分析化学讲课内容2

锅炉水质分析2授课内容第一节水质分析基础知识第二节滴定（容量）分析法第三节重量分析法第四节标准溶液的配制和标定第五节水质标准中常规指标测定的原理和检验方法第一节水质分析基础知识一、水样采集水样的采集时水质分析工作的第一个重要环节。采样的基本要求是：样品要有代表性，采出后不能被污染，在分析测定前不发生变化采集水样时注意事项：1、采样瓶应用硬质玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶，采样时用所取水样涮洗三次后方可取样，采样后立即加盖密封，贴上标签注明水样名称、采样时间及其他需记载的事项。2.采集水样原则上应是连续流动的水。3.采样后应及时进行分析，存放和运输时间应尽量缩短，一般不应超过72h。4.水样的数量应能满足试验和复核的需要。5.采集有冷却器的水样时，应调节冷却水的取样阀门，使水样流量控制在500-700ml/min，并保持流速稳定，同时调节冷却水量，保持水样温度在30-40℃。6.测定某些不稳定成分（如溶解氧、游离二氧化碳）时，应在现场取样测定，采样方法应按各分析方法中规定进行；二、试验室用水的要求分析化学实验应使用纯水，一般是蒸馏水或去离子水。有的实验要求用二次蒸馏水或更高规格的纯水（如：电分析化学、液相色谱等的实验）。纯水并非绝对不含杂质，只是杂质含量极微而已。分析化学实验用水的级别及主要技术指标，见表1.1。分析化学实验用水指标名称一级二级三级pH值范（25C）——5.07.5电导率（25C）/mS·m-1（≤）0.010.100.50可氧化物质（以（O）计）/mg·L-1（）—0.080.4蒸发残渣（1052C）/mg·L-1（≤）—1.02.0吸光度（254nm，1cm光程）（≤）0.0010.01—可溶性硅（以（SiO2）计）/mg.L-1（≤）0.010.02—注：在一级、二级纯度的水中，难于测定真实的pH值，因此对其pH值的范围不作规定；在一级水中，难于测定其可氧化物质和蒸发残渣，故也不作规定。表1.1——分析化学实验室用水的级别及主要技术指标（载自GB6682－92）1蒸馏水：通过蒸馏方法、除去水中非挥发性杂质而得到的纯水称为蒸馏水。同是蒸馏所得纯水，其中含有的杂质种类和含量也不同。用玻璃蒸馏器蒸馏所得的水含有Na+和SiO2-等离子；而用铜蒸馏器所制得的纯水则可能含有Cu+离子。2去离子水：利用离子交换剂去除水中的阳离子和阴离子杂质所得的纯水，称之为离子交换水或“去离子水”。未进行处理的去离子水可能含有微生物和有机物杂质，使用时应注意。3纯水质量的检验纯水的质量检验指标很多，分析化学实验室主要对实验用水的电阻率、酸碱度、钙镁离子、氯离子的含量等进行检测。1．电阻率：选用适合测定纯水的电导率仪（最小量程为0.02Scm-1）测定。2．酸碱度：要求pH值为67。检验方法如下：①简易法：取2支试管，各加待测水样10ml，其中一支加入2滴甲基红指示剂应不显红色；另一支试管加5滴0.1%溴麝香草酚蓝（溴百里酚蓝）不显蓝色为合要求。②仪器法：用酸度计测量与大气相平衡的纯水的pH值，在67为合格。3．钙镁离子：取50ml待测水样，加入pH=10的氨水-氯化铵缓冲液1ml和少许铬黑T（EBT）指示剂，不显红色（应显纯蓝色）。4．氯离子：取10ml待测水样，用2滴1mol/LHNO3酸化，然后加入2滴10g/LAgNO3溶液，摇匀后不浑浊为合要求。化学分析法中，除络合滴定必须用去离子水外，其它方法均可采用蒸馏水。分析实验用的纯水必须注意保持纯净、避免污染。通常采用以聚乙烯为材料制成的容器盛载实验用纯水。三、常用试剂的等级及试剂的使用和保存分析化学实验中所用试剂的质量，直接影响分析结果的准确性，因此应根据所做试验的具体情况，如分析方法的灵敏度与选择性，分析对象的含量及对分析结果准确度的要求等，合理选择相应级别的试剂，在既能保证实验正常进行的同时，又可避免不必要的浪费。