養(yǎng)殖水環(huán)境化學實驗

養(yǎng)殖水環(huán)境化學實驗18學時30-109一、課程簡介《養(yǎng)殖水環(huán)境化學》的實驗環(huán)節(jié)；對養(yǎng)殖水化學實驗的有關(guān)基礎(chǔ)知識和基本技能進行學習和訓練；從事水產(chǎn)養(yǎng)殖科學研究、養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控與管理等工作提供必要的養(yǎng)殖水化學實驗方法和技術(shù)。一、課程簡介實驗?zāi)夸泴嶒炓粔A度實驗二硬度實驗三溶解氧（DO）實驗四化學需氧量（COD）實驗五亞硝酸鹽實驗六活性磷酸鹽實驗七水環(huán)境綜合分析二、課程要求掌握水質(zhì)化學指標測定的兩大基本方法：容量分析法與儀器分析法（原理、適用對象、優(yōu)缺點等）養(yǎng)成科學與嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度和作風實驗準備：分組參與實驗預(yù)習：每項指標測定的原理、試驗儀器與試劑、試驗步驟（準備實驗的同學對本實驗所需藥品及如何配制及注意事項向大家簡要說明）實驗操作：獨立、嚴格和規(guī)范完成各項操作（協(xié)作）結(jié)果分析：格式標準（原始數(shù)據(jù)、計算過程、結(jié)果與討論）實驗報告格式實驗名稱一、實驗?zāi)康亩?、實驗原理三、實驗儀器及試劑四、實驗步驟五、實驗結(jié)果六、討論（異?，F(xiàn)象分析、方法適用范圍、注意事項）七、思考題溶解氧的測定

（碘量法）實驗一溶解氧的測定方法碘量法（氧化還原滴定法）電化學分析法（隔膜電極法、氧電極法）分光光度法（甲醛肟分光光度法）實驗原理固定：水樣中加入過量Mn2+和堿性KI溶液

Mn2++2OH-=Mn(OH)2(白色)2Mn(OH)2+O2

=2MnO(OH)2（棕色）酸化：加入酸高價錳化合物在酸性介質(zhì)中，被

MnO(OH)2

+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O滴定：

I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6干擾氧化性干擾物還原性干擾物實驗步驟1.Na2S2O3溶液的標定20.00mLKIO3標準溶液→碘量瓶中0.5gKI1mol/L硫酸5mL密封，搖勻，加少許水封口暗處反應(yīng)5min打開瓶塞，加入50mL純水用Na2S2O3標準溶液滴定至淡黃色（不要劇烈搖動）+1mL淀粉溶液繼續(xù)滴定至藍色剛好褪去（IO3

-+5I-+6H+→3I2+3H2O；3I2+6S2O32-→6I-+S4O62-）硫代硫酸鈉的濃度：2.水樣的測定水樣采集：采水器采集上水樣→把采水器的膠管插入水樣瓶底部，潤洗2~3次→將膠管再插入瓶底，令水樣緩慢注入瓶內(nèi)，并溢出約2～3瓶體積的水→在不停止注水的情況下，提出導(dǎo)管，蓋好瓶塞（瓶中不得有氣泡）固定：立即+MnSO4、堿性KI溶液各0.5mL（加試劑時刻度吸管尖端應(yīng)插入水面下2～3mm，讓試劑自行流出，沉降到瓶底）→立即蓋好瓶塞反復(fù)倒轉(zhuǎn)20次左右，使溶氧被完全固定。靜置，待沉淀降到瓶的中部后可以進行酸化。（固定操作要迅速，水樣瓶中不得有氣泡）酸化：打開瓶塞，加入（1+1）H2SO41.0mL,蓋上瓶塞，反復(fù)倒轉(zhuǎn)搖勻，使沉淀完全溶解（酸化后需盡快滴定）滴定：將酸化后的水樣搖勻，用移液管吸取50.00mL水樣于錐形瓶中（V樣），立即用Na2S2O3標準溶液滴定。當?shù)味ㄖ恋S色時加入淀粉指示劑約1mL，用Na2S2O3繼續(xù)滴定至藍色剛剛褪去并在20秒內(nèi)不返回，記錄滴定消耗體積。要求兩次滴定的偏差不超過0.05mL。思考題固定后的水樣中有氣泡存在對測定結(jié)果產(chǎn)生什么影響？如用濃硫酸代替硫酸（1+1）進行酸化該怎樣處理？滴定速度很慢，時間太長對測定結(jié)果有無影響？硫代硫酸鈉使用前為何需要標定？化學需氧量的測定

