第七节非金属无机物的测定-环境监测教学课件

第七节非金属无机物的测定一酸度和碱度（一）酸度水中所含能与强碱发生中和作用的物质总量。

衡量水体水质的一个重要指标1酸碱指示剂滴定法标准氢氧化钠滴定（酚酞pH=8.3总酸度;甲基橙pH=3.7强酸度）酸度单位用CaCO3mg/L表示

2电位滴定法以pH玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，与被测水样组成原电池并接入pH计，用氢氧化钠标液滴定至pH＝4.5或8.3，据其消耗量分别计算两种酸度。（二）碱度水中所能与强碱发生中和作用的物质的总量水中的碱度：重碳酸盐，碳酸盐，氢氧化钠污染源：造纸，印染，化工，电镀，洗涤剂，农药酸碱度都是衡量水质和废水处理控制的重要指标。碱度也常用来评价水体缓冲能力及金属在其中溶解性和毒性等。测定方法与测酸度同

设水样以酚酞为指示剂耗强酸量为P，继续以甲基橙为指示剂滴定消耗强酸量为M，二者和为T，则测定水的总碱度有五中情况:

1M＝0只含氢氧化物2P>M氢氧化物和碳酸盐共存

3P＝M只含碳酸盐

4P<M碳酸盐和酸式碳酸盐共存5P＝0只含碳酸盐

二pH值

pH=-lgaH+

测定水的pH值方法有玻璃电极法和比色法。1比色法基于各种酸碱指示剂在不同的PH的水液中显示不同颜色,而每种指示剂都有一定的变色范围.

该法不适于有色,浑浊或含较高游离氯,氧化剂,还原剂的水样.

2玻璃电极法是以PH玻璃电极为指示剂,饱和甘汞电极为参比电极并将两者与被测溶液组成原电池,E电池=φ甘汞-φ玻璃E电池=φ甘汞–(φo+0.059lgaH+)=K+0.059pH25OC时:Es=K+0.059pHsEx=K+0.059pHx

pHx=pHs+(Ex-Es)/0.05925oC,二者之差每变化59毫伏,相应变化1PH,PH计大都据此原理测溶液的PH值.

玻璃电极测定法准确,快速,受水体色度,浊度,氧化还原剂等干扰程度小三溶解氧(DO)

溶入水中的分子态氧.水中的溶解氧含量与气压温度,含盐量有关一般水体中的溶解氧再4mg/以上.藻类大量繁殖,溶解氧会过饱和;

当水体受有机物质或无机还原物污染时,含量降低,厌氧细菌繁殖活跃,水质恶化.(一)碘量法加硫酸锰,碱性碘化钾,再加酸.以淀粉为指示剂,硫代硫酸钠标液滴定释放的碘:

MnSO4+2NaOH=Na2SO4+Mn(OH)2

2

Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2(棕色)

MnO(OH)2+2HSO4=Mn(SO4)2+3H2OMn(SO4)2+2KI=MnSO4+K2SO4+I22Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI（二）修正碘量法1叠氮化钠修正法消除水样中含亚硝酸盐的干扰，叠氮化钠是剧毒易爆试剂不能将碱性碘化钾-叠氮化钠溶液直接酸化，以免产生有毒的叠氮酸务2NaN3+H2SO4=2HN3+Na2SO4HNO2+N3H=N2O+N2+H2O

亚硝酸盐主要存在于经生化处理的废水和河水中，能与碘化钾作用产生正干扰2HNO2+2KI+H2SO4=K2SO4+2H2O+N2O2+I22N2O2+2H2O+O2=4HNO2DO(O2,mg/L)=(MV×8×1000)/V水2高锰酸钾修正法消除亚铁离子干扰，过量的高锰酸钾用草酸钠溶液除去

（三）氧电极法常用的是聚四氟乙烯薄膜电极，溶解氧通过薄膜渗透扩散，在阴极被还原，产生与氧浓度成正比的扩散电流.O2+2H2O+4e=4OH-

4Ag+4Cl-=4AgCl+4ei还原=K•n•F•A•pm•

co/L

此法不水样色度、浊度及化学滴定法中干扰物质的影响，快速，适于现场测定。但水中含藻类、硫化物、碳酸盐、油有等物质会堵塞或损坏博膜，要及时更换四氰化物简单氰化物：易溶入水，毒性大络合氰化物：在水中受pH值、水温等影响理解为简单氰化物有机氰化物进入人体与高铁细胞色素氧化酶结合，引起组织缺氧窒息

污染源：电镀、焦化、造气、洗印、石油化工、有机玻璃制造、农药等工业废水消除干扰：预蒸馏测定方法：容量滴定法、分光光度法、离子选择电极法

常用的蒸馏方法有两种：1加酒石酸和硝酸锌，调节pH=4，加热蒸馏,则简单氰化物及部分络合氰化物以氰化氢形式被蒸馏出来，用氢氧化钠液吸收。取该蒸馏液测得的是易释放氰化物。2加磷酸和EDTA，在pH<2时蒸馏。取该蒸馏液测得的是总氰化物。（一）容量滴定法取一定量预蒸馏液，调pH>11，以试银灵为指示剂，硝酸因标准溶液滴定，则氰离子与银离子生成[Ag(CN)2]-过量的银离子以试银玲反应，溶液有黄色变为橙红色，即为终点.

