滴定至溶液由滴定至溶液由酒红色酒红色变为变为纯蓝色纯蓝色记录记录EDTAEDTA二钠标准溶液用量为二钠标准溶液用量为V VT T2+1212m ol/LZ nm ol/LE D T AE D T Am L20.00ccV12m ol/LTm LE D T ATm m ol/LTTm m ol/Lm L10002.804cVHHHV德 国 度样； 实验原理实验原理l在溶液pH12 时，Mg2+成为Mg（OH）2沉淀，不被EDTA二钠络合。钙