水中离子测定方法

1、.6 金属无机物的测定在工业废水排放标准中规定第一类污染物有：Cr、Pb、Hg、Cd、As，其中前四种为金属污染物， 它们是积蓄性的难降解的毒物，需严格控制其排放浓度。它们的测定作为本节重点研究内容。此外，第二类污染物中 Zn、Cu 的测定，也是监测的重点。测定方法特点容量法适于含量较高物质的测定，设备简单比色法（分光）仪器简单、准确、测定物质范围广原子吸收法干扰少，灵敏度高，快速电化法阳极溶出应用广泛等离子发射光谱测痕量金属离子一、容量法水的硬度测定水的硬度与Ca、Mg、Fe、Al 、Mn 、Sr、Zn 等金属离子有关，所以总硬度应是测定这些离子致硬效应的总和。但是，一般清洁水中Ca、Mg

2、离子含量高于其它几种离子，因此，通常总硬度只是以Ca、Mg含量计算。EDTA 络合滴定法是测定硬度的常用方法。在 NH 4 Cl NH 3 H 2 O 缓冲液 (pH=10.0)中, Ca2+、Mg2+ 与指示剂络黑 T反应生成红色络合物， 使溶液成酒红色，当加入 EDTA 标液时，Ca2+、Mg2+与 EDTA 生成 1：1 络合物，指示剂被置换出来， 当达到等当点.时，溶液呈现指示剂本身的蓝色。反应过程如下：Mg 2 、 Ca2 ( pH10)HIn 2Mg 2 、 Ca2 、 MgIn (红色）H2Y22、CaY2、MgIn（红色）MgY等当点 H2Y2MgY2、CaY2、MgY22HI

3、n （蓝色）硬度有三种表示方法：mmol / L( AA')C1000VA滴定水样消耗EDTA 的体积， mL ；A滴定空白溶液消耗EDTA 的体积， mL；C EDTA 的浓度， mol/L ；V水样体积， mL。( AA' )C 1000CaOmg / LV28.04，新标准为 CaCO 3mg / L德国度( A A') C 1000V2.804每升水中含有10mgCaO 为一度，8 度以下为软水， 8 度以上为硬水。过硬的水不适宜工业用和饮用。所以硬度是重要的水质指标。工业废水中锰的测定锰常以MnSO4、胶态有机锰等形式存在于冶金、染料、化工、人造橡胶、制革、电

4、池制造等工业废水中。当废水中锰含量较高时，可用EDTA 络合滴定法测定。取适量水样 +去离子水至 100mL+20mLNH4Cl NH3·H2O 缓冲液（ pH=10.0），+5mL10%盐酸羟胺（抑制氧化性物质） +5mL30% 三乙胺（抑制金属离子的干扰）铬黑 T 为指示剂， EDTA 滴定终点：.红蓝。当 Ca 干扰时，加 NaF 掩蔽。7 非金属无机污染物的测定常测的项目有： H+、F-、CN- 、As、S2-、N 化合物等。一、酸碱度及 pH 测定工业排放的含酸、含碱废水，会改变水质状况，改变水生生物的生活环境。因此在排放前应监测水质的酸碱度，并进行中和后，房客排入天然水体

5、中。算碱度有几种表示方法：CaCO3 的 mg/L ：表示废水中的酸量理论上中和CaCO3 的量，或表示废水中的碱量相当于CaCO3 的量。酸度：用强碱标准溶液将水样滴定至某一pH 时所需要的碱量，以毫摩尔 /升表示。由于废水中可能含有：无机酸、有机酸及强酸弱碱盐类，酸性强弱不同，所以，当选用不同的指示剂时，滴定终点的pH 有所不同。目前，我国水质标准中规定了3.7（甲基橙指示剂）和8.3（酚酞指示剂）两种标度。取一定量的水样，以甲基橙为指示剂，NaOH 标液滴定至终点，pH=3.7，此时只能将水样中的强酸中和，所以叫做强酸酸度或甲基橙酸度。继续用酚酞指示剂，滴定至终点，pH=8.3，此时强酸