（堿性高錳酸鉀法）實驗二實驗原理堿性條件下，向水樣加入高錳酸鉀以氧化水中有機物。將有機物以“C”來代表，則反應(yīng)式如下：4MnO4-+3“C”+2H2O=4MnO2↓+3CO2↑+4OH-加硫酸于溶液使呈酸性，加入碘化鉀與剩余高錳酸鉀和生成的二氧化錳發(fā)生反應(yīng)：2MnO4-+16H++10I-=2Mn2++8H2O+5I2MnO2+2I-+4H+=Mn2++2H2O+I2最后用硫代硫酸鈉標準溶液滴定生成的碘：2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6實驗步驟1.Na2S2O3溶液的標定20.00mLKIO3標準溶液→碘量瓶中+KI0.5g+（1+3）硫酸1mL密封，搖勻，加少許水封口暗處反應(yīng)5min打開瓶塞，加入50mL純水不斷振蕩條件下，用Na2S2O3標準溶液滴定至淡黃色+1mL淀粉溶液繼續(xù)滴定至藍色剛好褪去2.水樣的測定準確量取100.0mL搖勻的水樣（或適量水樣加純水稀釋至100mL）→250mL錐形瓶中加入250g/L氫氧化鈉溶液1mL，搖勻，用移液管準確加入10.00mL濃度為0.01mol/L的高錳酸鉀標準溶液，搖勻（測平行雙樣）立即將錐形瓶置于覆蓋有石棉網(wǎng)的電爐（或電熱板）上加熱至沸，準確煮沸10min（從冒出第一個氣泡時開始計時，可加入幾粒玻璃珠以防爆沸）取下錐形瓶，迅速冷卻至室溫，用量筒或吸量管迅速加入(1+3)硫酸5mL和固體碘化鉀0.5g，搖勻，在暗處放置5min，待反應(yīng)完畢，立即在不斷振搖下，用硫代硫酸鈉溶液滴定至淡黃色，再加入1mL淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍色剛消失，記錄消耗的硫代硫酸鈉的體積V1。兩平行雙樣滴定讀數(shù)相差不超過0.10mL。另取100mL超純水代替水樣，按水樣的測定步驟，分析滴定空白值，記錄消耗的硫代硫酸鈉的體積V2。思考題為何水樣準確煮沸10min后取下需迅速冷卻？與用水迅速冷卻相比，若令其自然冷卻，對測定結(jié)果有何影響？COD過高，對養(yǎng)殖水體有何危害?水中亞硝酸鹽

（NO2-）的測定

（重氮-偶氮分光光度法）/

（鹽酸萘乙二胺分光光度法）實驗三實驗原理酸性介質(zhì)中，亞硝酸鹽與磺胺進行重氮化反應(yīng)其產(chǎn)物再與鹽酸萘乙二胺偶合生成紅色偶氮染料在543nm波長處測定吸光度本方法最低檢出濃度(以N計)為0.02μmol/L，測定上限為10μmol/L適用于各種水體中亞硝態(tài)氮的測定實驗步驟水樣預(yù)處理（水樣經(jīng)過0.45μm的濾膜抽濾）標準曲線的繪制水樣的測定制作標準曲線取6支25mL具塞比色管，分別加入下表所示體積的亞硝酸鹽氮標準使用溶液，定容至25mL，混勻每支比色管中分別加入0.5mL磺胺溶液，混勻分別加入0.5mL鹽酸萘乙二胺溶液，混勻，放置顯色15min在波長543nm波長處，用1cm比色皿，以純水作參比，測定吸光度以上述系列標準溶液測得的吸光度Ai扣除試劑空白（1號管）的吸光度，得到校正吸光度Ai’，以校正吸光度Ai’為縱坐標，繪制吸光度對亞硝酸氮質(zhì)量濃度的標準曲線管號123456ρ/（mg/L）00.00500.01000.02000.04000.0600VS/mL00.1250.2500.5001.0001.500Ai水樣測定取25mL水樣到具塞比色管每支比色管中分別加入0.5mL磺胺溶液，混勻分別加入0.5mL鹽酸萘乙二胺溶液，混勻，放置顯色15min在波長543nm波長處，用1cm比色皿，以純水作參比，測定吸光度A水樣以上述水樣測得的吸光度A水樣扣除試劑空白（1號管）的吸光度，得到校正吸光度A’水樣結(jié)果與計算繪制標準曲線、求算回歸方程：采用相應(yīng)軟件（如Excel）處理標準曲線數(shù)據(jù)并繪圖，橫坐標為亞硝酸氮濃度（mg/L），縱坐標為系列標準溶液的校正吸光度Ai’，所得標準曲線應(yīng)為通過原點的直線，同時可求得直線回歸方程：計算含量：水樣中亞硝酸氮含量可按下式計算：或在標準曲線圖中查出亞硝酸氮含量。思考題天然水體中無機氮對水生生物有何影響？測定氨氮和硝酸鹽的常用方法有哪些？活性磷酸鹽的測定

