第一章水質(zhì)指標(biāo)課件

成分分析鑒定物質(zhì)由哪些元素或離子組成，對(duì)有機(jī)物還需確定其官能團(tuán)及分子結(jié)構(gòu)

測(cè)定物質(zhì)各組分的含量結(jié)構(gòu)分析定性分析定量分析研究物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)定量分析化學(xué)分析法

儀器分析法1．2水分析化學(xué)的分類常量分析0.1g~1g10ml~100ml半微量分析0.01g~0.1g1ml~10ml微量分析0.001g~0.01g0.01ml~1ml按其測(cè)定量分為3.常量分析、半微量分析和微量分析按分析時(shí)組分在試樣中的相對(duì)含分為常量組分分析相對(duì)含量（%）﹥1微量組分分析0.01～1痕量組分分析﹤0.011.3水質(zhì)指標(biāo)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)指水中及其雜質(zhì)共同表現(xiàn)的綜合特性水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)水中存在的具體雜質(zhì)或污染物，提出相應(yīng)的最低數(shù)量或濃度的要求。表示水中雜質(zhì)的種類和數(shù)量，它是判斷水中污染程度的具體衡量尺度。1.3.1水質(zhì)指標(biāo)物理指標(biāo)（1）水溫（2）臭味和臭閾值（3）顏色和色度（4）濁度（5）殘?jiān)?）電導(dǎo)率物理指標(biāo)化學(xué)指標(biāo)微生物指標(biāo)水生物或微生物的繁殖和衰亡有機(jī)物的分解溶解的氣體礦物鹽的水解工業(yè)廢水中的雜質(zhì)飲用水中的余氯過(guò)多水中臭味的主要來(lái)源臭味強(qiáng)度的表示

（a）依靠自己的嗅覺(jué)，在20℃和煮沸后稍冷，聞其臭，用適當(dāng)?shù)脑~描述臭特征，并按六個(gè)等級(jí)報(bào)告臭強(qiáng)度。等級(jí)強(qiáng)度說(shuō)明

0無(wú)無(wú)任何氣味；

1微弱一般飲用者難于察覺(jué)，嗅覺(jué)敏感者可以察覺(jué)；

2弱一般飲用者剛能察覺(jué)；

3明顯已有明顯察覺(jué)，不加處理，不能飲用；

4強(qiáng)有很明顯的臭味；

5很強(qiáng)有強(qiáng)烈的惡臭。（b）臭閾值法

將有臭味的待測(cè)水樣用無(wú)臭水稀釋，直到聞出最低可辨別臭氣的濃度，表示臭閾限，即臭閾值。

A—水樣體積(ml)B—無(wú)臭水體積(ml)（3）顏色和色度（a）水中顯色雜質(zhì)3種狀態(tài)懸浮物顆粒直徑＞100nm膠體1～100nm溶解狀態(tài)＜1nm（b）表色包括懸浮物在內(nèi)的3種狀態(tài)所構(gòu)成的水色為“表色”。（c）真色除去懸浮物雜質(zhì)后的水，由膠體或溶解雜質(zhì)所造的顏色稱為“真色”。原始水樣的顏色（未經(jīng)靜置沉淀或離心），用文字述。檢測(cè)用鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法和鉻鈷比色法。測(cè)定色度的測(cè)定方法：標(biāo)準(zhǔn)比色法（目視比色法）用具塞比色管配制標(biāo)準(zhǔn)色階（Pt—Co色階，K2PtCl6+CoCl2，穩(wěn)定性高，1mgPt/L和0.5mgCo/L定義為1度）b.未知水樣置于同規(guī)格比色管中（如混濁先靜置澄清），俯視與標(biāo)準(zhǔn)色階對(duì)比