另外试剂应合理保存，避免沾污和变质。1、化学试剂的等级与标志化学试剂有统一规定的质量要求，其规格是以其中所含杂质的多少来划分，包括通用的一、二、三、四级试剂和生化试剂等。化学试剂的等级及标志：级别中文名称英文符号适用范围标签颜色一级优级纯（保证试剂）GR精密分析实验绿色二级分析纯（分析试剂）AR一般分析实验（锅炉水质分析）红色三级化学纯CP一般化学实验（工矿企业日常生产快速分析和教学）蓝色四级实验试剂LR一般化学实验辅助试剂棕色或其它颜色生化试剂生化试剂生物染色剂BR生物化学及医用化学实验咖啡色玫瑰色标准试剂标准试剂是用于衡量其它（欲测）物质化学量的标准物质，习惯称之为基准试剂，其特点是主体含量高，使用可靠。我国规定滴定分析第一基准和滴定分析工作基准的其主体含量分别为1000.02%和1000.05%。在容量分析中可直接用来配制标准溶液而不必进行标定。——主要国产标准试剂的规格与用途：类别主要用途滴定分析第一基准试剂工作基准试剂的定值滴定分析工作基准试剂滴定分析标准溶液的定值滴定分析标准溶液滴定分析法测定物质的含量杂质分析标准溶液仪器及化学分析中作为微量杂质分析的标准一级pH基准试剂pH基准试剂的定值和高精密度pH计的校准pH基准试剂pH计的校准（定位）热值分析试剂热值分析仪的标定气相色谱分析标准试剂气相色谱法进行定性和定量分析的标准临床分析标准溶液临床化验农药分析标准试剂农药分析有机元素分析标准试剂有机物元素分析2使用试剂注意事项（1）打开瓶盖（塞）取出试剂后，应立即将瓶（塞）盖好，以免试剂吸潮、沾污和变质。（2）瓶盖（塞）不许随意放置，以免被其它物质沾污，影响原瓶试剂质量。（3）试剂应直接从原试剂瓶取用，多取试剂不允许倒回原试剂瓶。（4）固体试剂应用洁净干燥的小勺取用。取用强碱性试剂后的小勺应立即洗净，以免腐蚀。（5）用吸管取用液态试剂时，决不许用同一吸管同时吸取二种试剂。（6）盛装试剂的瓶上，应贴有标明试剂名称、规格及出厂日期的标签，没有标签或标签字迹难以辨认的试剂，在未确定其成份前，不能随便用。3试剂的保存试剂放置不当可能引起质量和组分的变化，因此，正确保存试剂非常重要。一般化学试剂应保存在通风良好、干净的房子里，避免水分，灰尘及其它物质的沾污，并根据试剂的性质采取相应的保存方法和措施。（1）容易腐蚀玻璃影响试剂纯度的试剂，应保存在塑料或涂有石蜡的玻璃瓶中。如：氢氟酸、氟化物（氟化钠、氟化钾、氟化铵）、苛性碱（氢氧化钾、氢氧化钠）等。（2）见光易分解，遇空气易被氧化和易挥发的试剂应保存在棕色瓶里，放置在冷暗处。如过氧化氢（双氧水）、硝酸银、高锰酸钾、草酸、铋酸钠等属见光易分解物质；氯化亚锡，硫酸亚铁，亚硫酸钠等属易被空气逐渐氧化的物质；溴、氨水及大多有机溶剂属易挥发的物质。（3）吸水性强的试剂应严格密封保存。如：无水碳酸钠，苛性钠，过氧化物等。（4）易相互作用、易燃、易爆炸的试剂，应分开贮存在阴凉通风的地方。如：酸与氨水、氧化剂与还原剂属易相互作用物质；有机溶剂属易燃试剂；氯酸、过氧化氢、硝基化合物属易爆炸试剂等。（5）剧毒试剂应专门保管，严格取用手续，以免发生中毒事故。如：氰化物（氰化钾、氰化钠）、氢氟酸、二氯化汞、三氧化二砷（砒霜）等属剧毒试剂。四、实验室常用的仪器、仪表及设备锅炉水质分析实验仪表应配置的仪器有分析天平、PH计、分光光度计、电导仪、浊度计、测氧仪、高温炉、烤箱、水浴锅、电炉、电热板、计算器等。五、分析天平分析天平是定量分析实验中使用率最高的基本设备之一，属精密贵重的仪器，通常要求能准确称量至0.0001g，其最大载量一般为100～200g。分析天平有机械天平和电子天平两种，以杠杆原理构成的为机械天平，使用电磁力平衡原理，直接显示质量读数的为电子天平。分析天平的使用规则分析天平的使用应遵守“分析天平的使用规则”,以电子天平为例其使用规则如下:1.称量前检查天平是否水平，框罩内外是是否清洁；2.天平的上门仅在检修时使用，不得随意打开；3.