范文一:环境监测 实验考查总结
环境监测实验考查总结
实验 1 总悬浮颗粒物的测定
1) 总悬浮颗粒物(TSP )是指空气动力学当量直径在 100um 以下的颗粒物,可吸入颗粒物 (PM10)是指空气动力学当量直径在 10um 以下的颗粒物。
2) 测定总悬浮颗粒物,主要采用滤膜捕集——重量法。
实验 2 总烃和非甲烷总烃的测定
1) 原理:以火焰离子化化检测器分别测定气样中得总烃和甲烷含量,两者之差即为非甲烷 烃含量。
2) 气相色谱仪的流程为:载气系统→进样系统→色谱柱→检测器
3) 几种检测器的分类:热导检测器(TCD ) 、火焰离子化检测器(FID ) 、电子俘获检测器 (ECD ) ,能够检测出含卤素、硫、磷、氧的物质、火焰光度检测器(FPD ) ,能够检测 出含硫、磷的化合物。
实验 3 校园环境噪声监测
1) 等效连续 A 声级 Leq :在一个相同的时间内声能量与之相等的连续稳定的 A 声级来表示 该段时间内噪声的声级大小。
2) 从大到小排列第 10个数为 L10,第 10个数为 L50,第 90个数为 L90。
实验 4 废水的物理性质测定
1) 色度的测定常用铂钴标准比色法
2) 浊度的测定是用分光光度法。
3) 电导率是电阻率的倒数。
4) 测定 PH 时所用的玻璃电极要用水浸泡 24小时, 常用的参比电极是甘汞电极、 银——氯 化银电极,指示电极是玻璃电极。
实验 5 化学需氧量和生化需氧量的测定
1) 化学需氧量:是指氧化 1L 水样中还原性物质所消耗的的氧化剂的量,以氧气的质量浓 度表示。
2) 化学需氧量常用重铬酸钾法滴定,过量的重铬酸钾用硫酸亚铁铵回滴,颜色变化为由黄 色经蓝绿色最后变成红褐色。
3) 高锰酸盐指数是指以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学需氧量, 过量的高锰酸钾用草酸 钠溶液,过量的草酸钠再用高锰酸钾标准溶液回滴,溶液由无色变为微红即为终点。用 重铬酸钾测得的 CODcr >IMn。
4) 生化需氧量:好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。
5) 测定 BOD 的方法是五日培养法,五日培养法所测定的指标为水中溶解氧的含量,水中 溶解氧的含量用碘量法测定。
6) 用硫代硫酸钠进行滴定时到淡黄色,加入淀粉作为指示剂,继续滴定至溶液至蓝色刚刚 褪去。
实验 6 废水中镉的测定
1)原理:将含有待测元素的样品溶液通过原子化系统喷成细雾,随载气进入火焰解离出基
态原子, 当空心阴极灯辐射出的特征谱线通过火焰时, 因被基态原子吸收而减弱, 特征谱线 的减弱与火焰中得基态原子浓度有关, 只要测得吸光度就可以求出样品溶液中待测元素的浓 度。
2)火焰原子吸收光谱法的灵敏度 <石墨炉原子吸收光谱法的灵敏度,但是干扰大,重现性>石墨炉原子吸收光谱法的灵敏度,但是干扰大,重现性>
3)空心阴极灯由锐线光源提供,阴极由待测元素纯金属或合金制成。
4)原子吸收分光光度法的部件为:锐线光源→原子化系统→分光系统 (单色器 ) →检测系统。
5)测定含有有机物水样中无机物元素时,需要进行消解,目的是:破坏有机物、溶解悬浮 物、 将各种价态的预测元素氧化为单一高价态或转变为易于分离的无机物。 消解后的水样应 该是清澈、透明、无沉淀的。
实验 7 废水中氨氮的测定——纳氏试剂比色法
1)原理:碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物,其色度与氨氮含 量成正比,用分光光度法测定其吸光度,即可计算氨氮的含量。
2)水中的氨氮是指游离氨(或称非离子态氨, NH3) ,和离子态氨(NH4+)形式存在的氮。
3)分光光度法测定的原理是不同的物质对光的选择性吸收,定性用最大吸收波长,定量用 朗伯比尔定律:A = — logT =bc = abc。
4)分光光度计的部件构成为光源→单色器→样品室→检测器, 光源在可见光区常用钨丝灯, 在紫外光区常用氢灯或氘灯。
实验 8 空气中 SO2和 NOx 的测定
1)空气污染指数 API 是指将空气中污染物的质量浓度依据适当的分级质量浓度限值进行等 标化,计算得到简单的量纲为一的指数,可以直观地描述和比较环境污染程度。
2) SO2的测定是用四氯汞盐吸收——副玫瑰苯胺分光光度法, 该方法灵敏度高, 选择性好, 不过吸收液毒性较大。
3)测定空气中 NOx 是用盐酸萘乙二胺分光光度法, 在测定 NOx 或单独 NO 时, 需要将 NO 氧化为 NO2,常用酸性高锰酸钾溶液氧化法。
4)原理:用无水乙酸、 对氨基苯磺酸和盐酸乙二胺吸收液采样, 空气中的 NO2被吸收转变 成亚硝酸和硝酸。
范文二:环境监测实验
环境监测实验 孙卫国 编
内蒙古大学生态与环境科学系 2005年 3月 1日
实验一 容量仪器的校准
一、原理
容量瓶、 滴定管等分析实验室常用的玻璃量器, 都具有刻度和标称容量 (量器上所标示 的量值) ,其容量都可能有一定的误差,即实际容量与其标称容量之差。量器产品都允许有 一定的容量允差, 规定的允差见表。 合格的产品其容量误差往往小于允差, 但也有质量不合 格的产品流入市场,如果不预先进行校准,就可能给实验结果带来误差。在进行实验之前, 应该对所用仪器的计量性能心中有数, 保证其测量的精度能满足实验结果准确度的要求。 进 行高精确度的定量分析工作时, 应使用经过校准的仪器, 尤其是对所用仪器的质量有怀疑时, 或需要使用 A 级产品而只能买到 B 级产品时, 或不知道现有仪器的精度级别时, 都有必要对 仪器进行容量校准。因此,容量的校准是一项不可忽视的工作。
校准的方法是, 称量被校量器中量入或量出的纯水的质量, 再根据该温下纯水的密度计 算出被校量器的实际容量。 这里应当使用纯水在空气中的密度值。 由于空气对砝码的浮力作 用和空气成分在水中的溶解等因素,纯水在真空中和在空气中的密度值有差别。
二、仪器
乙醇(95%) :供干燥仪器用
具塞锥形瓶(50ml ) :洗净晾干
温度计:最小分度值 0.1oC
分析天平:200g 或 100g/0.0001g,电子天平:200g/0.001g
三、实验过程:
1、滴定管校准
将滴定管洗净、活塞两端涂好凡士林(以能达到润滑的目的为准,万勿沾污塞孔! ! ) , 加蒸馏水到零标线处,记录水温。以滴定的速度放出 0— 10ml 水(相差不要超过±0.1ml ) 于已称量的 50ml 具磨口玻璃塞的锥形瓶中,再准确称量至 0.01g ,两次称量之差即为放出 水的质量。
同法,依次称出 0— 20, 0— 30ml ??等分度线间水的质量,按实验水温查表中相应的 r 值,用式
V 20=Wt / r计算出各分度线间的真实容量及其校正值。
2、移液管的校准
分度移液管的校准方法和滴定管的校准方法相同,无分度移液管只须校准总容量即可。 3、量瓶的校准
将清洁干燥的带塞容量瓶在天平上准确称量, 要求的准确度与量瓶的大小相称。 向已称 量的容量瓶注入蒸馏水到标线, 记录水温。 用滤纸吸干瓶颈内壁和瓶外的水滴、 盖上瓶塞称 量,两次称量之差为量瓶容纳的水的质量,计算出量瓶的真实容量,求出校正值。
表 1 纯水的表观密度
四、思考题
1. 容量仪器为什么要校准?
2. 称量纯水所用的具塞锥形瓶 , 为什么要避免将磨口部分和瓶塞沾湿?
3. 本实验称量时只要求称准到 mg 位?
4. 分段较准滴定管时为何每次都要从 0.00ml 开始?