（4）濁度表示水中含有懸浮物或膠體狀態(tài)的雜質(zhì)，引起水的渾濁程度，并以濁度作單位，是天然水和飲用的一項(xiàng)重要水質(zhì)指標(biāo)。（a）濁度產(chǎn)生的原因泥沙、粘土有機(jī)物質(zhì)微生物浮游生物無(wú)機(jī)物等懸浮物質(zhì)是水可能受到污染的重要標(biāo)志之一自來(lái)水廠處理設(shè)備和設(shè)計(jì)的重要參數(shù)是水廠運(yùn)行和投藥量的重要控制標(biāo)準(zhǔn)（d）濁度的測(cè)定方法目視比濁法分光光度法（b）測(cè)定濁度的重要性（c）濁度的標(biāo)準(zhǔn)濁度的測(cè)定方法a.目視比濁法：用具塞比色管配制標(biāo)準(zhǔn)濁度階，1mg漂白土/L定義為1度，水樣俯視對(duì)比b.分光光度法：680nm分光光度計(jì)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)濁度單位（1.25mg硫酸肼/L和12.5mg六次甲基四胺/L形成甲聚合物為1度，測(cè)定結(jié)果單位FTU），福爾馬肼濁度c.散射法，濁度儀（也以甲聚合物為標(biāo)準(zhǔn)濁度單位，測(cè)定結(jié)果單位NTU）（5）殘?jiān)鼩堅(jiān)姆诸惪倸堅(jiān)偣腆w）總不濾殘?jiān)☉腋∥铮┛偪蔀V殘?jiān)ㄈ芙庑钥偣腆w）總殘?jiān)娇偛粸V殘?jiān)偪蔀V殘?jiān)扇芙庥谒臒o(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物組成。由不溶于水的泥沙、有機(jī)物、水生物等物質(zhì)組成。推斷給水水源是否適于城鎮(zhèn)和工業(yè)方面的需要?dú)堅(jiān)臏y(cè)定方法重量法總殘?jiān)臏y(cè)定用途（6）電導(dǎo)率電導(dǎo)率表示水溶液傳導(dǎo)電流的能力可間接表示水中可濾殘?jiān)南喈?dāng)含量檢驗(yàn)蒸餾水、去離子水或高純水的純度監(jiān)測(cè)水質(zhì)受污染情況鍋爐水和純水制備中的自動(dòng)控制等儀器電導(dǎo)儀用途2.化學(xué)指標(biāo)陽(yáng)離子Ca2+、Mg2+、Na+、K+陰離子HCO3ˉ

、SO42-、Clˉ、SiO

32-量少，但起重要作用的4種離子：

H+、OHˉ、CO32-、NO3ˉ天然水、清潔水中最主要的離子pH值、酸度、堿度、硬度、高錳酸鹽指數(shù)、UVA、TOC、COD、BOD、DO、TOD細(xì)菌總數(shù)大腸菌群游離性余氯化學(xué)指標(biāo)3.微生物指標(biāo)問(wèn)：堿度和硬度有和關(guān)系？有機(jī)污染物綜合指標(biāo)(宏觀地描述水中有機(jī)污染物，是總量指標(biāo)，不針對(duì)哪類有機(jī)物)a.高錳酸鹽指數(shù)(Pi)：用KMnO4作氧化劑氧化水中有機(jī)物所消耗的量，用mgO2/L表示b.化學(xué)需氧量(COD)：在一定條件下水中能被得重鉻酸鉀氧化的水中有機(jī)物的量，用mgO2/L表示c.生物化學(xué)需氧量（BOD）：在一定時(shí)間溫度下，微生物分解水中有機(jī)物發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)中所消耗的溶解氧量，單位mgO2/Ld.總有機(jī)碳（TOC）：水體有機(jī)物總的碳含量，用總有機(jī)碳分析儀高溫燃燒水樣測(cè)定，單位mgC/Le.總需氧量（TOD）：水中有機(jī)物和還原性無(wú)機(jī)物在高溫下燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)的需氧量，單位mgO2/L電廠用水中全硅、膠體硅和活性硅的含義硅是水中最復(fù)雜的有機(jī)物之一，其存在形態(tài)很多，包括活性硅和膠體硅?；钚怨枋撬幸噪x子態(tài)或單分子態(tài)存在的硅酸化合物，在硅的測(cè)定中，這部分硅與鉬酸銨反應(yīng)而顯色，故稱溶解硅。膠體硅不能與鉬酸銨反應(yīng)（慢），稱非活性硅，若向水中加入氫氟酸溶液，膠體硅可轉(zhuǎn)化為活性硅，能與鉬酸銨反應(yīng)而顯色。在水質(zhì)分析中測(cè)全硅時(shí)，就用此法。全硅是指水中各種形態(tài)的硅化合物，全硅與活性硅差為膠體硅。非活性硅在高溫、高壓、高pH的水汽中，聚合形態(tài)的膠體硅酸將完全轉(zhuǎn)化為可溶性的硅酸化合物。1．生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)2．工業(yè)用水水質(zhì)要求3．農(nóng)業(yè)用水與漁業(yè)用水水質(zhì)要求4．污染控制標(biāo)準(zhǔn)5．其它標(biāo)準(zhǔn)如地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（五類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)）