开关天平两边侧门时，动作要轻、缓（不发出碰击声响）；4.称量物的温度必须与天平温度相同，有腐蚀性或者吸湿的物质必须放在密闭容器中称量；5.不得超载称量；6.读数时必须关好侧门；7.如发现天平工作不正常，及时报告,不要自行处理；8.称量完毕，天平复位后，应清洁框罩内外，盖上天平罩，并作使用纪录，长时间不使用时，应切断天平电源。六、称量方法通常在分析测试工作中使用的玻璃或陶瓷器皿，它的表面都会吸附大气中的水分，粉末固体试样或试剂尤其会吸附更多的水分，这种吸附着的水分含量会随大气温度而改变，为了避免水分含量对测量结果的影响，在称取所用器皿或试样的质量时，必须保持它们处于完全干燥状态。为此，在称量一个物体或称取试样时，必须采取相应合适的天平、器皿和注意规范操作。6.1称量瓶和保干器固体试剂或试样一般都装入称量瓶再进行称量，称量瓶具有磨口玻璃盖以保持密封，为保持其干燥，再将称量瓶置于保干器中。保干器内常放入无水氯化钙或变色硅胶或浓硫酸作为干燥剂.保干器是一种具有磨口盖子的容器，其中部有一块带孔瓷板以便放置重量分析用的坩埚。磨口盖的磨口面涂一层凡士林，当盖子盖上时，可以保持隔绝空气。在打开或盖回盖子时，要使盖子向平面滑动而不是向上拨或向下压。在移动干燥器时要用双手扶好盖子以免滑下打破。灼热的物体不要放入干燥器,因为灼热的东西会使干燥器内的空气膨胀,凡士林融化、致使盖子滑下。同时,如果将太热的物体放入干燥器，冷却后，会造成干燥器内形成真空而难以打开。6.2.称量方法使用分析天平进行称量的方法有：直接称量法、指定准确质量称量法（也称为加重称量法）、指定一定质量范围称量法（也称为减重法或递减法）三种。下面分别进行介绍。（1）直接称量法欲知道某一未知质量物体的质量，可将此物体直接放在天平上进行称量，从而获得该物体准确质量的方法，称之为直接称量法。（2）指定准确质量称量法（加重法，见图(a)）在分析实验中，有时要求称取某特定质量的试样或基准物，而这些试剂是吸湿性不大的粉末状物质时，可以采用此称量法称取。基本操作方法是：使用一干燥的器皿（小烧杯、表面皿）或一张称量纸（将其叠成小铲）放在天平盘上并称取其质量，然后用药勺先加入比所需质量略少的试样，按不同型号的天平操作，直至加入的试样质量与所指定的质量数值相等。指定准确质量称量法（加重法）药勺加入试样或基准物的具体操作：将药勺柄端顶在掌心，用拇指和中指拿稳药勺后并将其伸向承接试样的器皿或称量纸小铲的中心部位上方约1～2cm处，将药勺微微倾斜，并用食指轻轻弹动药勺柄使试样慢慢落下，直至天平显示所需的数字。所加入试样的质量即为指定称取的质量。（3）指定一定质量范围称量法（也称为减重法或递减法见图b。基本操作方法:用一纸条套住称量瓶（内盛有所需试样）并将其从干燥器中取出,放在天平盘中直接称取其质量,记为m总。用同样的方法将称量瓶取出并移至试样接受器上方，用纸片夹着瓶盖柄轻轻敲击瓶口外缘使试样缓慢逐少量地落入接受器内。当倾出的试样接近所需称取的质量时，一边轻轻敲击瓶口边缘，一边慢慢将瓶身竖直，使粘在瓶口的试剂落回称量瓶内。盖好称量瓶瓶盖，称取倾出试样后称物瓶的质量。若倾出的量与所需试样质量相差较远，则重复上述操作直至倾出的试样接近所需的量时，准确称出称物瓶的质量记为m1。m总–m1=m式样1。同样的操作，可以连续称取第二、第三、第四份试样。所以，当需称取多份在一定质量范围的试样、而且试样又较易吸湿、易氧化或挥发时，即可采用此称量法—递减法进行称量。b)——指定一定质量范围称量法（减重法或递减法）1．取称物瓶的方法2．将试样从称量瓶转移入接收器的操作水分析化学化学分析仪器分析酸碱滴定配位滴定氧化还原滴定电化学分析光化学分析色谱分析波谱分析重量分析滴定分析电导、电位、电解、库仑极谱、伏安光度、发射、吸收，荧光气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳红外、核磁、质谱沉淀滴定七、水质分析方法简介