实验二 水的总硬度的测定
一、实验目的
了解测定水总硬度的意义及测定方法的原理,掌握测定水总硬度的方法
二、概述
总硬度是指水中钙镁离子的总浓度, 硬度对工业用水关系很大, 尤其是锅炉用水。 各种 工业对水的硬度都有一定的要求。 饮用水中硬度过高会影响肠胃的消化功能, 我国生活饮用 水卫生标准中规定总硬度(以 CaCO 3计)不得超过 450mg/l。
三、原理
在 PH10的条件下,用 EDTA 溶液络合滴定钙和镁离子。铬黑 T 作指示剂,与钙和镁生成紫 红或紫色溶液。 滴定中, 游离的钙和镁首先与 EDTA 反应, 跟指示剂络合的钙和镁离子随后与 EDTA 反应,到达终点时溶液的颜色由紫变为天蓝色。
四、仪器与试剂
50ml 滴定管
试剂:
乙二胺四乙酸二钠(简写为 Na 2H 2Y ? 2H 2O 或 EDTA )。
CaCO 3:基准试剂或优级纯试剂,在 110℃干燥 2h 。
HCl 溶液(1+1)
铬黑 T 指示剂:1g 铬黑 T 与 100g NaCl混合,研细,存放于干燥器中。
氨性缓冲溶液(PH10):将 67gNH 4Cl 溶于 300ml 二次水中,加入 570ml 氨水,稀释至 1L , 混匀。
EDTA-Mg :将 2.44gMgCl 2? 6H 2O 及 4.44gNa 2H 2Y ? 2H 2O 溶于 200ml 水中, 加入 20ml 氨性缓冲溶液 及适量铬黑 T ,应显紫红色。如呈蓝色,应加少量 MgCl 2? 6H 2O 至紫红色,再滴加
0.02mol/LEDTA溶液至刚刚变为蓝色,然后用二次水稀释至 1L 。
三乙醇胺(HOCH 2CH 2) 3N (1+4)
五、实验过程
(1) 0.02mol/L EDTA 溶液:称取 7.5gNa 2H 2Y ? 2H 2O 置于烧杯中,加 500ml 水,微热并搅 拌使其完全溶解,冷却后转入细口瓶中,稀释至 1L ,摇匀。
(2) 0.02mol/L钙标准溶液:准确称取约 0.5g CaCO 3, 置于 100ml 烧杯中,加几滴水湿 润,盖上表皿,缓慢滴加 HCl 至 CaCO 3完全溶解,加 20ml 水,小火煮沸 2min ,冷却后定量 转移到 250ml 容量瓶中,加水稀释至刻线,摇匀。
(3) 标定 EDTA 溶液:移取 25.00ml 钙标准溶液于锥形瓶中, 加 50ml 水及 3ml Mg-EDTA 溶液,预加 15.00mlEDTA 标准溶液,再加 5ml 氨性缓冲溶液及适量铬黑 T 指示剂,立即用 EDTA 标准溶液滴定至由紫红色变为纯蓝色为终点。平行滴定三次,其体积极差应小于
0.05ml ,以其平均体积计算 EDTA 标准溶液的浓度。
(4)自来水总硬度的测定:用 100ml 移液管量取自来水于锥形瓶中,加 5ml 氨性缓冲 溶液及少量铬黑 T ,立即用 EDTA 标准溶液滴定。要用力摇动,近终点时要慢滴多摇,颜色 由紫红色变为纯蓝色时为终点。 平行滴定三份。 所耗 EDTA 标准溶液体积全距应不大于 0.1ml 。 六、数据处理
测定数据记录(设计表格)
计算水的总硬度,以 CaCO 3mg/L表示。 七、思考题
1.哪些水样 (如地表水 , 地下水 , 工业废水 , 海水等 ) 的硬度大? 2.在 pH10以铬黑 T 为指示剂,为什么滴定的是钙镁合量?
3.用钙标准溶液标定 EDTA 及测定水样硬度时为何要加入缓冲溶液后立即滴定?量取 3份水样时若在滴定前同时加入氨性缓冲溶液好不好?为什么用钙标定 EDTA 时为什么在加 入氨性缓冲溶液前先加入一部分 EDTA 标准溶液?
实验三 水中化学需氧量的测定
(高锰酸盐指数)
一、概述
高锰酸盐指数, 是指在一定条件下, 以高锰酸钾为氧化剂,处理水样时所消耗的量,以 氧的 mg /L 来表示。 水中的还原性物质, 如亚硝酸盐,亚铁盐、硫化物等无机物同有机物一 起均消耗高锰酸钾。 所以高锰酸盐指数是被作为水体受还原性 (有机和无机) 物质污染程度 的综合指标。 二、原理:
样品中加入已知量的高锰酸钾和硫酸,在沸水浴中加热 30min ,高锰酸钾将样品中的某 此有机物和无机还原物质氧化, 反应后加入过量的草酸钠还原剩余的高锰酸钾, 再用高锰酸 钾标准溶液回滴过量的草酸钠。通过计算得到样品中高锰酸盐指数。 三、仪器与试剂 (1)沸水浴装置 (2) 250ml 锥形瓶 (3) 25ml 酸式滴定管
(4) 10ml , 100.0ml 移液管 试剂:
(1)高锰酸钾标准贮备溶液(1/5KMnO4=0.1mol/l) :称取 3.2g 高锰酸钾溶于 1. 2L 水中, 加热煮沸,使体积减少到约 1L ,放置过夜,用 G -3玻璃砂芯漏斗过滤后,滤液贮于棕色瓶 中保存。
(2)高锰酸钾标准溶液(1/5KMnO4=0.01mol/l) :吸取 100ml 上述 0.1mol/L高锰酸钾溶液,于 1000ml 溶量瓶, 用水稀释混匀, 贮于棕色瓶中。 使用当天应进行标定, 并调节至 0.01mol/l准确 浓度。
(3) 1+3硫酸溶液。
(4)草酸钠标准贮备液(l/2Na2C 2O 4=0.1000mol/l) :称取 0.6705g 在 105℃— 110℃烘干 1h 并冷却的草酸钠溶于水,移入 100ml 容量瓶中,用水稀释至标线。 (5)草酸钠标准溶液(l/2Na2C 2O 4=0.0100mol/l) :吸取 10.00ml 上述草酸钠标准溶液,移 入 100ml 容量瓶中,用水稀释至标线。 四、实验步骤:
(l )分取 100.0ml 水样 250ml 锥形瓶中。 (2)加入 5ml (l +3)硫酸、混匀。
(3)加入 10.00ml , 0.01mol/l高锰酸钾溶液,摇匀,立即放入沸水浴中加热 30min (从水 浴重新沸腾起计时) 。沸水浴液面要高于反应溶液的液面。 (4) 取下锥形瓶, 趁热加入 10.00ml , 0.0100mol/L草酸钠标准溶液, 摇匀。 立即用 0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红色,记录高锰酸钾溶液消耗量。
(5)高锰酸钾溶液浓度的标定:将上述已滴定完毕的溶液加热至 70℃,准确加入 10.00ml 草酸钠标准溶液 (0.0100mol/L) , 再用 0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定到显微红色。 记录高锰 酸钾溶液的消耗量。按下式求得高锰酸钾的校正系数(K ) 。 五、数据处理: 计算:
1、
V k 00. 10
式中:V —高锰酸钾溶液消耗量(ml )
2、高锰酸盐指数(O 2, mg/L) = 式中:V 1—滴定水样时,消耗高锰酸钾的量(ml ) ;
K—校正系数(每毫升高锰酸钾标液相当于草酸钠标液的毫升数) M—高锰酸钾溶液浓度(mol/L)
8—氧(1/2氧)的摩尔质量(g/mol)
实验四 水中六价铬的测定
一、 实验目的
掌握比色分析方法,标准曲线的制作,显色及分光光度计的使用。 二、概述
铬是变价金属,通常认为六价铬的毒性比三价铬大 100倍,长期经消化道摄入大量铬, 可在体内蓄积, 铬是以六价铬的形式进入细胞,然后在细胞内还原为三价铬,构成 “终致癌 物” , 通过胎盘对胎儿生长起抑制作用和致畸作用。 对皮肤及结膜有局部作用, 可引起皮炎、 鼻中膈穿孔、呼吸系统溃疡、脑膜炎和肺癌等。 三、原理
在酸性溶液中,六价铬离子与二苯碳酰二肼(DPC )反应,生成紫红色化合物,于波长
540nm 进行比色测定,其反应式为:
四、仪器与试剂: 仪器:
1、分光光度计, 10mm 、 30mm 比色皿。
2、 50ml 具塞比色管,移液管,容量瓶等。 试剂:
1、铬标准贮备液:
称取于 120℃干燥 2h 的重铬酸钾(K 2Cr 2O 7优级纯) 0.2829g ,用水溶解后,移入 1000ml 容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。每毫升溶液含 0.100mg 六价铬。 2、铬标准使用液:
吸取 5.00ml 铬标准贮备液于 500ml 容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。每毫升标准含 1.00μg 六价铬。使用时当天配制。 3、二苯碳酰二肼溶液:
称取二苯碳酰二肼(简称 DPC , C 13H 14N 4O ) 0.2g ,溶于 50ml 丙酮中,加水稀释到 100ml , 摇匀,贮于棕色瓶内置于冰箱中保存。颜色变深后,不能再用。 4、 (1+1)硫酸。 5、 (1+1)磷酸。 6、丙酮。
7、 0.2%(m/v)氢氧化钠溶液。 8、 氢氧化锌共沉淀剂:称取硫酸锌 (ZnSO 4.7H 2O ) 8g , 溶于 100mL 水中, 称取氢氧化钠 2.4g , 溶于 120ml 水中。将以上两溶液混合。 9、 4%(m/v)高锰酸钾溶液。 10、 20%(m/v)尿素溶液。 11、 2%(m/v)亚硝酸钠溶液。 五、实验步骤:
()[]1001000810101???-+M K V C O =565
6H C NH NH H C NH NH ----C O C r =→++65
65
6H C N N H C NH NH -=--紫红色络合物
→++3r C
1、水样的预处理
(1)对不含悬浮物低色度的清洁地面水,可直接进行测定。
(2)如果水样有色但不深,可进行色度校正。即另取一份试样,加入除显色剂以外的各种 试剂,以
2ml 丙酮代替显色剂,用此溶液为测定试样溶液吸光度的参比溶液。
(3)对浑浊、色度较深的水样,应加入氢氧化锌共沉淀剂并进行过滤处理。
(4)水样中存在次氯酸盐等氧化性物质时,干扰测定,可加入尿素和亚硝酸钠消除。
(5)水样中存在低价铁、亚硫酸盐、硫化物等还原性物质时,可将 Cr 6+还原为 Cr 3+
,此时, 调节水样 PH 值至 8,加入显色剂溶液,放置 5min 后再酸化显色,并以同法作标准曲线。 2、标准曲线的绘制:
取 8支 50ml 比色管,依次加入 0, 0.20, 0.50, 2.00, 4.00, 6.00, 8.00和 10.00ml 铬标准使用液,用水稀释至标线,加入 1+1硫酸 0.5ml 和 1+1磷酸 0.5ml ,摇匀。加入 2ml 显色剂溶液,摇匀。 5— 10min 后,于 540nm 波长处,用 1cm 或 3cm 比色皿,以水为参比, 测定吸光度并作空白校正。以吸光度为纵坐标,相应六价铬含量为横坐标,绘出标准曲线。 3、水样的测定:取无色透明水样或经预处理的水样于 50ml 比色管中,其它操作步骤同上。 六、数据处理:
计算标准曲线回归方程:a bx y +=,要求 r=0.999 计算六价铬的含量
式中:m —由标准曲线查得的六价铬量(μg ) v—水样的体积(ml ) 七、问答题
1.分光光度法测定水中六价铬和中和总铬的原理是什么? 2.用分光光度法测定六价铬时,加入磷酸的主要作用是什么?