6、、弱酸、有机酸及强酸弱碱盐均被中和， 此时消耗的碱量称为总酸度或酚酞酸度。.强酸酸度总酸度水甲基橙pH=3.7酚酞pH=8.3样NaOHNaOH甲基橙酸度酚酞酸度碱度：用强酸标准溶液将水样滴定至某一pH 时所需要的酸量，以毫摩尔 /升表示。水样VmL+ 酚酞 +HCl标液pH=8.3( 终点 ) ，此时强碱被中和，CO32HCO 3 ，根据所消耗的酸量，求出的碱度叫做酚酞碱度或强碱强碱碱度总碱度水酚酞pH=8.3甲基橙pH=3.7样HClHCl酚酞碱度甲基橙碱度碱度；当采用甲基橙为指示剂，终点pH=3.7，强碱、弱碱、有机碱均被中和，称为总碱度或甲基橙碱度。注意： 1.溶液配制时，蒸馏水不用含

7、有CO2；2.废水中的 Cl2 会使甲基橙褪色，加Na2S2O3消除影响。3.通常用中和滴定法测定，当溶液颜色较深时，可用电位滴定。五、硫化物的测定Sulphide硫化物Sulphur硫地下水，特别是温泉水中常含有硫化物，水体中硫化物大部分是以H2S 形式存在， H2S 从废水中逸散于空气中，会产生异臭污染环境，如果每升水中有十分之及mg 的 H2S，即会产生特殊的臭气。（举例：H2S 中毒事件）.有机物分解废水中硫化物来工业废水源硫酸盐水中硫化物的测量方法：细菌还原产生硫化物主要来源较为准确的测定方法，适于测定1mg/L 以常量碘量法上浓度的硫化物对氨基二甲苯胺微量反应灵敏，用于 0.040

8、.8mg/L 的硫化物比色法思考题：根据方法的检测限，国家检测标准选用哪种方法合适，说明原因。采样：由于水体中硫化物大量是以H2S 形式存在，不稳定，还有部分 S2-易氧化，因此采样时应及时固定硫化物。现象采样瓶中加入过量 NaOH Zn( Ac) 2 溶液，然后将水样注满采样瓶，不得有气泡，防止空气中的氧氧化S2-，使 S2ZnS。预处理：当水样成分复杂，干扰物较多时，应进行分离。将硫化物水样加 HCl ，转化成 H2S，用载气（ N2 或 CO2）吹出后，由吸收液吸收，以达到与干扰物分离的目的。装置：（略）测定：碘量法硫化物与醋酸锌生成ZnS,溶于酸后，加入过量 I2 液，I2 在酸性条件

9、下与硫化物作用，用硫代硫酸钠滴定剩余的碘，以淀粉为指示剂，至.蓝色刚好消失为止。已知碘标液的量， 又知道过量碘是多少， 就可以知道有多少I2 与 S2-反应，从而计算出S2-的浓度。（此法在第三章讲述，并安排实验）讨论：加淀粉指示剂的时间何时为宜？水样 NaOH Zn( Ac) 2ZnSH载气H 2 S Zn( Ac )2NaAc吸收液ZnSHH2S KI3(过量）（剩余）SII2淀粉蓝色Na2 S 2O 3 标液无色碘标液的配制与标定：用升华法制得的纯碘，可以直接制成I2 标液，但由于碘的挥发性及腐蚀性，不适合在分析天平上称量， 所以常采用市售的碘配成近似浓度的溶液，然后进行标定。在托盘天平

10、上称取一定量的I2 和过量的 KI, 置于研钵中，加少量水研磨，使 I2 全部溶解稀释棕色瓶中保存。I2 液可用标准 Na2S2O3溶液标定，也可用As2O3 标定。如取一定量的 I2 液（VI2mL ）,加入淀粉指示剂蓝色，以 Na2S2O3 标液滴定至蓝色消失，已知 C Na 2S2O3和 VNa2 S2 O3 、 VI 2，可求出 I2 标液的浓度。对氨基二甲苯胺比色法S2对氨基二甲苯胺H亚甲蓝（蓝绿色）665nm比色测定氮素化合物的测定Nitrogen Compound（一）水中的氮及其测定意义.水中有机物包括C（carbon）、H(hydrogen)、O(oxygen)、N(nitr