（磷鉬藍法）實驗四實驗原理活性磷+鉬酸銨→磷鉬黃雜多酸（酸性介質(zhì)中）磷鉬黃→磷鉬藍（適當?shù)倪€原劑）882nm波長處測定吸光度本方法最低檢出濃度(以P計)為0.02μmol/L，測定上限為65μmol/L適用于各種水體中活性磷酸鹽的測定實驗步驟水樣預(yù)處理（水樣經(jīng)過0.45μm的濾膜抽濾）標準曲線的繪制水樣的測定實驗步驟制作標準曲線取6支25mL具塞比色管，分別加入下表所示體積的磷酸鹽標準使用溶液，定容至25mL，混勻分別加入0.5mL鉬酸銨-酒石酸銻鉀混合溶液，混勻分別加入0.5mL抗壞血酸溶液，混勻，放置顯色5min在波長882nm波長處，用1cm比色皿，以純水作參比，測定吸光度以上述系列標準溶液測得的吸光度Ai扣除試劑空白（1號管）的吸光度，得到校正吸光度Ai’，以校正吸光度Ai’為縱坐標，繪制吸光度對亞硝酸氮質(zhì)量濃度的標準曲線管號123456ρ/（mg/L）00.0300.0600.1200.1800.240VS/mL00.250.501.001.502.00Ai水樣測定取25mL水樣到具塞比色管每支比色管中分別加入0.5mL鉬酸銨-酒石酸銻鉀混合溶液，混勻分別加入0.5mL抗壞血酸溶液，混勻，放置顯色15min在波長882nm波長處，用1cm比色皿，以純水作參比，測定吸光度A水樣以上述水樣測得的吸光度A水樣扣除試劑空白（1號管）的吸光度，得到校正吸光度A’水樣結(jié)果與計算繪制標準曲線、求算回歸方程：采用相應(yīng)軟件（如Excel）處理標準曲線數(shù)據(jù)并繪圖，橫坐標為磷酸鹽濃度（mg/L），縱坐標為系列標準溶液的校正吸光度Ai’，所得標準曲線應(yīng)為通過原點的直線，同時可求得直線回歸方程：計算含量：水樣中亞硝酸氮含量可按下式計算：或在標準曲線圖中查出亞硝酸氮含量。思考題分析活性磷酸鹽測定的影響因素有哪些？堿度的測定

（酸滴定法）實驗五實驗原理水樣用酸標準溶液滴定至規(guī)定的pH值，其終點可由加入的酸堿指示劑在該pH值時顏色的變化來判斷。當?shù)味ㄖ练犹甘緞┯杉t色變?yōu)闊o色時，溶液的pH值為8.3，表明水中氫氧根離子已被中和，碳酸根離子均被轉(zhuǎn)為碳酸氫根離子：OH-+H+

→H2OCO32-+H+→HCO3-

當?shù)味ㄖ良谆t—次甲基藍混合指示劑由橙黃色變成淺紫紅色時，溶液的pH值為4.3~4.5，指示水中碳酸氫根（包括原有的和由碳酸根轉(zhuǎn)化成的）已被中和：HCO-