3.测定六价铬或总铬的器皿能否用重铬酸钾溶液洗涤?为什么?应使用什么洗涤剂洗涤为 易?
4.测定总铬时,加入高锰酸钾的作用是什么?加入亚硝酸钠和尿素是为什么?
实验五 大气中总悬浮颗粒物的测定
一、实验目的
学习和掌握质量法测定大气中总悬浮颗粒物的方法。 掌握大流量中流量采样器基本技术及采 样方法。 二、原理:
通过具有一定切割特性的采样器以恒速抽取定量体积的空气,使之通过已恒重的滤膜, 则大气中粒径小于 100μm 的悬浮微粒被阻后留在滤膜上,根据采样前后滤膜重量之差及采 样体积,即可计算总悬浮颗粒物的浓度。
用质量法测定大气中总悬浮颗粒物的方法,一般分为大流量(1.1~1.7m 3
/min) 、中流
量(0.05~0.15m 3/min)及小流量(0.01~0.05m 3
/min)采样法。大流量采样法多用于户外, 中、小流量采样法多用于室内。 三、仪器:
(1)大流量或中流量采样器:流量 1.1~1.7m3/min, 50— 150L/min。 (2)滤膜:超细玻璃纤维滤膜、直径 20cm ×25cm 或 8— 10cm 。 (3)气压计。 (4)温度计。
(5)大盘分析天平:(感量 0.1mg ) 。
(6) 流量校准装置:量程 0.7~1.4m 3
/min, 量程 70~160L/min经过罗茨流量计校准的孔口 校准器。或 1342型便携式电子流量计
()V
m L mg C r =
+/6
(7)恒温恒湿箱 四、实验步骤:
1、采样器的流量校准:采样器每月用孔口校准器进行流量校准。 2、采样
(1)每张滤膜使用前均需用光照检查,不得使用有针孔或有任何缺陷的滤膜采样; (2) 迅速称重在平衡室内已平衡 24h 的滤膜, 读数准确至 0.1mg , 记下滤膜的编号和重 量,将其平展地放在光滑洁净的纸袋内, 然后贮存于盒内备用。天平放置在平衡室内, 平衡 室温度在 20— 25℃之间,温度变化小于±3℃,相对湿度小于 50%,湿度变化小于 5%。
(3)将已恒重的滤膜用小镊子取出, “毛”面向上,平放在采样夹的网托上,拧紧采样 夹,按照规定的流量采样。
(4) 采样 5min 后和采样结束前 5min 各记录一次 U 形压力计压差值, 读数准至 1mm 。 若 有流量记录器,则直接记录流量。测定日平均浓度时,一般从 8:00开始采样至第二天 8:00结束。
(5)采样后,用镊子小心取下滤膜,使采样“毛”面朝内,以采样有效面积的长边为 中线对叠好, 放回表面光滑的纸袋并贮于盒内。 将有关参数及现场温度、 大气压力等记录填 写在表 1中。
表 1 总悬浮颗粒物采样记录
中。
表 2 总悬浮颗粒物浓度测定记录
总悬浮颗粒物 式中:W1—采样后滤膜质量 g ;
W0—采样前滤膜质量 g ; t — 累积采样时间(min ) ;
K —常数(大流量 1×106,中流量 1×109
)
QN —标准状态下的采样流量(m 3
/min) , 按下式计算:
式中:Q 2m 3
/min) ;
P 2—采样器现场校准时大气压力(KPa ) ; P 3—采样时大气压力(KPa ) ;
T 2—采样器现场校准时空气温度(K ) ; T 3—采样时的空气温度(K ) 。
若 T 3、 P 3与采样器校准时的 T 2、 P 2相近,可用 T 2、 P 2代之。
()
t
Q W W K m g TSP N ?-=01) /, (3μ3
232232322333223269. 23.. 1012733. 101273T T P P Q T T P P Q T P P T P T Q Q n ???=???=?????=
实验六 大气中可吸入颗粒物浓度的测定 (大流量采样法)
1. 原理、
使一定体积的空气,通过带有 10μm 切割器的大流量采样器,小于 10μm 的可吸入颗 粒物随气流经分离器的出口被截留在已恒重的滤膜上,根据采样前后滤膜的质量差及采样 体积,即可计算出可吸入颗粒物浓度,用 mg/Nm3表示。
2. 仪器
PM 10采样器:具有 10μm 切割器的大流量采样器。
收集效率为 50%时的粒子空气动力学直径 D50=(10±1) μm 。切割曲线的几 何标准差 δg ≤(1.5±0.1) ,在有风的条件下(风速小于 8m/s)切割入口应具有各向同性 效应。
所用切割器必须经国家环境保护总局主管部门校验标定。
以下各项均与 TSP 相同。
3. 注意事项
采样器在采样过程中必须准确保持恒定的流量, 因采样器的 D50=10μm , δg=1.5±0.1是在 一定的流量下获得的。
定期清扫切割器内大于 10μm 的颗粒物,保持切割器入口距离,以防止大颗粒的干扰。
实验七 大气中氮氧化物的测定
实验目的
掌握盐酸萘乙二胺分光光度法测定大气中氮氧化物浓度的分析原理和操作技术。
一、概述
大气中氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮, 其中绝大部分来自于化石燃料的燃烧过 程,包括汽车
及一切内燃机所排放的尾气, 也有一部分来自与生产和使用硝酸的化工厂、 钢铁厂、 金属冶 炼厂等排放的废气中。 动物实验证明, 氮氧化物对呼吸道和呼吸器官有刺激作用, 是导致目 前支气管哮喘等呼吸道疾病不断增加的原因之一,二氧化氮与二氧化硫和浮游颗粒物共存 时, 其对人体的影响不仅比单独二氧化氮对人体的影响严重的多, 而且也大于各自污染物之 和。 对人体的实际影响是各污染物之间的协同作用。 因此大气氮氧化物的监测分析是环境保 护部门日常工作的重要项目之一。
二、原理
大气中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。 先用三氧化铬氧化管将一氧化氮氧化成 二氧化氮, 二氧化氮被吸收液吸收后, 生成亚硝酸和硝酸, 其中亚硝酸与对氨基苯磺酸发生 重氮化反应, 再与盐酸萘乙二胺偶合, 生成玫瑰红色偶氮染料, 据其颜色的深浅,在 540nm 处进行分光光度法测定。
三、仪器与试剂
1. 多孔玻板吸收管(棕色) 。
2. 双球玻璃管(内装三氧化铬 — 石英砂) 。
3. 空气采样器。
4. 分光光度计。
5. 比色管 10ml 。
试剂:
所有试剂均在配制时均需用不含亚硝酸盐的重蒸水或电导水配制。 检验方法吸收液的吸光度 不超过 0.005
1.吸收液原液:称取 5.0g 对氨基苯磺酸于 200ml 烧杯中,将 50ml 冰乙酸和 900ml 水 的混合液,分数次加入烧杯中,搅拌,溶解,并迅速转入 1000ml 容量瓶中,待对氨基苯磺 酸完全溶解后,加入 0.050g 盐酸萘乙二胺,溶解后,用水稀释到刻度。此为吸收原液,贮 于棕色瓶中,低温避光保存。
采样液由4份吸收原液和1份水混合配制。
2.三氧化铬 — 石英砂氧化管:筛取 20— 40目约 20g 石英砂,用(1+2)盐酸浸泡一夜,
用水洗至中性,烘干。把三氧化铬及石英砂按重量比(1+40)混合,加少量调匀,放在红 外线灯下或烘箱里于 105℃烘干,烘干过程中应搅拌几次。制好的三氧化铬 — 石英砂应是松 散的,若粘在一起,可适当增加一些石英砂重新制备。
将此砂装入双球氧化管中(约 8克) ,两端用少量脱脂棉塞好,放在干燥器中保存,使 用时氧化管与吸收管之间用一小段乳胶管联结。 采集的气体尽量少与乳胶管接触, 以防氮氧 化物被吸附。
3. 亚硝酸钠标准贮备液, 准确称量 0.1500g 粒状亚硝酸钠 (预先在干燥器内放置 24小时) , 溶于水,移入 1000ml 容量瓶中,用水稀释至刻度,此溶液每毫升含 100.0μgNO 2— , 贮于棕 色瓶中存于冰箱,可稳定三个月。
4.亚硝酸钠标准使用液:吸取上述贮备液 5.00ml 于 100ml 容量瓶中,用水稀释至标线, 此溶液每毫升含 5.0μg NO2— 。
四、实验过程
测定吸光度。
用最小二乘法计算标准曲线的回归方程
a
bx
y +
=
式中:Y —标准溶液吸光度(A )与试剂空白吸光度(A 0)之差(A-A 0) 。
X — NO 2— 含量, (μg )
b 、 a —回归方程式的斜率和截距。斜率的倒数为样品测定的校正因子 Bs ,应为 5.25±0.25ugNO 2/吸光度·5ml 。
要求:r=0.999标准曲线的斜率在 0.190±0.009A/ugNO2/5ml范围内,截距 a 应小于 0.008, 其变动范围应小于 0.005。
2.采样:用一支内装5.00ml 采样液的多孔玻板吸收管,进气口接氧化管,并使 管口略微向下倾斜, 以免当潮湿空气将氧化剂弄湿, 而污染吸收液. 将吸收管的出气口与大 气采样器相连接。以0.3L/min的流量抽取空气30-40分钟,若氮氧化物含量很低, 可增加采样量, 避光采样至吸收液呈微红色为止, 记录采样时间和地点,密封好采样管,带 回实验室当日测定。若吸收液不变色,应延长采样时间采量应不少于6L 。应测定采样现场 的温度和大气压力并作好记录。
3.样品测定:采样后,放置 15min ,将样品溶液直接移入1cm 比色皿中,按绘制标 准曲线的方法和条件测定试剂空白溶液和样品溶液的收光度。
五、计算与数据处理
1.氮氧化物的含量以 NO2计(mg/m3)
() 76 . 0 0 2
?--=
bVn a A A
C NO
式中:A —样品溶液吸光度;
A 0—试剂空白溶液吸光度
b —回归方程式的斜率
a —回归方程式的截距
V n —换算为标准状态下的采样体积(L )
0.76— NO 2(气)转换为 NO 2— (液)的转换系数
六、注意事项:
1、吸收液应避光,且不能常时间暴露在空气中,以防止光照使吸收液显色或吸收空气中的 氮氧化物而使试剂空白值增加。
2、氧化管适于在相对湿度为 30— 70%时使用,当空气相对湿度大于 70%时应勤换氧化管, 小于 30%时,则在使用前,用经过水面的潮湿空气通过氧化管,平衡 1h 。在使用过程中, 应经常注意氧化管是否吸湿引起板结, 或者变成绿色。 若板结会使采样流阻力增大, 影响流 量,若变成绿色,表示氧化管已失效。
3、亚硝酸钠(固体)应密封保存,防止空气及湿气侵入。部分氧化成硝酸钠或呈粉末状的 试剂都不能用直接法配置标准溶液, 若无颗粒状亚硝酸钠试剂, 可用高锰酸钾容量法标定出 亚硝酸钠贮备溶液的准确浓度后,再稀释为含 5.0ugml 亚硝酸根的标准溶液。
4、溶液呈黄棕色,表明吸收液已受三氧化铬污染,该样品应报废。
5、绘制标准曲线:向各管中加亚硝酸钠标准使用溶液时,都应用均匀,缓慢的速度加入, 曲线的线性较好。
七、问题讨论:
1、氮氧化物对人体有哪些危害作用?
