水化学实验指导

1、武 汉 轻 工 大 学实 验 指 导(2012-2013 学年第二学期)课程名称： 水化学实验英文名称： Hydrochemistry课程编号：07130115 课程类别：专业基础课 实验项目总数：3 实验学时：12 授课班级：水产养殖1201、1202和1203班使用教材： 自编教材参考书：水化学实验指导书陈佳荣主编养殖水环境化学实验雷衍之主编任课教师： 董桂芳 职称： 副教授所在单位： 动科学院 院系（部处）水产养殖教研室实验一 水体溶解氧测定（碘量法）一、实验原理在碱性条件下，Mn2+与水中溶解氧反应生成亚锰酸(H2MnO3)，再在酸性条件下，使亚锰酸与碘化钾反应，析出单质碘，然后用硫代

2、硫酸钠(Na2S2O3)标准溶液滴定析出的碘。根据硫代硫酸钠标准溶液消耗的体积和浓度，计算水中溶解氧的含量(DO)。1、固定 用氢氧化钠与硫酸锰(或氯化锰)反应，生成Mn(OH)2白色沉淀。Mn(OH)2迅速与水样中的溶解氧反应，生成H2MnO3棕色沉淀。Mn2+ + 2OH- = Mn(OH)2(白色)2Mn(OH)2 + O2 = 2H2MnO3 (棕色)水中的溶解氧被转化到沉淀中的过程称为溶解氧的固定2、酸化 将固定后的水样加入硫酸酸化，当溶液中有碘化钾存在时，H2MnO3迅速将I-氧化为I2。H2MnO3 + 4H+ + 2I- = Mn2+ + 3H2O + I23、滴定 用硫代硫酸

3、钠标准溶液滴定I2。 2S2O32 - + I2 = 2I- + S4O62 - 测定过程的计量关系为：滴定每消耗1mol的Na2S2O3，相当于水中含有1/4mol的O2，也就是8.0 gO2。二、实验仪器1、溶解氧测定瓶 250 ml 1个。2、碱式滴定管 30 ml 1支。3、刻度移液管 5 ml、2 ml、1 ml各1支。4、容量瓶 1000 ml 2个，100 ml 3个。5、锥形瓶 250 ml 1个。6、碘量瓶 250 ml 1个。7、棕色试剂瓶 1000 ml 1个。8、烧杯 100ml 6个。9、移液管 25 ml 1支。三、实验试剂及配制1、硫酸锰溶液: 称取520gMnS

4、O4· 5H2O或480 g MnSO4 · 4H2O(364.75gMnSO4·H2O)溶于蒸馏水中并稀释至1000 ml。也可用400 g MnCl · 4H2O配制。2、碱性碘化钾溶液: 称取500 g NaOH和150 g KI，分别溶于蒸馏水中，然后将两溶液混合，并稀释至1000 ml。3、浓硫酸 密度为1.84的硫酸。4、淀粉溶液(0.5%): 称取0.5g可溶性淀粉用少量蒸馏水调成糊状，再加入刚煮沸的蒸馏水至100ml，冷却后加入0.1g水杨酸或0.5g的氯化锌，以阻止细菌分解。6、重铬酸钾标准溶液(1/6 K2Cr2O7浓度为0.0100

5、 mol/ L): 将分析纯K2Cr2O7在130烘干3h，置于干燥器中冷却后，称取0.4903g，溶于少量蒸馏水，移至1000 ml容量瓶并稀释至刻度，摇匀7、硫代硫酸钠标准溶液(Na2S2O3浓度为0.01 mol/L): 称取2.5g Na2S2O3 · 5H2O，用经煮沸冷却后的蒸馏水溶解，移入到1000ml容量瓶中并稀释至刻度。加入0.2gNaOH使溶液呈碱性，以减缓Na2S2O3的分解。贮存于棕色试剂瓶中。Na2S2O3溶液的标定：吸取25.00ml K2Cr2O7标准溶液与碘量瓶中，加入0.5g碘化钾并摇动使其溶解。加入1ml浓硫酸溶液，摇匀。加25ml蒸馏水，立即用硫