3+H+

→H2O+CO2據(jù)上述兩個滴定終點到達時所消耗的鹽酸標準滴定液的量，可算出水中碳酸根、碳酸氫根濃度及總堿度。實驗步驟1.鹽酸標準溶液濃度的標定20mL碳酸鈉標準溶液→錐形瓶+30mL無二氧化碳純水+混合指示劑6滴用鹽酸標準溶液滴定至由橙黃色變成淺紫紅色加熱驅(qū)除CO2→紫紅色褪去→稍冷卻后繼續(xù)滴定至淺紫紅色記取鹽酸標準溶液用量V，按下式計算其準確濃度：2.水樣測定取50.00mL水樣→250mL錐形瓶+酚酞指示劑4滴，搖勻溶液呈紅色則滴定至無色，記錄鹽酸使用量Vp（溶液無色，則Vp=0，繼續(xù)以下操作）+混合指示劑6滴用鹽酸標準溶液滴定，至溶液由橙黃色變成淺紫紅色記錄滴定鹽酸標準溶液用量為VM思考題需了解淡水中OH-、HCO3-、CO32-的濃度，如何計算？測定堿度時，水樣可否進行稀釋，為什么？總硬度的測定

（絡(luò)合滴定法）實驗六實驗原理乙二胺四乙酸二鈉（EDTA二鈉）在不同的酸度范圍內(nèi)能與許多Ⅱ價及多價金屬離子絡(luò)合，生成各種穩(wěn)定性很高的絡(luò)合物。在pH≈10的條件下，以鉻黑T作指示劑，用EDTA二鈉標準溶液滴定水樣中Ca2+、Mg2+的含量，即可計算水樣的總硬度。其反應(yīng)如下：滴定終點前：加指示劑時滴定時滴定達終點時隨著滴定反應(yīng)的進行，不斷有H+釋放，使pH降低。因此使用氨－氯化銨緩沖溶液，以保持溶液的pH在10附近。由于鉻黑T與Ca2+、Mg2+生成的酒紅色絡(luò)合物的穩(wěn)定性不如EDTA與Ca2+、Mg2+生成的無色絡(luò)合物。因此，當用EDTA二鈉溶液滴定時，EDTA二鈉先與水中游離的Ca2+、Mg2+絡(luò)合，然后再奪取被鉻黑T絡(luò)合的Ca2+、Mg2+。最終使鉻黑T游離，溶液的顏色也由酒紅色變?yōu)殂t黑T的藍色。儀器及試劑主要儀器：25mL酸式滴定管、250mL錐形瓶、移液管、吸量管等。試劑：1．EDTA二鈉溶液（c1/2EDTA=0.02mol/L）：稱取約2gNa2H2Y?2H2O，用純水溶解（可加熱促溶或放置過夜）并稀釋至500mL。2．氨性緩沖溶液（內(nèi)含Mg—EDTA鹽）：①NH3—NH4Cl緩沖溶液：稱取16.9g分析純NH4Cl固體溶于143mL濃氨水中。②Mg—EDTA溶液：稱取0.644gMgCl2?6H2O溶解后于50mL容量瓶中定容。然后準確移取25.00mL溶液于錐形瓶中，加1mLNH3—NH4Cl溶液，3滴鉻黑T指示劑，用0.1mol/L的EDTA二鈉溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{色為止，記錄用量。再按此比例取相應(yīng)體積的EDTA二鈉溶液，加到容量瓶中，與剩余的MgCl2溶液混合，即成Mg—EDTA溶液。③

將①溶液和②溶液混合，用純水定容到250mL，即得含Mg—EDTA鹽的氨性緩沖溶液。此溶液pH≈10。3．鉻黑T指示劑：0.5g鉻黑T固體溶于100mL三乙醇胺中，可用最多25mL乙醇代替三乙醇胺，以減少溶液的粘性，盛放在棕色瓶中。4．HCl溶液（1+1）：5．氨水（1+1）：6．標準鋅溶液：精確稱取0.31～0.35g的基準鋅粒（WZn）于100mL燒杯中，加入1+1鹽酸溶液10mL，蓋上表面皿，待鋅粒完全溶解后，將燒杯內(nèi)的溶液全部轉(zhuǎn)入500mL容量瓶中定容，即得鋅標準溶液。實驗步驟1.EDTA二鈉標準溶液的標定20.00mLZn2+標準溶液→錐形瓶+純水30mL逐滴加入1:1氨水，待溶液有氨味后，+1mL氨性緩沖溶液+鉻黑T指示劑3滴立即用EDTA二鈉標準溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{色記取EDTA二鈉標準溶液用量VEDTA，按下式計算其準確濃度：