2、氮氧化物与光化学烟雾有什关系?
3、产生光化学烟雾需要哪些条件?
4、通过实验测定结果,你认为大气中氮氧化物的污染状况如何?
实验八 环境空气二氧化硫的测定
(甲醛吸收—副玫瑰苯胺分光光度法)
实验目的
掌握甲醛缓冲溶液吸收, 盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定大气中二氧化硫浓度的分析原理和 操作技术。
一、概述
SO2是主要大气污染物之一,为大气环境污染例行监测的必测项目。它来源于煤和石油 等燃料的燃烧,含硫矿石的冶炼硫酸等化工产口生产排放的废气。 SO 2是一种无色、易溶于 水、有刺激性气味的气体,能通过呼吸进入气管, 对局部组织产生刺激和腐蚀作用,是诱发 支气管炎等疾病的原因之一, 特别是当其它烟尘等气溶胶共存时, 可加重对呼吸道粘膜的损 害。
二、原理:
SO2被甲醛缓冲溶液吸收后,生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物,在样品溶液中加入氢 氧化钠,使加成化合物分解,释放出 SO 2与副玫瑰苯胺、甲醛作用,生成紫红色化合物,用 分光光度计在 577nm 处进行测定。
三、仪器与试剂
多孔玻板吸收管:10ml (用于短时间采样) 。多孔玻板吸收瓶:50ml (用于 24h 时间采 样) 。
空气采样器:短时间采样的采样器,流量范围 0— 1L/min,或 24h 连续采样的采样器应 具有恒温、恒流、计时、自动控制仪器开关的功能,流量范围 0.2~0.3L/min。
分光光度计(可见光波长 380— 780nm )
具塞比色管:10ml 。
恒温水浴器:广口冷藏瓶内放置圆形比色管架,插一支长约 150mm , 0~40℃温度计,其 误差范围不大于 0.5℃。
试剂:
蒸馏水 25℃电导率小于 1.0μΩ.cm , PH 值 6.0~7.2
1、氢氧化钠溶液,C(N a OH)=1.5mol/L
称取氢氧化钠 6g 溶于水中,稀释至 100ml 。
2、 0.05mol/L环己二胺四乙酸二钠 CDTA-2Na :
称取 1.82g 反式 1, 2-环己二胺四乙酸 CDTA 溶解于 6.5ml , 氢氧化钠溶液 (1.5mol/l) , 用水稀释至 100ml 。
3、甲醛缓冲吸收液贮备液:
吸取 36%— 38%的甲醛溶液 5.5ml , CDTA-2Na 溶液 20.00ml , 称取 2.04g 邻苯二甲酸氢钾, 溶于少量水中,将上述三种溶液合并,用水稀释至 100ml ,贮于冰箱,可保存一年。
4、甲醛缓冲吸收液:
用水将甲醛缓冲吸收液贮备液稀释 100倍。此溶液每毫升含 0.2mg 甲醛。 5、 0.06%氨磺酸钠溶液:
称取 0.60g 氨磺酸(H 2NSO 3H )置于 100ml 容量瓶中,加入氢氧化钠溶液 4.0ml ,用水稀 释至标线,摇匀。此溶液密封保存可用 10天。 6、碘贮备液,C=(1/2I2)=0.1mol/l
称取 12.7g 碘(I 2)于烧杯中,加入 40g 碘化钾和 25ml 水,搅拌至完全溶解,用水稀 释至 1000ml ,贮存于棕色细口瓶中。 7、碘溶液, C (1/2I2) =0.05mol/l
量取碘贮备液 250ml ,用水稀释 500ml ,贮于棕色细口瓶中。 8、 0.5%淀粉溶液:
称取 0.5g 可溶性淀粉, 用少量水调成糊状 (可加 0.2g 二氯化锌防腐) , 慢慢倒入 100ml 沸水中,继续煮沸至溶液澄清,冷却后贮于试剂瓶中。临用现配。 9、碘酸钾标准溶液, C (1/6KIO3) =0.1000mol/l: 称取 3.5667g 碘酸钾 (KIO 3优级纯, 经 110 ℃干燥 2h ) 溶于水, 移入 1000ml 容量瓶中, 用水稀释至标线,摇匀。 10、 (1+9)盐酸溶液:
量取 10ml 浓盐酸溶于 90ml 水中。
11、硫代硫酸钠贮备液 C (Na 2S 2O 3) =0.10mol/l。 称取 25.0g 硫代硫酸钠, 溶于 1000ml 新煮沸但已冷却的水中, 加入 0.20g 无水碳酸钠, 贮于棕色细口瓶中,放置一周后备用。如 Na 2S 2O 3.5H 2溶液呈现浑浊,必须过滤。 12、硫代硫酸钠标准溶液, C (Na 2S 2O 3) =0.05mol/l。 取 250.0ml 硫代硫酸钠贮备液置于 500ml 容量瓶中, 用新煮沸但已冷却的水稀释至标线, 摇匀,贮于棕色细口瓶中。 标定方法:
吸取三份 10.00ml 碘酸钾标准溶液,分别置于 250ml 碘量瓶中,加 70ml 新煮沸但已冷 却的水,加 1.0g 碘化钾,振摇至完全溶解后,加 10ml (1+9)盐酸溶液,立即盖好瓶塞, 摇匀,于暗处放置 5min 后,用硫代硫酸钠标准溶液滴定溶液至浅黄色,加 2ml 淀粉溶液, 继续滴定溶液至蓝色刚好褪去为终点。硫代硫酸钠标准溶液的浓度按下式计算: 式中 O S Na C 22—硫代硫酸钠标准溶液的浓度, mol/L;
V—滴定所耗硫代硫酸钠标准溶液的体积, mL 。 13、 0.05%乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA )溶液:
称取 0.25gEDTA-2Na 溶于 500ml 新煮沸但已冷却的水中,临用现配。 14、二氧化硫标准溶液
称取 0.200g 亚硫酸钠(Na 2SO 4) ,溶于 200ml 浓度为 0.05%EDTA — 2Na 溶液(用新煮沸 并冷却的水配制) ,放置 2— 3h 后标定。此溶液每毫升相当于 320— 400ug 二氧化硫。
标定方法:吸取三份 20.00ml 二氧化硫标准溶液, 分别置于 250ml 碘量瓶中, 加入 50ml 新煮沸但已冷却的水, 0.05mol/L碘溶液 20.00ml 及 1.0ml 冰乙酸,盖塞,摇匀。于暗处放 置 5min 后,用 0.05mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定溶液至浅黄色,加入 2ml 淀粉溶液,继 续滴定至溶液兰色刚好褪去为终点。记录体积消耗量 V 。
另吸取配制亚硫酸钠溶液所用的 0.05%EDTA — 2Na 溶液 20ml 三份,用同法进行空白实 验。记录滴定硫代硫酸钠标准溶液的体积 V , ml 。
平行样滴定所耗硫代硫酸钠标准溶液体积之差应不大于 0.04ml 。取其平均值。 二氧化硫标准溶液浓度按下式计算:
式中: C —二氧化硫标准溶液的浓度, μg/ml;
V C O S Na 00
. 101000. 0322?=()()1000
00
. 2002. 3232202???-=O S Na SO C V V C
V 0 —空白滴定所耗硫代硫酸钠标准溶液的体积, ml ;
V —二氧化硫标准溶液滴定所耗硫代硫酸钠标准溶液的体积, ml ; C (Na 2S 2O 3)—硫代硫酸钠标准溶液(3.12)的浓度, mol/l;
32.02—与 1mol/L硫代硫酸钠标准溶液(Na 2S 2O 3)相当的二氧化硫的质量, g 。 15、二氧化硫标准储备液:
待标定出亚硫酸钠溶液中二氧化硫准确浓度后, 立即用吸收液将亚硫酸钠溶液稀释成每 毫升含 10.00ug 二氧化硫的标准溶液贮备液(贮存于冰箱,可保存三个月) 。 16、二氧化硫标准使用溶液:
临用时,再用吸收液稀释为每毫升含 1.00ug 二氧化硫的标准溶液。在冰箱中 5℃ 保 存。
17、 0.20g/100ml盐酸副玫瑰苯胺(prarosaniline, 简称 PRA , )贮备液。
取正丁醇和 1.0mol/L盐酸溶液各 500ml ,放入 1000ml 分液漏斗中,盖塞,振荡 3 min , 使其互溶达到平衡, 静置 15min 待完全分层后, 将下层水相和上层有机相分别移入细口瓶中 备用。 称取 0.100g 盐酸副玫瑰苯胺 (C 19H 18N 3Cl ·3HCl ) 放入小烧杯中, 加平衡过的 1.0mol/L盐酸 40ml ,用玻棒搅拌至完全溶解后,移入 250ml 分液漏斗中,再用 80ml 平衡过的正丁醇 洗涤小烧杯数次,洗涤液并入同一分液漏斗中,盖塞,振荡 3min ,静置 15min ,待完全分层 后,将下层水相移入另一 250ml 分液漏斗中,再加 80ml 平衡过的正丁醇,依上法反复提取 8~10次后,将水相滤入 50ml 容量瓶中,用 1.0mol/L盐酸溶液稀释至标线,摇匀此贮备液 为橙黄色。
18 、 0.05g/100ml 盐酸副玫瑰苯胺使用液:
吸取经提纯的 PRA 贮备液 25.00ml 移入 100ml 容量瓶中,加 30ml 85%的浓磷酸, 12ml 浓盐酸,用水稀释至标线,摇匀,放置过夜后使用。避光密封保存,可使用 9个月。 四、实验步骤
1、标准曲线的绘制:取 14支 10ml 具塞比色管,分 A 、 B 两组,每组 7支,分别对应编号。 A 组按表 1配制标准溶液系列:
0.5ml1.5mol/L氢氧化钠溶液,混匀,再逐管迅速将溶液全部倒入对应编号并盛有 PRA 溶液 的 B 管中,立即具塞混匀后放入恒温水浴中显色,显色温度与室温之差应不超过 3℃,根据 不同季节和环境条件按表 2选择显色温度与显色时间。
用最小二乘法计算标准曲线的回归方程式:
a bx y +=
式中:Y —(A-A 0)校准溶液吸光度 A 与试剂空白吸光度 A 0之差,
X —二氧化硫含量, (μg )
b —回归方程的斜率(由斜率倒数求得校正因子:Bs=1/b) ; a —回归方程的截距(一般要求小于 0.005)
要求校准曲线斜率为 0.044±0.002, 试剂空白吸光度 A 。 在显色规定条件下波动范围不 超过±15%。 2、采样
短时间采样:根据空气中二氧化硫浓度的高低,采用内装 10.00ml 吸收液的多孔玻板吸 收管,以 0.5L/min流量避光采样 60分钟。采样时吸收液温度的最佳范围在 23— 29℃范围。
24h 采样:用内装 50ml 吸收液的多孔玻板吸收瓶以 0.2~0.3L/min的流量采样。吸收 液温度须保持在 23℃~29℃。
3、样品测定:样品溶液中如有浑浊物,则应离心分离除去。采样后样品放置 20min ,以使 臭氧分解。
短时间样品:将吸收管中样品溶液全部移入 10ml 比色管中,用甲醛吸收液稀释至标线, 加 0.5ml 氨磺酸钠溶液, 混匀, 放置 10min 以除去氮氧化物的干扰, 以下步骤同标准曲线的 绘制。
24h样品:将吸收瓶中样品全部移入 50ml 容量瓶(或具塞比色管)中,用甲醛吸收液 稀释至标线。 吸取适量样品溶液 (2~10ml 于 10ml 比色管中, 用吸收液稀释至标线, 加 0.5ml 氨基磺酸钠溶液,混匀,放置 10min 以除去氮氧化物的干扰,以下步骤同标准曲线的绘制。 如样品吸光度超过校准曲线上限,则可用试剂空白溶液稀释,在数分钟内再测量其吸光度, 但稀释倍数不要大于 6。 五、数据处理
计算:
式中:A —样品溶液的吸光度
A 0—试剂空白溶液的吸光度
Bs —校正因子 1/b, μgSO 2/ A. 12ml V t —样品溶液总体积, ml
V a —测定时所取样品溶液体积, ml
V s —标准状况下的采样体积 L (0℃, 101.325Kpa ) 。 六、注意事项:
(1) 因此在实验中要注意温度控制,一般需用恒温水浴法进行控制,因为温度对显色影
响较大,温度
越高时,空白值越大,温度高时显色快,退色亦快,另外,注意使水浴水面高度超过比色管 中溶液的液面高度,否则会影响测定准确度。
(2)对品红的提纯很重要,因提纯后可降低试剂空白值和提高方法的灵敏度。提高酸度虽可 降低空白值,但灵敏度也有下降。
(3)六价铬能使紫红色络合物退色,产生负干扰,所以应尽量避免用硫酸或铬酸洗液洗涤玻 璃器皿,若已洗,则要用(1+1)盐酸浸泡 1h ,用水充分洗涤,除去六价铬。
(4)此操作关键的一步是将含有标准溶液或样品溶液、吸收液、氨基磺酸钠及氢氧化钠溶液 倒入对品红溶液时, 一定要倒干净, 为此在绘制标准曲线及进行测定时, 应尽量选择台肩小 的比色管,同时每倒 3个溶液后,等 3min ,再倒 3个,依次进行,以确保每支比色管的显 色时间皆为 15min 。
(5)用过的比色管及比色皿及时用酸洗涤,否则红色难于洗净,比色管用(1+4)的盐酸及 1/3体积的 95%乙醇混合液洗涤。 七、问答题
1.实验过程中存在哪些干扰?应如何消除? 2.多孔玻板吸收管的作用是什么?
实验九 水中氟化物的测定 (氟离子选择电极法)
一、原理
将氟离子选择电极和外参比电极 (如甘汞电极)浸入欲测含氟溶液,构成原电池。 该原 电池的电动势与氟离子活度的对数呈线性关系,故通过测量电极与已知 F-浓度溶液组成的
()
()a t
n S V V V B A A m mg SO ?
?-=032/,
原电池电动势和电极与待测 F-浓度溶液组成原电池的电动势,即可计算出待测水样中 F-浓 度。常用定量方法是标准曲线法和标准加入法。
对于污染严重的生活污水和工业废水,以及含氟硼酸盐的水样均要进行预蒸馏。
二、仪器
1. 氟离子选择性电极。
2. 饱和甘汞电极或银 -氯化银电极。
3. 离子活度计或 PH 计,精确到 0.1mV 。
4. 磁力搅拌器、聚乙烯或四氟乙烯包裹的搅拌子。
5. 聚乙烯杯:100mL,150mL 。
6. 其他常用的实验设备。
三、试剂
所用水为去离子水或无氟蒸馏水。
1. 氟化物标准贮备液:
称取 0.2210g 基准氟化钠(NaF ) (预先于 105-110℃烘干 2h ,或者于 500-650℃烘干约 40min, 冷却) ,用水溶解后转入 1000mL 容量瓶中,稀释至标线,摇匀。贮存在聚乙烯瓶中。 此溶液每毫升含氟离子 100μg 。
2. 氟化物标准溶液:用无分度吸管吸取氟化钠标准储备液 10.00mL ,注入 100mL 容量瓶中, 稀释至标线,摇匀。此溶液每毫升含氟离子 10μg 。
3. 乙酸钠溶液:称取 15g 乙酸钠(CH 3COONa )溶于水,并稀释至 100mL 。
4. 总离子强度调节缓冲溶液(TISAB ) :
0.2mol/L柠檬酸钠 -1mol/L硝酸钠 (TISAB Ⅰ) :称取 58.8g 二水合柠檬酸钠和 85g 硝酸 钠,加水溶解,用盐酸调节 PH 至 5-6,转入 1000ml 容量瓶中,稀释至标线,摇匀。
5.2mol/L盐酸溶液 .
