6_第三章_非金属无机物的测定

3.6非金属无机物的测定DO、pH、氟化物、硫化物氰化物、N（五种）、P3.6.1溶解氧DO水体与大气交换或经化学、生物化学反应后溶于水中的分子态氧称为溶解氧。其溶解度随水温的升高及水中含盐量的增加而降低。清洁地表水溶解氧接近饱和。当有大量藻类繁殖时，溶解氧可能过饱和；当水体受到有机物质、无机还原物质污染时，会使溶解氧含量降低，甚至趋于零，此时厌氧细菌繁殖活跃，水质恶化。测定水中溶解氧的方法碘量法（A）修正的碘量法（A）膜电极法（A）现场快速溶解氧仪法（B）清洁水可用碘量法；受污染的地面水和工业废水必须用修正的碘量法或氧电极法。修正的碘量法各适用于什么样的水样？水样采集、保存：容器？注意事项？碘量法原理：O2→MnO(OH)2黄棕色沉淀→I2（Na2S2O3滴定）12（4molNa2S2O3）为何计算公式中氧的摩尔质量取1/4，等于8g/molI-修正的碘量法：游离氯——硫代硫酸钠修正法亚硝酸盐、二价铁在一定浓度时（污水、生化处理水）——叠氮化钠修正法（剧毒、易爆）此法用得多二价浓度铁高于1mg/L——高锰酸钾修正法有色或悬浮物——明矾絮凝修正法含活性污泥悬浊物——氨基磺酸絮凝修正法图2.34极谱型氧电极的结构示意图图2.35溶解氧测定仪原理示意图膜电极法：溶解氧仪法（动画、录像）3.6.2pH值pH值是水中氢离子活度的负对数。pH=－lgαH＋我国分别颁布工业“废水”最高排放浓度pH值为6～9，生活饮用水和地面水环境质量标准规定pH值为6.5～8.5之间。区分酸度和pH值：酸度和碱度是反映水中所含酸或碱物质的量；同样酸度的溶液pH值却大不相同。如0.1mol盐酸和乙酸，二者的________相等，但________却相差很远。测定pH值的方法：电极法（A）、便携式pH计法（B）和比色法。玻璃电极法将玻璃电极和甘汞电极置于待测水样中作为两极，玻璃电极为溶液中H＋离子活度指示电极，饱和甘汞电极作为参比电极，两电极和待测液组成原电池。当玻璃电极的玻璃薄膜的两端溶液氢离子活度不同时，则产生电位差。该电位差可通过测量两电极间的电位差求得。pH计法（动画、录像）3.6.3氟化物氟是人体必需的微量元素之一，缺氟易患龋齿病。饮用水中含氟的适宜浓度为0.5～1.0mg/L(F-)。当长期饮用含氟量高于1.5mg/L的水时，则易患斑齿病。如水中含氟高于4mg／L时，则可导致氟骨病。测定水中氟化物的主要方法有：１、氟离子选择电极法（A）原理：三氟化镧LaF3单晶对F－的选择性响应工作电池：指示电极：LaF3膜电极参比电极：饱和甘汞优点：测定简便、快速、灵敏、选择性好、可测定浑浊、有色水样等优点。检出浓度范围：0.05mg／L～1900mg／L(以F-计).２、氟试剂分光光度法（A）试剂及原理：氟试剂即茜素络合剂(ALC)和硝酸镧介质：pH4．1的乙酸盐缓冲介质显色反应产物颜色：蓝色的三元络合物最大吸收波长：620nm检出浓度范围：0.05mg／L～约1.80mg／L适用水体范围：地面水，地下水和工业废水３、其他方法茜素磺酸锆目视比色法（A）硝酸钍滴定法离子色谱法3.6.4硫化物地下水（特别是温泉水）及生活污水常含有硫化物，其中一部分是在厌氧条件下，由于微生物的作用，使硫酸盐还原或含硫有机物分解而产生的。焦化、造气、选矿、造纸、印染、制革等工业废水中亦含有硫化物。水样采集注意防止曝气，并现场固定（如何固定？）水样预处理：三种不同方法测定水中硫化物的主要方法对氨基二甲基苯胺分光光度法（Ａ）碘量法（Ａ）间接火焰原子吸收法（Ｂ）气相分子吸收光谱法四、氰化物氰化物包括简单氰化物、络合氰化物和有机氰化物（腈）。简单氰化物易溶于水、毒性大；络合氰化物在水体中受pH值、水温和光照等影响离解为毒性强的简单氰化物。测定方法硝酸银滴定法分光光度法测定氰化物时需预蒸馏消除干扰，同时将大部分氰化物变成简单氰化氢蒸出，蒸馏法有两种：(1)在酒石酸和硝酸锌存在下，调节溶液pH为4，加热蒸馏，游离氰化物及部分络合氰Zn(CN)42-，在此条件下以氰化氢(HCN)形式蒸出。本预蒸馏法是指在上述条件下可被蒸出的氰化物总量。(2)在磷酸和EDTA存在下，调pH＜2，加热蒸馏，因EDTA络合能力大于CN-，使络合氰化物游离出CN-。