6、代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加淀粉溶液1ml，继续滴定至蓝色刚好消失并在30s内不再出现蓝色为止。按下式计算Na2S2O3标准溶液的准确浓度：C(mol/L) = 式中 C Na2S2O3标准溶液的准确浓度 (mol/ L)；V Na2S2O3标准溶液消耗的体积 (ml)；0.0100 K2Cr2O7标准溶液的浓度 (mol/L)；25.00 K2Cr2O7标准溶液的体积 (ml)。四、实验步骤1、取样：取125ml溶解氧测定瓶，用虹吸法注入待测水样，并使其外溢约23瓶的体积。立即盖上瓶塞。注入时导管要插入瓶底，取出导管时要一边注水一边往上提，应注意确保瓶内无气泡。取样时应测定水温。2、固定:

7、小心打开瓶塞，加入1.0ml硫酸锰和1.0ml碱性碘化钾，立即盖上瓶塞，上下剧烈翻转1min，使之充分混合。加试剂时，要将移液管的尖端插入水面以下约1cm，任试剂自行流出。此时瓶中有棕色沉淀生成，水中溶氧越多，颜色越深。3、酸化: 沉淀降至中部后，打开瓶塞，加入1ml 浓硫酸溶液，盖紧瓶塞，上下翻转混合，使沉淀完全溶解，溶液中有I2析出。水中溶解氧越多，析出的碘越多，颜色越深。溶液呈棕色表示溶解氧多，呈淡黄色甚至无色是缺氧的象征。4、滴定: 取25ml或50ml将酸化后的水样移入250ml的锥形瓶中，用Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入几滴 0.5%淀粉溶液，摇匀，继续滴定至淡黄色

8、，用此溶液洗涤溶解氧测定瓶，洗涤液再倒回锥形瓶，滴定至蓝色消失。记录Na2S2O3标准溶液消耗的体积（V）。五、 结果计算水中溶解氧可由下式计算：DO(mg/L)= 1000 式中 C Na2S2O3标准溶液的浓度 (mol /L)；VNa2S2O3标准溶液消耗的体积 (ml)；V水样溶解氧测定瓶中水样的体积 (ml)；实验二 水体氨氮测定（奈氏试剂法）一、方法原理氨氮是指以游离态的氨和铵盐形式存在的氮。采用碘化汞钾的碱性溶液（即奈氏试剂）与氨氮反应生成棕色的络合物，在420nm波长处，其吸光度与氨氮含量在低于150 mol(N)/L浓度范围内成正比（当氨氮含量太高时，络合物逐渐聚集并产生絮状

9、沉淀）。水样中的Ca2+、Mg2+和铁离子与试剂中的强碱产生沉淀对显色反应的影响，可预加酒石酸钾钠予以避免。本法的最低检出浓度为2.0 mol(N)/L。二、 仪器及设备1 721分光光度计及配套比色皿(1cm)2 具塞50ml比色管3 容量瓶、移液管等常规实验室设备三、 试剂及其配制1 无氨纯水： 1L纯水中加入1ml碱性储备液（15%的NaOH溶液与25%Na2CO3溶液的混合液），然后加热蒸发至原体积的一半。2 酒石酸钾钠溶液(30%)：300g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4H2O）溶于纯 水中，加热煮沸以驱除氨，冷却后以纯水稀释至1000ml。3. 奈氏试剂：称取7gKI

10、和10gHgI2，溶于水中，另称取16gNaOH，溶于50ml纯水中，冷却至室温，边搅拌边加入上述NaOH， 并稀释至100ml，储存于棕色瓶中，橡皮塞塞紧，与暗处，可保存一年。 4 氯化铵标准贮备液(1000gN/mL)：准确称取3.820g在110下干燥1小 时的NH4Cl溶于无氨蒸馏水中，转移至1000ml容量瓶中，用无氨蒸馏水稀释至刻度，加入2ml氯仿固定剂。5. 氯化铵标准使用液(10gN/mL)：移取氯化铵标准贮备液10ml于1000ml 容量瓶中用无氨蒸馏水稀释至刻度。四、 测定步骤1 绘制工作曲线 取6个50ml具塞比色管，分别加入0 ml、1.00 ml、2.00 ml、3.