四、测定步骤
仪器准备和操作
按照所用测量仪器和电极使用说明 , 首先接好线路 , 将各开关置于 “ 关 ” 的位置 , 开启电源开 关 , 预热 15min, 以后操作按说明书要求进行。 测定前 , 试液应达到室温 , 并与标准溶液温度一 致 (温差不得超过±1℃) 。
2、标准曲线绘制 :
用无分度吸管取 1.00、 3.00、 5.00、10.00、 20.00m L氟化物标准使用液 , 分别置于 5只 50mL 容量瓶中,加入 10mL 总离子强度调节缓冲溶液,用水稀释至标线,摇匀。分别移入 100mL 聚乙烯杯中,各放入一只塑料搅拌子,按浓度由低到高的顺序,依次插入电极,连续 搅拌溶液,读取搅拌状态下的稳态电位值(E ) 。在每次测量之前,都要用水将电极冲洗净, 并用滤纸吸去水分。 在半对数坐标纸上绘制 E-logC F -标准曲线, 浓度标于对数分格上, 最低 浓度标于横坐标的起点线上。
3、水样测定:
用无分度吸液管吸取适量水样,置于 50mL 容量瓶中,用乙酸钠或盐酸溶液调节至近中 性,加入 10mL 总离子强度调节缓冲溶液,用水稀释至标线,摇匀。将其移入 100mL 聚乙烯 杯中,放入一只塑料搅拌子,插入电极,连续搅拌溶液,待电位稳定后,在继续搅拌下读取 电位值(E X ) 。在每次测量之前,都要用水充分洗涤电极,并用滤纸吸取水分。根据测量得 的毫伏数,由标准曲线上查得氟化物的含量。
4、空白试验:
用蒸馏水代替水样,按测定样品的条件和步骤进行测定。
当水样组成复杂或成分不明时,宜采用一次标准加入法,以便减小基本的影响。其操作是:先按步骤 2测定出试液的电位值(E 1) ,然后向试液中加入一定量(与试液中氟的含量相近) 的氟化物标准液,在不断搅拌下读取稳态电位值(E 2) 。
五、计算
1. 测定数据记录(设计表格)
2、标准曲线法:根据从标准曲线上查知稀释水样的浓度和稀释倍数即可计算水样中氟化物 含量(mg/L) 。
3、标准加入法:
式中:Cx —— 水样中氟化物(F -
)浓度(mg/L) ;
Vx —— 水样体积(m L) ;
Cs —— 加入F -
标准溶液的浓度(mg/L) ; Vs —为加入 F-标准溶液的体积(ml ) △ E —— 等于 E 1— E 2(对阴离子选择性电极) ,其中, E 1为测得水样试液的电位值(m V) E 2为试液 中加入标准溶液后测得的电位值(m V)
S —— 氟离子选择性电极实测斜率。如果 V S 《 V X ,则上式可简化为:
六、注意事项
1、电极用后应用水冲洗干净, 并用滤纸吸去水分,放在空气中, 或者放在稀的氟化物标准 溶液中。如果短时间不再使用,应洗净,吸去水分,套上保护电极敏感部位的保护帽。电极 使用前仍应洗净,并吸去水分。
2、如果试液中氟化物含量低,则应从测定值中扣除空白试验值。
3、不得用手指触摸电极的敏感膜,如果电极膜表面被有机物等玷污,必须先清洗干净后 才能使用。
4、一次标准加入法所加入标准溶液的浓度(C S ) ,应比试液浓度(C X )高 10— 100倍,加 入的体积为试液的 1/10— 1/100,以使体系的 TISAB 浓度变化不大。 七、问答题
1. 如入离子强度缓冲液起什么作用? 2. 氟电极使用前后应如何处理? 参考记录表格如下
实验十 湖水中溶解氧含量的日变化 及不同水质中溶解氧含量的测定
一、概述
溶解于水的氧称为溶解氧。 水中溶解氧的含量以每升水中含氧的毫克数表示, 它与大气 压、空气中氧的分压及水的温度都有密切关系。 地面水敞露于空气中, 因而清洁的地面水中所含的溶解氧常接近饱和状态。 当水中有大 量藻类植物繁殖时, 由于植物的光合作用放出氧, 有时甚至可以含有过饱的溶解氧。 如果水 体被可氧化的有机物污染, 消耗水中溶解氧。 而水体又不能从空气中吸收充足的氧来补充氧 的消耗时,溶解氧就不断减少,有时甚至接近零。在这种情况下,厌气细菌大量繁殖,致使 有机物腐败,水体发臭。当水中溶解氧低于 4ml/l时,一般鱼类因窒息而死亡,所以水中溶 解氧与水生动物也有着密切的关系。 因此, 溶解氧的测定对于了解水体的有机物污染状况和 自净作用有极其重要的意义。 二、实验目的
110-????? ??+-+?=S X X
S E
X S S X V V V Vs V V C C 1
110-??
?
??-??=S E V V C C X S
X X
通过测定湖水中溶解氧在一天中不同时间的含量和湖水、污水及自来水中溶解氧的含 量, 了解影响水中溶解氧的含量的因素, 掌握一种水质监测方法及使用溶氧仪的一般操作技 术。
三、仪器与试剂
JPB — 607型溶解氧分析仪
塑料桶 2500ml 、烧杯 1000ml 、 400ml
温度计、乳胶管
四、实验过程
1、样品采集:
(1) 、 用塑料桶做成的简易采样器采集湖中表层水一桶。 采集前先将水样充满桶, 冲洗两次, 采集时尽量减少空气进入,采好后立即盖好盖子,带回实验室测定。
(2) 、分别在上午 9、 11点,下午 1点、 3点钟,以同样方式,在同一地点和同一深度采集 测定湖水四次。
(3) 、 在下午 3点采集湖水的同时, 采集污水和自来水, 并同时测定这三种不同质量的水中 的溶解氧。
(4) 、 将采回水样倒入烧杯时, 必须使用乳胶管, 管的一端插入采样桶的水,另一端插入烧 杯底部,利用虹吸法将水样导入烧杯。采集自来水时,先将乳胶管接到水龙头上, 放水数分 钟,再将乳胶管的另一端插至烧杯底部,收集水样。
2、仪器的调整和测量
(1) 、将电极插头插入仪器的电极插口内,同时将仪器的电源开关拨至“测量”档,测量选 择开关拨至溶氧档,盐度调节旋钮向左旋至底(0g/l) 。
(2) 、仪器预热 5分钟,然后将电极放入 5%新鲜配制的 Na 2SO 3溶液(即无氧水)中 5分 钟,待读数稳定后,调节调零旋钮,使仪器显示为零。由于电极的残余电流极小,如果没有 亚硫酸钠溶液,只要将仪器电源开关置于调零档,调节调零电位器,使仪器显示为零即可。 (3) 、 把电极从溶液中取出,用水冲洗干净, 用滤纸小心吸干薄膜表面水分,放入空气中待 读数稳定后, 调节跨度调节器, 使读数指示值为纯水在此温度下饱和溶解氧值。 各种温度下 饱和溶解氧值见附录。
(4) 、反复 2---3操作。
(5) 、将电极浸入被测溶液中,此时仪器的读数即为被测水样的溶解氧值。
(6) 、含盐水溶液溶解氧的测量
如果被测水样含有一定盐度(如海水养殖场) ,测量时应进行盐度校准。
(7) 、 如需测量溶液的温度, 只要将测量选择功能开关拨至测温档, 仪器显示值即为该温度 值。
五、数据处理
将上述测得的数据分别记录于下列表中:
附录 氧在不同温度和氯化物浓度的水中饱和含量表(气压 101.3Kpa )
简述测定溶解氧的水样采样过程? 简述膜电极法测定水中溶解氧的原理?
实验十一 水中氨氮的测定(纳氏试剂比色法)
实验目的:熟练掌握纳氏试剂比色法测定氨氮的原理和方法 一、原理
碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物,其色度与氨氮含量成正比, 通常可在波长 410— 425nm 范围内测其吸光度, 计算其含量。 本法最低检出浓度为 0.025mg/L(光度法) ,测定上限为 2mg/L。 [][]KI O H I NH O Hg NH KOH HgI K 7232222342++?=++
二、仪器
1. 500mL ~1000ml 全玻璃磨蒸馏器 。 2. 50mL 具塞比色管。 3.分光光度计。 4. pH 计。 三、试剂
配制试剂用水均应为无氨水。 1. 无氨水:可用一般纯水通过弱酸性阳离子树脂柱或每升水加入 0.1ml 浓硫酸进行蒸
馏,馏出水接收于玻璃容器中。 2. 纳氏试剂:
可选择下列一种方法制备:(1) 称取 20g 碘化钾溶于约 25ml 水中, 边搅拌边分次少量加 入二氯化汞(HgCl 2)结晶粉末(约 10g ) ,至出现朱红色沉淀不易溶解时,改为滴加饱和二 氯化汞溶液,并充分搅拌,当出现微量朱红色沉淀不再溶解时,停止滴加氯化汞溶液。 另称取 60g 氢氧化钾溶于水,并稀释至 250mL ,冷却至室温后,将上述溶液在边搅拌下, 徐徐注入氢氧化钾溶液中, 用水稀释至 400mL , 混匀。 静置过夜, 将上清液移入聚乙烯瓶中, 密塞保存。
(2)称取 16g 氢氧化钠,溶于 50mL 水中,充分冷却至室温。 另称取 7g 碘化钾和 10g 碘化汞 (HgI2) 溶于水, 然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠 溶液中。用水稀释至 100mL ,贮于聚乙烯瓶中,密塞保存。 3.酒石酸钾钠溶液:
称取 50g 酒石酸钾钠 (KNaC4H 4O 6·4H 2O) 溶于 100mL 水中, 加热煮沸以除去氨, 放冷, 定容 至 100mL 。
4.铵标准贮备溶液:
称取 3.819g 经 100℃干燥过的优级纯氯化铵 (NH4Cl) 溶于水中, 移入 1000mL 容量瓶中, 稀释至标线。此溶液每毫升含 1.00mg 氨氮。
5.铵标准使用溶液:
移取 5.00mL 铵标准贮备液于 500mL 容量瓶中, 用水稀释至标线。 此溶液每毫升含 0.010mg 氨氮。
四、测定步骤
1.水样预处理:无色澄清的水样可直接测定; 色度、浑浊度较高和含干扰物质较多的水样, 需经过蒸馏或混凝沉淀等预处理步骤。
水样蒸馏先在蒸馏瓶中加 200ml 无氨水, 10ml 磷酸盐缓冲液和数粒玻璃珠,加热至流 出物中不含氨,冷却,然后将蒸馏液倾出(留下玻璃珠) 。取水样 200ml 置于蒸馏瓶中加入 10ml 磷酸盐缓冲液,以一只盛有 50ml 吸收液的 250ml 锥形瓶收集馏出液,收集时应将冷凝 管的导管末端浸入吸收液,其蒸馏速度为 6~8ml/min,至少收集 150ml 馏出液。蒸馏结束 前 2~3min , 应把锥形瓶放低, 使吸收液面脱离冷凝管, 并再蒸馏片刻以洗净冷凝管和导管, 用无氨水稀释至 250ml 备用。
2.标准曲线的绘制:
吸取 0、 0.50、 1.00、 3.00、 5.00、 7.00和 10.0mL 铵标准使用液于 50mL 比色管中,加 水至标线,加 1.0mL 酒石酸钾钠溶液,混匀。加 1.5mL 纳氏试剂,混匀。放置 10min 后,在 波长 420nm 处,用光程 20mm 比色皿,以水为参比,测定吸光度。
