水化学实验

赵振华

目录

  • 1 实验安全教育
    • 1.1 大连理工大学的实验导课
    • 1.2 实验安全教育
    • 1.3 关于虚拟化学实验室使用
  • 2 实验技能基本操作训练
    • 2.1 玻璃仪器的洗涤与干燥
    • 2.2 玻璃器皿的使用
      • 2.2.1 移液管的使用
      • 2.2.2 滴定管的使用
      • 2.2.3 容量瓶的使用
      • 2.2.4 量筒的使用
      • 2.2.5 酒精灯使用
    • 2.3 仪器的使用
      • 2.3.1 酸度计的使用
      • 2.3.2 分光光度计的使用
      • 2.3.3 气相色谱的使用
      • 2.3.4 液相色谱的使用
      • 2.3.5 高速离心机的使用
      • 2.3.6 离心机使用
      • 2.3.7 移液枪的使用
      • 2.3.8 比色皿的使用
      • 2.3.9 鼓风干燥箱使用
      • 2.3.10 通风橱使用
      • 2.3.11 磁力加热搅拌器使用
      • 2.3.12 气流烘干器使用
      • 2.3.13 电子分析天平的使用
      • 2.3.14 全自动灭菌器
    • 2.4 仪器操作训练
      • 2.4.1 酸碱滴定练习
      • 2.4.2 分析天平秤量练习
      • 2.4.3 试管加入固体和液体操作
      • 2.4.4 试管加热溶液操作
  • 3 水样的采集及预处理
    • 3.1 采样点布设
    • 3.2 水样的保存
    • 3.3 水样的富集与分离
    • 3.4 水样的消解
  • 4 水中钙镁离子的测定
    • 4.1 实验要求
    • 4.2 实验指导书
    • 4.3 思考题
    • 4.4 授课实验视频
    • 4.5 PPT
    • 4.6 参考实验数据
  • 5 水的酸度及碱度测定
    • 5.1 实验要求
    • 5.2 实验指导书
    • 5.3 思考题
    • 5.4 授课实验视频
    • 5.5 PPT
    • 5.6 参考实验数据
  • 6 水中溶解氧的测定
    • 6.1 实验要求
    • 6.2 实验指导书
    • 6.3 思考题
    • 6.4 授课实验视频
    • 6.5 PPT
    • 6.6 参考实验数据
  • 7 水中高锰酸盐指数的测定
    • 7.1 实验要求
    • 7.2 实验指导书
    • 7.3 思考题
    • 7.4 授课实验视频
    • 7.5 PPT
    • 7.6 参考实验数据
  • 8 水中富营养化总氮的测定
    • 8.1 实验要求
    • 8.2 实验指导书
    • 8.3 思考题
    • 8.4 授课实验视频
    • 8.5 PPT
    • 8.6 参考实验数据
  • 9 其他您可能感兴趣的实验
    • 9.1 水中生化需氧量BOD测定
    • 9.2 水中氨氮的测定
    • 9.3 水中化学需氧量的测定
    • 9.4 水中硫化物的测定
    • 9.5 废水中甲醛的测定
实验指导书

指导书编制人:纪靓靓老师



溶解在水中的分子态氧成为溶解氧。天然水的溶解氧含量取决于水体与大气中氧的平衡。溶解氧的饱和含量和空气中氧的分压、大气压力、水温有密切关系。清洁地面水溶解氧一般接近饱和。由于藻类的生长,溶解氧可能过饱和。水体受有机、无机还原性物质的污染,使溶解氧降低。当大气中的氧来不及补充时,水中溶解氧逐渐降低,以至趋近于零,此时厌氧菌繁殖,水质恶化。废水中溶解氧的含量取决于废水排出前的工艺过程,一般含量较低,差异很大。

测定水中溶解氧常采用碘量法及其修正法和膜电极法。清洁水可直接采用碘量法测定,水样有色或含有氧化性及还原性物质、藻类、悬浮物等干扰测定。氧化性物质可使碘化物游离出碘,产生正干扰;某些还原性物质可把碘还原成碘化物,产生负干扰;有机物(如腐殖酸、丹宁酸、木质素等)可能被部分氧化,产生负干扰。所以大部分受污染的水和工业废水,需采用修正的碘量法或膜电极法测定。

水样中亚硝酸盐氮含量高于0.05 mg/L、二价铁低于1 mg/L时,采用叠氮化钠修正。此法适用于多数污水及生化处理出水;水样中二价铁高于1 mg/L,采用高锰酸钾修正;水样有色或有悬浮物,采用明矾絮凝修正法;含有活性污泥悬浊物的水样,采用硫酸铜-氨基磺酸絮凝修正法。膜电极法是根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中溶解氧。方法简便、快速,干扰少,可用于现场测定。

用碘量法测定水中溶解氧,水样常采集到溶解氧瓶中。采集水样时,要注意不使曝气或有气泡残存在采样瓶中。可用水样冲洗溶解氧瓶后,沿瓶壁直接倾注水样或用虹吸法将细管插入溶解氧瓶底部,注入水样至溢流出瓶容积的1/3~1/2左右。水样采集后,为防止溶解氧的变化,应立即加固定剂于样品中,并存于冷暗处,记录水温和大气压力。

一、实验目的

1. 学会水中溶解氧的固定方法;