11、ogen)、S(sulphur)、P(phosphorus)等化合物，其中以氮素化合物最不稳定，它们最初进入水体时，多以有机氮的形式存在，但受微生物作用后，逐渐变成简单化合物，如：蛋白质氨基酸NH 3有机 N 不断 ，而无机 N,在缺氧（）情况下,NH3anaerobic addition是 有 机 氮 分解 的 最 终 产 物； 在 有 氧 （ aerobic addition ）情 况下: NH 3NNO 2 NNO3 N ,此时，有机氮素化合物已完成了无机化的作用。水质分析中， 测定各类氮素化合物， 对于了解水源被污染的情况及目前分解的情况有很大帮助。河流的自净作用包括：有机NNH3NN

12、O2NNO3N(organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen)随着这个变化的进行， 水中致病细菌逐渐减少， 所以了解氮素化合物在水中的含量，有助于了解水体自净的情况。在好氧条件下，水中N的各种形式的变化规律：第一阶段（初始阶段）：新进入水体中的N 是有机 N，逐渐被微生物分解为 NH3N，因而随时间的上升，有机N，NH3 N；第二阶段（中间阶段）：NH3N 上升到一定的含量，又开始被好氧菌分解为 NO2N，NO2N，而 NH3N 上升到一个顶峰后开始下降，下降的原因不仅是 NO2N 上升，更重要的是

13、此时 NO2N 又开始转化为 NO3N，促进了 NH3N 的转化；第三阶段（末期阶段）：NH3N ， NO2N ，NO3N 。.对于氮素化合物进行监测， 可以了解水域的自净情况及水体的自净能力。取不同河段的水样测定所含氮素的形态， 若发现上游排污地段有机氮含量较高，而下游有机氮含量低， NO3N 含量升高，则说明水域自净能力强。 了解污染状况及污染趋势： 若水中含有有机 N 和 NH3N，此水体刚受污染， 有严重的危险； 若水中含有 NO3 N，污染已久，基本得到净化， 无太大影响；若水中含有 NO2 N，表示有机物的分解尚未完全， 若水中 NO3 N ，NH3 N ，此时有少量 NO2 N，

14、无关重要，若水中 NO3 N 少， NH3N ，此时发现 NO2 N 则要警惕，因为此时已提示 NO2 N 的污染即将达到峰值。虽然 NO3 N 对人体的危害不如NO2 N 严重，但也不能忽略。近年来发现NO3，会引起变性血色蛋白症，给水中NO3含量以 N 计应 2030mg/L。（二）测定方法在环境监测种， 常分析以下几种形式的 N：有机 N 、NH3N、NO2 N、NO3 N测定结果均以 N(mg/L) 表示，便于比较。NH3N包括 NH4和NH3中的 N直接比色法：水样 +纳氏试剂黄棕色化合物比色纳氏试剂： Nesslers Reagent, K 2 HgI 4 ,四碘合汞酸钾，碘化汞钾

15、NH 33KOH2K 2 HgI 4NH 2 Hg 2 OI(黄棕色）7KI2H 2 O.黄棕色沉淀无法进行比色，但一般水样中，NH 3N 极少，所以只生成黄色溶液，即可比色。蒸馏比色法：若水样中含NH 3N 较少或水样浑浊、有颜色时，应采用蒸馏比色法测定。水样缓冲液（ PH 7.2 7.4),蒸馏NH 3硼酸吸收纳氏试剂比色测定缓冲溶液的作用：碱性介质与利于生成NH4OHNH3H2O起缓冲作用：NH4NH3H。当加热时，NH3，平衡向右移动，反应可以自动进行下去， 但 H ，缓冲液就是为了中和 H，控制溶液 PH，使反应正常进行。PH 过高，会使有机物释放出一部分NH 3，使结果偏高。容量法：当 NH 3N 含量较高时， 5mg/L ，用此法。水样缓冲液（ PH7.2 7.4),蒸馏过量硫酸吸收NaOH滴定NH 3NO3N采用酚二磺酸比色法：C6 H 5OH 2H 2SO4C6 H 3(OH )(SO3 H )2 (酚二磺酸） H 2OC6H 3(OH )(SO3H ) 2NO3OH黄色化合物NO2N采用 N-1- 萘乙二胺比色法或 -萘胺比色法，此外用离子紫色谱法可以快速检测NO2 N 和 NO