在磷酸酸化条件下也以氰化氢形式蒸出。该蒸馏法包括全部游离氰化物和绝大部分络合氰化物(钴氰化物不能蒸出)。3.6.6总氮人们对水和废水中关注的几种形态的氮是氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、有机氮和总氮。前四者之间通过生物化学作用可以相互转化。测定各种形态的含氮化合物，有助于评价水体被污染和自净状况。总氮水体总氮含量也是衡量水质好坏的重要指标之一。总氮测定方法有硫酸钾氧化-紫外分光光度法（A）、气相分子吸收法（B）等。硫酸钾氧化-紫外分光光度法的原理是在水样中加入碱性过硫酸钾溶液，于过热水蒸气中将大部分有机氮化合物及氨氮、亚硝酸盐氮氧化成硝酸盐，用紫外分光光度法测定硝酸盐氮含量，即为总氮含量。氨氮水中氨氮主要来源于生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物，焦化、合成氨等工业废水、以及农田排水等。氨氮含量较高时，对鱼类呈现毒害作用，对人体也有不同程度的危害。测定水中氨氮的方法有滴定法（A）、纳氏试剂分光光度法（A）、水杨酸－次氯酸盐分光光度法（A）、气相分子吸收光谱法（B）电极法。水样有色或浑浊及含其他干扰物质影响测定，需进行预处理。对较清洁的水,可采用絮凝沉淀法消除干扰；对污染严重的水或废水应采用蒸馏法。水中的氨氮是指以游离氨（或称非离子氨，NH3）和离子氨（NH4+）形式存在的氮，两者的组成比决定于水的pH。对地表水，常要求测定非离子氨。1.水样的预处理：对于较清洁的水，采用絮凝沉淀法；对污染严重的地面水或工业污水，采用蒸馏法消除干扰。①絮凝沉淀法水样中加入适量硫酸锌溶液，并加氢氧化钠使呈碱性，生成氢氧化锌沉淀，过滤，除去颜色和浑浊。②蒸馏法（动画）2.纳氏试剂光度法纳氏试剂（碘化钾和碘化汞的强碱溶液，有毒！）3.滴定法（动画）注意事项：①在测定条件下，蒸发出的挥发性碱类物质使测定结果偏高。②如水样含余氯，则加入适量0.35%硫代硫酸钠溶液去除，每0.5mL可除去0.25mg余氯。亚硝酸盐氮亚硝酸盐氮（NO2-N）是氮循环的中间产物。熏肉中含量较多。在氧和微生物的作用下，可被氧化成硝酸盐；在缺氧条件下也可被还原为氨。1、N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法在pH值为1.8±0.3的酸性介质中，亚硝酸盐与对氨基苯磺酰胺反应，生成重氮盐，再与N-（1-萘基）-乙二胺偶联生成红色染料，于540nm处进行比色测定。方法最低检出浓度为0.003mg/l；测定上限为0.20mg/l。硝酸盐氮硝酸盐是在有氧环境中最稳定的含氮化合物，也是含氮有机化合物经无机化作用最终阶段的分解产物。常用的方法有酚二磺酸分光光度法（A）、离子选择电极法（B）、紫外分光光度法（B）、镉柱还原法、戴氏合金法等。1、酚二磺酸分光光度法硝酸盐在无水存在情况下与酚二磺酸反应，生成硝基二磺酸酚，于碱性溶液中又生成黄色的硝基酚二磺酸三钾盐，于410nm处测其吸光度，并与标准溶液比色定量。2、紫外分光光度法硝酸根离子对220nm波长光有特征吸收，与其标准溶液对该波长光的吸收程度比较定量。溶解的有机物在220nm处也有吸收，而硝酸根离子在275nm处没有吸收，因此在275nm处做另一次测量，以校正硝酸盐氮值。即在220nm处的吸光度减去经验校正值（在275nm处测得的吸光度值的2倍）为硝酸根离子的吸光度。A=A220-2A275磷磷含量过高，可能引起水体的富营养化。1、钼锑抗分光光度法（A）在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸，再被抗坏血酸还原，生成蓝色络合物（磷钼蓝），于700nm波长处测量吸光度，用标准曲线法定量。2、孔雀绿-磷钼杂多酸分光光度法（B）在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵=孔雀绿显色剂反应生成绿色离子缔合物，并以聚乙烯醇稳定显色液，于620nm波长处测量吸光度，用标准曲线法定量。