由测得的吸光度,减去零浓度空白的吸光度后,得到校正吸光度, 绘制以氨氮含量 (mg ) 对校正吸光度的标准曲线。
3.水样的测定:
分取适量的水样 (使氨氮含量不超过 0.1mg ) , 加入 50mL 比色管中, 稀释至标线, 加 1.0mL 酒石酸钾钠溶液 (经蒸馏预处理过的水样, 水样及标准管中均不加此试剂) , 混匀, 加 1.5mL 的纳氏试剂,混匀,放置 10min 后,同标准曲线步骤测量吸光度。
4.空白试验:以无氨水代替水样,作全程序空白测定。
五、计算
由水样测得的吸光度减去空白实验的吸光度后,从标准曲线上查得氨氮含量(mg ) 。
氨氮 (N,mg/L)=
1000 v m
式中:m —由校准曲线查得氨氮含量(mg ) ;
V—水样体积(mL ) 。
六、注意事项
1、纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例,对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成的沉 淀应除去。
2、滤纸中常含痕量铵盐,使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨 的沾污。
实验十二 碘量法测定水中溶解氧
实验目的:
了解测定溶解氧(dissolved oxygen, DO )的意义和方法。掌握碘量法测定操作技术。
一、原理
水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾, 水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰, 生成四价锰的氢 氧化物棕色沉淀。加酸后,氢氧化物沉淀溶解形成可溶性四价锰 Mn (SO 4) 2, Mn (SO 4) 2与 碘离子反应释放出与溶解氧量相当游离碘。 以淀粉为指示剂, 用硫代硫酸钠溶液滴定释放出 的碘,可计算溶解氧的含量。
6423222242424222224
22422322) () (2) (2) (2O S Na NaI O S Na I O H SO K MnSO I SO H KI OH MnO OH MnO O OH Mn SO Na OH Mn NaOH MnSO +=++++=++↓
=++↓=+
二、仪器
1. 溶解氧瓶:250ml ~300ml 2. 滴定管:25ml 、 10ml 三、试剂
1.硫酸锰溶液:
称取 480g 硫酸锰(MnSO 4·4H 2O )溶于水,用水稀释至 1000mL 。此溶液加至酸化过的碘 化钾溶液中,遇淀粉不得产生蓝色。 2.碱性碘化钾溶液:
称取 500g 氢氧化钠溶解于 300— 400mL 水中;另称取 150g 碘化钾溶于 200mL 水中,待 氢氧化钠溶液冷却后,将两溶液合并,混匀,用水稀释至 1000mL 。如有沉淀,则放置过夜 后,倾出上层清液,贮于棕色瓶中,用橡皮塞塞紧,避光保存。此溶液酸化后,遇淀粉应不 呈蓝色。
3. 1+5硫酸溶液:
将 20ml 浓硫酸缓缓加入 100ml 水中。 4. 1%(m/V)淀粉溶液:
称取 1g 可溶性淀粉,用少量水调成糊状,再用刚煮沸的水稀释至 100mL 。冷却后,加 入 0.1g 水杨酸或 0.4g 氯化锌防腐。
5. 0.02500mol/L(c1/6K2Cr2O7) 重铬酸钾标准溶液:
称取于 105— 110℃烘干 2h ,并冷却的重铬酸钾 1.2258g ,溶于水,移入 1000mL 容量瓶 中,用水稀释至标线,摇匀。 6.硫代硫酸钠溶液:
称取 6.2g 硫代硫酸钠 (Na2S 2O 3·5H 2O) 溶于煮沸放冷的水中,加入 0.2g 碳酸钠,用水稀 释至 1000mL ,贮于棕色瓶中,在暗处放置 7~14d 后标定。
标定:于 250ml 碘量瓶中, 加入 100ml 水和 1g 碘化钾, 加入 10.00ml 浓度为 0.02500mol/L的重铬酸钾标准溶液, 5ml 硫酸溶液(1+5) ,密塞,摇匀,此时反应为:
6
423222234224242722227) (3476O S Na NaI O S Na I O
H SO Cr I SO K SO H KI O Cr K +=++++=++
与暗处静置 5min 后,用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色,加入 1ml 淀粉指示 剂,继续滴定至蓝色刚好褪去为止。记录用量 V ,则硫代硫酸钠的浓度:
)V
C
O S Na 0250
. 000. 103222
1
?
=
7.硫酸(ρ=1.84g/cm3
) 三、测定步骤 采样
应采用溶解氧瓶进行采样,采样时要十分小心,避免气,注意不使水样与空气相接触。 1.溶解氧的固定:用吸液管插入溶解氧瓶的液面下,加入 1mL 硫酸锰溶液, 2mL 碱性碘化 钾溶液,盖好瓶塞,颠倒混合数次,静置。一般在取样现场固定。
2.析出碘:打开瓶塞,立即用吸管插入液面下加入 2.0mL 浓硫酸。小心盖好瓶塞,颠倒混 合摇匀,至沉淀物全部溶解为止,放于暗处静置 5min 。
3.样品的测定:吸取 100.0mL 上述溶液于 250mL 锥形瓶中,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至 溶液呈淡黄色, 加入 1mL 淀粉溶液, 继续滴定至蓝色刚好退去为止, 记录硫代硫酸钠溶液用 量。 四、计算
1001000
82??=
CV C O
注意事项
1.当水样中含有亚硝酸盐时会干扰测定,可加入叠氮化钠使水中的亚硝酸盐分解而消除干 扰。其加入方法是预先将叠氮化钠加入碱性碘化钾溶液中。
2.如水样中含 Fe 3+达 100— 200mg/L时,可加入 1mL 40%氟化钾溶液消除干扰。
3.如水样中含氧化性物质(如游离氯等) ,应预先加入相当量的硫代硫酸钠去除。
实验十三 重铬酸钾测定化学耗氧量
[实验原理 ]
在强酸性溶液中,一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质,过量的重铬酸钾以试亚铁 灵作指示剂,用硫酸亚铁铵溶液回滴,根据用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。
[仪器 ]
回流装置, COD 恒温加热器, 50mL 酸式滴定管,磨口锥形瓶 (250m1),容量瓶。
[试剂 ](适用于测定化学耗氧量小于 50mg/L的水样 )
1.重铬酸钾标准溶液 (1/6K 2Cr 207=0. 2500mol /L) :
称取预先在 120℃烘干 2h 的基准或优级纯重铬酸钾 12. 258 g 溶于水中,移入
1000mL 容量瓶稀释至标线,摇匀。
2.试亚铁灵指示液:
称取 1. 485g 邻菲罗啉 (C12H 8N 2·H 20) , 0. 695g 硫酸亚铁 (FeS04·7H 20) 溶于水中, 稀释至 100mL ,储于棕色滴瓶中。
3.硫酸亚铁铵标准溶液:[(NH4) 2FeS04.6H 20=0. 1mol /L]:
称取 39. 5 g 硫酸亚铁铵溶于水中,边搅拌边缓慢加入 20mL 浓硫酸,冷却后移入 1000mL 容量瓶,加水稀释至标线,摇匀,临用前用重铬酸钾标准溶液标定。
4.硫酸 -硫酸银溶液:
于 2. 5L 浓硫酸中加入 25g, 硫酸银。放置 l-2d ,不时摇动使其溶解 (如无 2500mL 容器,可在 500mL 浓硫酸中加入 5g 硫酸银 ) 。
5.硫酸汞:结晶或粉末。
[实验步骤 ]
1. COD 恒温加热器的操作方法:
接通电源插头,打开电源开关,电源指示灯亮, 将温度调节旋钮置于中间位置, 此时电压 表应指在 220V ,
将温度计插入测温孔里,约 30 min升至工作温度,温度约为 170-180℃ (左右 )(可调整 ) 。 2.取 10. 00mL 混合均匀水样置于加热管中,另取一个加热管,加入 10. 0mL 蒸馏水,作 为空白实验,
各管准确加入 10. 00mL 重铬酸钾标准溶液,然后慢慢各加入 15mL 硫酸 -硫酸银溶液,轻 轻摇动加热管使
溶液混匀,冷却后加入 10粒瓷粒,加热管上接好冷凝器,置于已恒温加热孔中加热。 (加热 管外壁应无水
珠 ) 约 15分钟后溶液开始沸腾,沸腾后继续加热 1小时。到时断开电源。 (废水中氯离子含 量超过 30mg /L
时,应先把 0. 4g 硫酸汞加入锥形瓶中,再加入 10. 00mL 废水,摇匀,以下步骤同上。 (本 实验不用加硫
酸汞 ) 。冷却后,小心取下冷凝管。
3.分别用 45mL 蒸馏水将水样和空白加热管中的溶液全部转移到各自的三角瓶中。另取一 个 250mL 的三
角瓶 (此瓶为标定瓶 ) ,准确吸取 l0mL 重铬酶钾标准溶液于 250mL 锥形瓶中,加入 40mL 蒸 馏水,然后缓
慢加入 15mL 浓硫酸,混匀放冷却。 各瓶加入 3滴试亚铁灵指示剂溶液,用硫酸亚铁铵标准 溶液滴定,溶
液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。记录各瓶消耗的硫酸亚铁铵标准溶液用量。 4.计算硫酸亚铁铵溶液浓度。
()[]()ml V ml C FeSO NH FeSO NH 42442400. 102500. 0?=
式中的 V 滴定标定液时消耗硫酸亚铁铵 mL 数
5.计算水样 CODcr 值 V C V V L mg O CODcr 1000
8) 10() /, (2???-=
式中:C —硫酸亚铁铵标准溶液浓度 (mol/L) ;
V o —空白实验的硫酸亚铁铵溶液用量 (mL);
V l —滴定水样时硫酸亚铁铵溶液用量 (mL);
V —水样体积 (mL)。
实验十四 城市环境噪声的监测
[实验目的 ]
随着现代化城市的发展, 城市噪声问题日益严重, 为了解噪声污染状况, 给环境质量评 价、城市噪声控制以及城市防噪声规划提供科学依据,需要进行环境噪声调查。 [测量仪器]
基本测量仪器为精密声级计, 测量前, 对使用传声器要进行校准, 并要检查声级计电池 电压是否足够,测量后要求复校一次,前后灵敏度相差不大于 2分贝。