11、00 ml、4.00 ml、5.00 ml氯化铵标准使用液，加无氨蒸馏水至标线，混匀。 分别加入酒石酸钾钠溶液4 ml，混匀。 分别加入2ml奈氏试剂，混匀后让其反应5分钟显色。 用分光光度计在420nm波长处，于1cm比色皿中对照无氨蒸馏水测定上述溶液的吸光度E值（其中试剂空白吸光度为E0）。 在坐标纸上，以吸光度E-E0为纵坐标，氨氮浓度为横坐标作图，得工作曲线。工作曲线1（氯化铵标准使用液浓度为10gN/mL）：序列号123456氯化铵标准使用液体积(ml)0.001.002.003.004.005.00氨氮浓度(mgN/L)0.000.20.40.60.81吸光度值EE0E-E02 水

12、样的测定 取50ml水样于比色管中。 参照标准曲线绘制过程中的步骤，显色并测定该水样的吸光值E。五、 结果计算由水样的测定值E-E0查工作曲线，得该水样中氨氮的含量。如果水样中氨氮低于10mg，则改用3cm比色杯实验三 总磷的测定一、 方法原理天然水中总磷除包括活性磷酸盐外，还包括以溶解形式和粒状形式存在的其他无机磷（如偏磷酸盐和焦磷酸盐等）和含磷有机物。采用磷钼蓝法测定。水样经消化后，上述各种形式存在的磷化合物，均转化为能与钼酸铵硫酸溶液反应的可溶性磷酸盐形式。水中活性磷酸盐与钼酸铵形成磷钼黄，再加SnCl2溶液，磷钼黄被还原为磷钼蓝，用分光光度计690nm比色即可得出P含量。二、仪器及设备

13、1 分光光度计及配套比色皿2 具塞50ml比色管3 电炉、凯氏烧瓶、漏斗、移液管等常规实验室设备二、 试剂及其配制1 钼酸铵溶液(10%)：称取25g钼酸铵(NH4)6 Mo7O24 · 4H2O溶解后稀释至250ml，取其澄清液，贮存于聚乙烯瓶中2 硫酸溶液(1:1)：在不断搅拌下，将浓硫酸沿烧杯壁缓缓倒入同体积的蒸馏水中3 钼酸铵硫酸混合试剂：上述钼酸铵溶液与硫酸溶液以1:3体积比混合。 钼酸铵溶液加入1：3硫酸溶液中4 SnCl2甘油溶液(2.5%)：称取2.5g SnCl2 · 2H2O溶于100ml甘油中，温热 搅拌使其溶解。贮存于棕色试剂瓶中。5 磷酸二氢钾标准

14、贮备液(0.500mg (P) /mL)：称取KH2PO4(AR，于115 烘1h)2.197g，溶解后于1000mL容量瓶中定容，混匀后加入氯仿2mL，避光保存。有效期半年。6. 磷酸二氢钾标准使用液(0.005mg (P) /mL)：移取标准贮备液10mL于1000mL容量瓶中定容。7. 浓硫酸(AR)。8. 浓氨水(AR)。9. 测定步骤1 绘制工作曲线 在6个清洁、干燥的50mL凯氏烧瓶中，分别移入标准使用液0、1.00、 2.5、5、7.5、10mL，再分别加入蒸馏水至总体积为10mL。 分别加入浓硫酸3mL和玻璃珠2-3粒，在电炉上缓缓加热至透明。 冷却后慢慢加入浓氨水至消化液呈中性（约需11mL）。pH试纸检测 将消化液分别转移至6支50mL比色管中，并用少量蒸馏水冲洗烧瓶2次， 冲洗液分别倒入各比色管中，用蒸馏水稀释至刻度。 在上述各比色管内分别加入钼酸铵硫酸混合试剂2mL，混匀，3min后 加入SnCl2甘油溶液5滴，混匀后显色10min。 用分光光度计在690nm波长处，于3cm比色皿中对照蒸馏水测定上述 溶液的吸光度E值（其中未加标准使用液的吸光度为E0）。 在坐标纸上，以吸光度E-E0为纵坐标，磷浓度为横坐标作图，得工作曲 线。序列号123456磷标准使用液体积（ml）0.001.002.557.510浓度（g (P)