除余氯為下界，其他指標(biāo)均為上界限值，不可超越二、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1．取水樣根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康倪x取取樣點(diǎn)，取樣量，容器和取樣方法取樣點(diǎn)：河流水系沿上下游和深度布設(shè)，處理設(shè)施在進(jìn)出水口取樣量：保證分析用量3倍以上，至少做2次平行樣容器：玻璃或塑料瓶，容器清潔（化學(xué)指標(biāo)）或無(wú)菌（微生物指標(biāo)）取樣方法2．保存（教材P23表1-8）意義：采用一些措施終止或減緩各種反應(yīng)速度①冷藏②控制pH值，加酸調(diào)pH<2，個(gè)別指標(biāo)加NaOH③加保存試劑3．預(yù)處理——水樣的分離技術(shù)①過(guò)濾②蒸餾③萃取L-L液萃?。悍蛛x水中的有機(jī)物④濃縮富集（5）干法分解和濕法分解三、水質(zhì)分析程序1.4滴定分析基礎(chǔ)名詞滴定分析滴定劑標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定化學(xué)計(jì)量點(diǎn)滴定終點(diǎn)終點(diǎn)誤差終點(diǎn)誤差：滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一致而產(chǎn)生的誤差滴定終點(diǎn)：指示劑剛好變色的那一點(diǎn)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：反應(yīng)剛好完全的那一點(diǎn)1.4.1滴定分析概述用HCl

滴定NaOH甲基橙為指示劑（變色范圍pH3.1~4.4）化學(xué)計(jì)量點(diǎn)pH=7

HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液NaOH溶液甲基橙滴定前滴定終點(diǎn)過(guò)量紅

——橙

——黃pH＜3.1

3.1-4.4

＞4.41、反應(yīng)定量地完成2、反應(yīng)速度要快3、能用比較簡(jiǎn)便的方法確定滴定的終點(diǎn)直接滴定法（用標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定被測(cè)物質(zhì)）返滴定法（回滴定法）置換滴定法間接滴定法1.4.2滴定分析法對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求1.4.3滴定方式1.4.5、標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度的表示方法1.物質(zhì)的量濃度——單位體積中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量B物質(zhì)：量濃度C的單位為mol／Ln的單位為molV的單位為L(zhǎng)物質(zhì)的量m為B物質(zhì)的質(zhì)量M為B物質(zhì)的摩爾質(zhì)量nB

為B物質(zhì)的量注意物質(zhì)的量濃度C物質(zhì)的量n物質(zhì)的摩爾質(zhì)量與基本單元有關(guān)可以是原子、離子、分子、電子及其它粒子，或是這些粒子的某種特定組合。

例如MHCl

＝36、47g／molMNaOH

＝40、08g／molMH2SO4＝98、08g／molM?

H2SO4＝49、04g／molMKMnO4＝158、03g／molM1／5

KMnO4＝31、61g／mol例如，硫酸的基本單元可以是H2SO4，也可以是?H2SO4，則98克硫酸nH2SO4＝1moln?H2SO4＝2mol基本單元

2.

滴定度是指每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于待測(cè)組分的質(zhì)量，用T待測(cè)物／滴定劑表示。例如若TClˉ／AgNO3＝0.005000g／ml表示1mlAgNO3溶液相當(dāng)于0.005000gClˉ離子用來(lái)測(cè)定Clˉ含量的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液，其濃度可用TClˉ／AgNO3表示。T待測(cè)物／滴定劑

=m待測(cè)/v標(biāo)準(zhǔn)六、滴定分析的計(jì)算1.被測(cè)物的物質(zhì)的量nA與滴定劑的物質(zhì)的量nB的關(guān)系若被測(cè)物A與滴定劑B之間的反應(yīng)為：aA

＋bB

＝cC

＋dDnA:nB

=a:b當(dāng)?shù)味ǖ竭_(dá)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí),amolA恰好與bmolB作用完全，即：B——滴定劑A——被測(cè)組分

2.滴定分析計(jì)算原理3個(gè)基本公式（1）被測(cè)物為固體時(shí)與滴定劑的關(guān)系（2）被測(cè)物為液體時(shí)與滴定劑的關(guān)系（3）滴定度與量濃度的換算（4）被測(cè)物的百分含量（5）被測(cè)物以mg／L表示G—試樣

1.5誤差與數(shù)據(jù)處理

測(cè)定某物質(zhì)的含量分別為：20.65%、20.64%、20.66%、20.63%，為什么各測(cè)定結(jié)果不能重合？問(wèn)題1.5.1準(zhǔn)確度與精密度1.準(zhǔn)確度與誤差測(cè)定值x