氰化物（CN-,mg/L)=(VA-VB)c*52.04*V2*1000/(V1*V3)（二）分光光度法

1异烟酸-吡唑啉酮分光光度法

调pH至中性，加氯胺T溶液，氰离子被氧化为CNCl;

在加异烟酸-吡唑啉酮液……在638nm波长下测吸光度，用标准曲线法定量。HCN易挥发，操作迅速，盖塞。适于饮用水、地面水、生活污水、工业废水。最低检测限0.004mg/L;最高0.25mg/L。2吡啶-巴比妥酸分光光度法取一定量的蒸馏馏出液，调节pH为中性，CN-于氯胺T生成CNCl,再与吡啶反应成戊烯二醛，再于巴比妥酸缩合得红色染料，于580nm处比色定量。最低检测限0.002mg/L;高0.45mg/L五氟化物F微量元素，饮用水适宜浓度0.5-1.0mg/L.

有色冶金、钢铁、玻璃、磷肥等排放的废水和氟矿物废水是人为的污染源。测定方法：氟离子选择电极法、氟试剂分光光度法、茜素磺酸锆目视比色法、离子色谱法等严重污染的水样要预蒸馏。（一）氟离子选择电极法以氟化镧单晶片为敏感膜，有良好的选则性，测量时与参比电极、被测溶液组成原电池：E=K-2.303RT(lgaF-)/F

加入总离子调节剂(TISAB)消除干扰，其中含强电解质、络合剂、pH缓冲剂溶液。此法具有简便、快速、选择性好，可测混浊及有色水样等优点。（二）氟试剂分光光度法氟试剂即茜素络合剂(ALC).在PH=4.1乙酸缓冲液中，与氟离子和硝酸镧反应，呈蓝色的La-AlC-F三元络合物，颜色深度与氟离子浓度成正比，于620nm比色定量。当有SO4+2、Zn2+Cu2+、Al3+等过多可预蒸馏消除干扰

(三）其他方法茜素磺酸锆目视比色法硝酸钍滴定法离子色谱法六含氮化合物水中氮重要形态：氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、有机氮

和总氮。测定各种形态含氮化合物有助于评价水被污染和自净情况。（一）氨氮水中氨氮指NH3和NH4+形式存在的氨来源：生活污水含氮有机物受微生物分解，焦化、合成氨工业废水、农田排水等。测定方法：1纳氏试剂分光光的法加碘化汞和碘化钾的强碱溶液（纳氏试剂），

2K2[HgI4]+3KOH+NH3NH2Hg2IO+7KI+2H2O(黄棕色胶态)410-425nm比色定量

2电极法

以平板型pH玻璃电极为指示电极，银-氯化银电极为参比电极。当插入pH=11的水样时，生成的氨将扩散通过半透膜，使NH+NH3+H+向左移动，引起氢离子浓度变化，由pH电极玻璃电极测定此变化。3滴定法

适于水样中氨氮含量较高时。调水样pH=6-7.4，加氯化镁。蒸馏后氨用硼酸液吸收，以甲基红-亚甲兰为指示剂，用酸标液滴定。4水杨酸-次氯酸盐分光光度法

在亚硝基铁氰化钠存在下，

氨与水杨酸和次卤酸反应成蓝色化合物，于697nm

比色定量。（二）亚硝酸盐氮是氮循环的中间产物，可氧化成硝酸盐或还原成氨。能使氧化低血红蛋白，致癌测定方法：N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法、离子色谱法N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法在pH为1.8+0.3的酸性介质中，亚硝酸与对氨基苯磺酰胺生成重氮盐，再与N-(1-萘基)-乙二胺偶联成红色染料，于540nm比色测定氯胺、高铁离子等有明显干扰；水样有色或浑浊时，可加氢氧化铝悬浮液并过滤消除。检测下限0.003mg/L,检测上限0.20mg/L离子色谱法IC利用离子交换原理，连续对共存多种阴离子阳离子进行分离、定性、定量的方法。分析阴离子时，分离柱为低容量的阴离子交换树脂，抑制柱用强酸性阳离子交换树脂，用氢氧化钠或碳酸钠和碳酸氢钠混合液作淋洗液。

分离柱用R-N+HCO3-型阴离子交换树脂，抑制RSO3H型,以0.0024mol/L碳酸钠和0.0031mol/L碳酸氢钠混合液作淋洗液。(三）硝酸盐氮最稳定；人体摄入后会转化为亚硝酸盐呈现毒性。测定方法：酚二磺酸分光光度法、镉柱还原法、戴氏合金法、紫外分光光度法等1酚二磺酸分光光度法硝酸盐在无水时与酚二磺酸生成硝基二磺酸酚，于碱液中有生成黄色的硝基酚二磺酸三钾盐，于410nm测吸光度，于标液比色定量。2紫外分光光度法硝酸根对220nm波长有特征吸收，与标液的吸收程度比较定量。校正有机物在此处的吸收：在275nm测得的吸光度的两倍。适于清洁地表水和未受明显污染的地下水，简便快速，但对含有机物、表面活性剂、等要预处理，如氢氧化铝絮凝共沉淀和大孔中型树脂可除去浊度、高价铁、六价铬及大部分有机物等（四）凯氏氮以基耶达法测得含氮量，包括氨氮和在此条件下能转化为铵盐而被测定的有机氮化合物.测定要点是取适量水于凯氏烧瓶中，加入浓硫酸和催化剂(K2SO4),加热消解，将有机氮变为氨氮，再在碱性液中蒸馏出氨，用硼酸溶解吸收，用分光光度法或滴定法测定氨氮含量，即为水样中的凯氏氮。要直接测定有机氮可将水样预蒸馏除去氨氮，再以凯氏法测定

装置七硫化物水中硫化物包括溶解的H2S、HS-S2-、酸溶性的金属硫化物、不溶性的硫化物和有机硫化物。硫化氢毒性很大，能使组织细胞缺氧；腐蚀金属。测定方法：

1对氨基二甲苯按风光光度法：在含高铁离子的酸性溶液中，硫离子与对氨基二甲基苯案反应，声称蓝