2. 掌握用碘量法测定水中溶解氧的原理和方法。

二、实验原理

在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾溶液,水中溶解氧能迅速将二价锰氧化成四价锰的氢氧化物沉淀。加酸溶解沉淀后,碘离子被氧化析出与溶解氧相当的游离碘。以淀粉为指示剂,标准硫代硫酸钠溶液滴定,计算溶解氧含量。主要反应式如下:

 MnSO4+2NaOH=Mn(OH)2   +Na2SO4

2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2 

MnO(OH)2+2H2SO4+2KI=MnSO4+K2SO4+I2+3H2O

2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI

三、实验试剂

1. 浓硫酸(分析纯)。

2. 饱和硫酸锰溶液:称取480 gMnSO4·4H2O400 g MnSO4·2H2O350 gMnCl2·2H2O,溶于蒸馏水中,稀释至1L

3. 碱性碘化钾溶液:称取500 g分析纯NaOH溶于400 mL蒸馏水中,称取150 g分析纯KI溶于约200 mL蒸馏水中,将上述两溶液合并加水稀释至1L,静置24 h,倒出上层清液备用[备注]

4. 0.5%淀粉溶液:取可溶性淀粉0.5 g溶于少量蒸馏水中,用玻璃棒调成糊状,加入100 mL蒸馏水,煮沸至透明,冷却后加入0.25 g水杨酸以防止腐败。如果此溶液与碘生成紫红色,表示淀粉有部分变质,应重新配制。

5. 碘化钾:分析纯。

6. K2CrO7:分析纯。

四、实验内容

1. 0.02500 mol/L K2CrO7标准溶液的配制(1/6 K2CrO7=0.02500 mol/L

K2CrO7固体放入180℃烘箱内干燥至恒重。取出,置于干燥器内冷却。准确称取0.3064 g K2CrO7溶于蒸馏水中,转移到250 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。

2. 0.01 mol/L Na2S2O3溶液的配制

1.21.3g 分析纯Na2S2O3·5H2O溶于已煮沸放冷的蒸馏水中,稀释至500 mL。加入0.2 g Na2CO3,贮存于棕色瓶内以防分解。

3. 0.01 mol/L Na2S2O3溶液标定

250 mL三角瓶内加入1 g碘化钾及50 mL蒸馏水,再加入10.00mL0.02500mol/L K2CrO7标准溶液,加入5 mL1+5H2SO4,摇匀。于暗处静置5 min后,用0.01 mol/LNa2S2O3溶液滴定至溶液变成黄色时,加入1 mL淀粉指示剂,继续滴加到蓝色刚好褪去为止,记下用量。重复滴定一次。

4. 采样

1)取样时绝对不能使采取的水样与空气接触,取样时需用一根橡皮管或玻璃管,一端与水管相接,另一端通入碘量瓶底部,将水注满,并继续从瓶口溢流几分钟,然后迅速盖上玻璃塞。瓶口不能留有空气泡,否则另行取样。

2)取水样后用移液管加入1 mL饱和硫酸锰溶液和2 mL碱性碘化钾溶液。必须注意将移液管尖端插入水面以下,不可使移液管中的空气注入瓶中。由于试剂重,沉入水底,此时从瓶口能排出少量水。

3)立即将瓶塞盖好,此时应注意瓶中绝不可留有气泡(若有气泡则实验作废),然后将瓶子上下转动15次以上,使试剂与水样充分混合。

4)静置溶液,直到生成的沉淀[Mn(OH)2MnO(OH)2]降到玻璃瓶一半时,再次转动,使混合均匀[备注]

5. 分析

1)将瓶再次静置,使沉淀又降至瓶的深度三分之一时,用移液管注入5 mL浓硫酸[备注]。将瓶塞盖好,如前法混合均匀,此时沉淀溶解,并有游离I2析出,使溶液呈深黄色。

2)用移液管吸取沉淀已完全溶解的水样100.00 mL,放入三角瓶中,用Na2S2O3标准溶液滴定,当溶液呈淡黄色时再加入1 mL淀粉[备注],继续滴定直到溶液由蓝色刚变为无色,即为终点,记录用量。

6. 实验原始记录

1 实验原始记录

                                                     


 

锥形瓶编号

 
 

1

 
 

2

 
 

Na2S2O3的标定

 
 

滴定管终读数/ mL

 


 

滴定管始读数/ mL

 


 

Na2S2O3溶液用量/ mL

 


 

水样测定

 
 

取样体积/ mL

 


 

滴定管终读数/ mL

 


 

滴定管始读数/ mL

 


 

Na2S2O3溶液用量/ mL

 


 

五、数据处理

1. Na2S2O3标准溶液浓度的计算

式中     C——Na2S2O3标准溶液浓度,mol/L

0.02500——K2CrO7标准溶液浓度,mol/L

  10.00——K2CrO7标准溶液的体积,mL

 ——滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积,mL

2. 溶解氧计算

式中     C——Na2S2O3标准溶液浓度,mol/L

V——滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积,mL

V——水样体积,mL

  8——氧的摩尔质量(1/2 Og/mol

3. 实验结果

2 实验结果

                                 

 

锥形瓶编号

 
 

1

 
 

2

 
 

Na2S2O3的浓度/(mol/L)

 


 

Na2S2O3平均浓度/(mol/L)

 

 

相对标准偏差/%

 

 

溶解氧/mg/L

 


 

溶解氧平均值/mg/L

 

 

相对标准偏差/%