與真實(shí)值μ

相互的接近程度，兩者差值越小，則分析結(jié)果的準(zhǔn)確度越高，準(zhǔn)確度的高低用誤差來(lái)衡量。

為什么要用相對(duì)誤差表示測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度？

準(zhǔn)確度

例如，用分析天平稱量?jī)晌矬w的質(zhì)量分別為：

物體真實(shí)值測(cè)定值絕對(duì)誤差相對(duì)誤差

A1.6380g1.6381g0.0001g0.006%

B0.1637g0.1638g0.0001g0.06%結(jié)論絕對(duì)誤差相同，相對(duì)誤差不一定相同；稱量時(shí)，m質(zhì)量越大，相對(duì)誤差越??；用相對(duì)誤差表示測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度更為確切。2.精密度與偏差精密度多次平行測(cè)定結(jié)果相互接近的程度精密度的高低用偏差來(lái)衡量偏差小表示測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性好，即各測(cè)定值之間比較接近

多次平行測(cè)定：相同條件下進(jìn)行多次測(cè)定3.準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系準(zhǔn)確度表示測(cè)定結(jié)果與真實(shí)值的符合程度精密度表示測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性精密度準(zhǔn)確度好好好差差差差

？結(jié)論精密度是保證準(zhǔn)確度的先決條件精密度差結(jié)果不可靠高的精密度不能保證高的準(zhǔn)確度只有在消除系統(tǒng)誤差后，精密度高，準(zhǔn)確度才高。區(qū)別聯(lián)系1.5.2誤差產(chǎn)生的原因及減免的方法1.系統(tǒng)誤差是分析測(cè)試過(guò)程中某些經(jīng)常的、比較固定的原因所造成的。它決定測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。測(cè)定結(jié)果系統(tǒng)偏高或系統(tǒng)偏低。即同一實(shí)驗(yàn)中其結(jié)果恒定，或總是大于或總是小于μ，重復(fù)測(cè)定時(shí)重復(fù)出現(xiàn)。系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)儀器誤差——儀器本身不夠精確、磨損引起精度下降、不是最佳狀態(tài)等（分析天平砝碼被腐蝕）；方法誤差——方法不夠完善（指示劑選擇不當(dāng)）；試劑誤差——試劑不純和去離子水含有雜質(zhì)（試劑含有被測(cè)離子）；主觀誤差——操作人員主觀原因造成的（甲基橙的終點(diǎn)的判斷的主觀性）。系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因2.隨機(jī)誤差（偶然誤差）是測(cè)量過(guò)程中一些隨機(jī)因素造成的它決定測(cè)定結(jié)果的精密度。溫度、氣壓、濕度；滴定管的讀數(shù)，小數(shù)點(diǎn)后第二位估讀不準(zhǔn)；分析天平的讀數(shù)，小數(shù)點(diǎn)后第四位微小波動(dòng)；有時(shí)大，有時(shí)?。挥袝r(shí)正，有時(shí)負(fù)；隨著測(cè)定次數(shù)的增加，正負(fù)誤差相互抵消，誤差平均值趨向于零。特點(diǎn)由于工作上的粗枝大葉、不遵守操作規(guī)程等造成的。指工作中的差錯(cuò)。試樣丟損加錯(cuò)試劑看錯(cuò)砝碼記錄及計(jì)算錯(cuò)誤3.過(guò)失誤差4.誤差的減免（1）系統(tǒng)誤差的消除對(duì)照試驗(yàn)：用標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較，找出校正數(shù)據(jù)消除之。儀器誤差：校正儀器。試劑誤差：進(jìn)行空白試驗(yàn)，找出空白值進(jìn)行校正。不加試樣，按試樣測(cè)定的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。主觀誤差：多實(shí)踐。（2）隨機(jī)誤差的減少增加平行測(cè)定的次數(shù)，可減少隨機(jī)誤差。（3）選擇適宜的分析方法（4）減少測(cè)量誤差質(zhì)量法與滴定法準(zhǔn)確度高，但靈敏性低，適用于常量組分的測(cè)定，相對(duì)誤差不超過(guò)千分之幾；儀器分析法靈敏度高，準(zhǔn)確度較低，適合于微量組分的測(cè)定，盡管相對(duì)誤差較大，但絕對(duì)誤差不大，符合準(zhǔn)確度的要求。例如滴定分析，要求分析結(jié)果的相對(duì)誤差約為0.1%，稱量時(shí)，萬(wàn)分之一的天平稱量誤差為0.0001g,兩次最大為0.00002g，則每次稱取質(zhì)量最少為0.2g1.6.3置信度與平均值的置信區(qū)間

t為置信系數(shù)，隨置信度和測(cè)定次數(shù)而不同，由t分布表查出。在一定的置信度下，以平均值x為中心，包括真值在內(nèi)的可能范圍稱為平均值的置信區(qū)間，用u表示。有限次測(cè)定在一定的置信度下，以樣本的平均值和