[测量]
测量一定时间间隔的 A 声级瞬时值,动态特性为慢响应。
[测量条件 ]
1.一般选在无雨的时间测量,要求加风罩,以避免风噪声的干扰,用时使传声器膜片保持 清洁,风力在三级以上,必须加风罩,大风天气 (四级以上 ) 应停止测量。
2.测量仪器可手持或固定在测量三角架上,传声器要求距离地面高 1.2米。
[测量点的选择]
将全市划分为 500×500的网格, 测量点选在每个网格的中心 (可在市区图上做网格图得 到 ) 。若中心点的位置不易测量 (如污沟、房顶、禁区等 ) ,可移到旁边适宜位置。
测量网格的数目不应少于 100,如果城市小,可按 250×250的距离分网格。
[测量时间]
分为白天 (6:00— 22:00) 和夜间 (22:00— 6:00) 两部分。
白天测量一般选在上午 8:00至 12:00,下午 2:00至 6:00,根据南北方地区、季节 的不同,时间可稍有变化,在此期间测得的每个网格的噪声,即代表该网格白天的噪声。
夜间噪声测量,一般选在晚上 22:00至清晨 5:00,此期间测得的噪声,即代表该网 格夜间的噪声水平,夜间测量时间也可依地区与季节不同而稍作修改。
[读数方法 ]
声级计置于慢格,每隔 5s 读一个瞬时 A 声级,对每一个测量点,连续读取 100个数据 (当噪声较大时应取 200个数据 ) 。 读数的同时, 要判断测点附近的主要噪声来源 (如交通噪声、 工厂噪声、施工噪声、居民噪声或其它声源等 ) ,记录周围声学环境。
[数值处理 ]
由于环境噪声是随时间而起伏的无规则噪声,因此测量结果一般用统计值或等效声级 来表示。
1.累积分布值 L 10、 L 50、 L 90与标准偏差 δ
L 10表示 10%的时间超过的噪声级,相当于噪声的平均峰值;
L 50表示 50%的时间超过的噪声级,相当于噪声的平均值;
L 90表示 90%的时间超过的噪声级,相当于噪声的本底值。
计算方法:将 100个数据按从大到小的顺序排列,第 10个数据即为 L 10,第 50个数据 即为 L 50,第 90个数据即为 L 90,标准偏差 ()2
111∑=--=n i L Li n δ
式中:Li —测得的第 i 个声级
L —测得声级的算术平均值
n —测得声级的总个数
2.等效声级
是声级的能量平均值,定义 ??? ??=?dt T Leq T Lt 010/101lg 10
式中:L —时刻 t 的噪声级。
在本方法条件下: ??? ??=∑=10/1001101001lg 10Li i Leq
如果数据符合正态分布,其累积分布在正态概率坐标上为一直线,即可用近似公式: 60/250d L L eq +≈ 9010L L d -=
并有:2) 8416(L L -=δ
测量最终结果可以用区域噪声污染图来表示,为便于制图,白天的时间是从 6:00到 22:00,共 16小时,夜间是从 22:00到 6:00,共 8小时。
全市测量结果应列出全市网点 Leq 、 L 10、 L 50、 L 90的算术平均值 L 和最大值及标准偏差,以 便于城市之间比较。
附录; HS5618型积分声级计使用方法(详见说明书)
4、测量方式 (MODE)的设置方法:
测量方式有三种,每按一次〔 MODE]按钮,依次显示:××、×(L P )— +××、×(Lep ) —「××、×(DL 在) +××、×下可读取声暴露级 LAE :××、×值,请选择需要的测 试方式。
5、测量时间〔 MEAS TIME]的设置方法:
按动〔 MEAS TIME]按钮,显示屏依次显示。 0一 9数字,依次表示设置 Man 手动和 10S 、 lmin 、 5min 、 10min 、 15min 、 20min 、 1h 、 8h 、 24h 的自动测量。
6、瞬时声级 Lp 的测量:
声级计频率计权开关 〔 A/C〕 拨至 “ A ” , 时间计权开关 〔 F/S〕 置 “ F ” , 电源开关 〔 ON /OFF]拨至“ ON ”此时显示屏显示“ XXX 、 X ”即为瞬时 A 声级的分贝数(注意:如此时在读数 出现“一、 +、 :”等符号 ) 指示的不是瞬时声级,可按一下〔 RESET]。复位按钮即回到测量 Lp 状态,如将频率计权开关〔 A /C 〕拨至“ C ” ,则可测得 C 声级,如声级读数变化较大 或因测量规范要求,可将时间计权开关拨至“ S ”位置。当
按一下声级计保持“ HOLD ” ,按钮开关,显示器左上角显示“一”时,显示数值指示测量 间的声级最大值,再按一下保持〔 HOTD]按钮,液晶显示屏左上角的符号“一”消失,测 量继续。
7、等效连续声级 Leq 的测量
(1)自动测量
声级计的频率计权开关〔 A/C〕选择所需位置,先按复位开关〔 RESET 〕再按一下测量方式 开关〔 MODE 〕显示屏显示 +××、×时即为 Lep 测量方式,再按第 5条测量时间的设置方 法, 按动 [MEAS TIME]开关选择所需的时间, 然后按 [RUN/PAUSE]按钮, 显示屏左端 “十” 符号开始闪动,表示正在测量,测量时间到达预定测量时间时“ +”符号停止闪动,表示测 量已自动结束,这时的显示值即为该设定的时间的等效
连续声级 Leq 值。
(2)手动测量:
按上述要求设置频率计权开关 〔 A /C 〕 和测量方式开关 [MODE], 按动测量时间开关 〔 MEAS TIME 〕 ,显示器显示“ +0”即为手动 (人控 ) 时间 Leq 测量、再按一下〔 RUN /PAUSE 〕 ,显 示器显示“ +XX、 X ” , “ +”符号闪亮表示测量开始,同时计时开始,到达规定时间 (如 5秒 钟 ) ,再按一下 [RUN/PAUSE], “ +”符号停止闪亮,这时的读数即为刚才一段时间内 (如 5
秒钟 ) 的等效连续声级 Leq 值。如需继续测量再按一下〔 RUN /PAUSE 〕按钮显示符号“ +” 又开始闪亮, 经过所需要的测量时间 (如 20秒 ) 再按一下 [RUN/PAUSE]按钮, 显示符号 “十” 停止闪亮,此时液晶显示屏显示数值 C+XXX、 X) 即为二次测量时间 (25秒 ) 的等效连续声级 Leq 值,如需重新进行一次测量,则应按一下〔 RESET 〕开关,将前面测量结果清除,再按 前述方法启动〔 RUN /PUSE 〕进行测量。
范文三:环境监测实验
《环境监测》实验教学大纲
英文名称: Experiments of Environmental Monitoring and Experiments 课程编码:E013302 学时:32学时 学分:2学分
是否独立设课:独立设课
先修课程:无机及分析化学、仪器分析、环境化学、环境监测等 适用专业:环境科学
开课单位:应用化学与环境工程系 撰写人:朱兰保 审核人:孙兰萍 制定时间:2011年11月
一、本实验课程的性质、特点和发展现状
环境监测实验是环境科学专业必修专业课程的重要实践环节,其任务是使学生进一步掌握环境监测原理、技术及常见环境污染物的测定方法,学习环境监测的基本技能,培养学生的实验技能和获得科学实验的初步能力,提高学生的实践技能以及分析问题、解决问题能力。本课程重点培养学生基本实验技能、计算能力和综合知识应用能力。
二、本实验课程的目的、任务和主要内容
通过本实践环节的学习,使学生对布点、采样、监测技能等方面得到基本训练,掌握主要污染物指标的监测方法、监测结果的计算和统计方法;为污染调查、环境质量评价、污染治理的效益评价奠定基础。
三、教学方法和手段
(1)由指导教师讲清实验的基本原理和操作步骤。 (2)学生分组在指导老师的指导下完成。 (3)按实验要求认真记录、处理数据。
四、考核方式与成绩评定
采用实验报告和根据实际安排实验操作技能考核。该课程每次实验均当堂提交上次课的实验报告,每次将有一个实验成绩。课程结束后累计各次的成绩,结合实验操作技能考核成绩确定为该课程的最终成绩。实验成绩作为最终课程成绩的30%。
五、实验学时分配
六、实验内容安排
实验一 水体浊度、色度的测定
1、实验目的和要求
(1)了解浊度和色度的基本概念。 (2)掌握浊度、色度的测定方法。 2、实验内容 色度的测定:
(1)分别吸取色度为500度的标准溶液1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL、7.00mL、8.00mL、9.00mL、10.00mL、12.00mL、14.00mL置于100mL比色管中,用水稀释至标线。其色度分别为5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、60度、70度。
(2)取100mL澄清水样盛于100mL的比色管中,与标准铂钴色度系列作目视比色。比色在自然光线下进行,比色管底部衬一张白纸或白色瓷板,比色管要稍微倾斜,使光线由液柱底部向上透过。如果色度超过70度,可使用水稀释后比色。
浊度的测定:
(1)分别吸取浊度为100mg/L的标准溶液0mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL、10.00mL置于100mL比色管中,加水至标线,混匀,其浊度依次为0度、1.0度、
2.0度、4.0度、6.0度、8.0度、10.0度。
(2)吸取100mL均匀水样置于100mL比色管中,和(1)配置的标准系列在黑色地板上进行目视比色。
3、主要仪器和试剂
无色度 浊度水 铂钴标准溶液 二氧化硅浊度溶液等。
实验二 水体悬浮物的测定
1、实验目的和要求
(1)掌握悬浮物的测定方法。 2、实验内容
(1)将滤膜放在称量瓶中,打开瓶盖,在103~105℃烘箱内烘干0.5 h,取出,在干燥器内冷却后盖好瓶盖称重,直至恒重(两次称量相差不超过0.0002g)。
(2)量取适量混合均匀的水样(使悬浮物量在500~100 mg),使其全部通过上面称至恒重的滤膜;用蒸馏水洗涤残渣3~5次。
(3)小心取下滤膜,放入原称量瓶内,在103~105℃烘箱中,打开瓶盖烘lh,移入干燥器中冷却后盖好盖称重。反复烘干、冷却、称重,直至两次称量差≤0.4 mg为止。
3、主要仪器和试剂
仪器 烘箱 分析天平 干燥器 滤膜 称量瓶
实验三 废水中氨氮的测定
1、实验目的和要求
(1)了解测定废水中氨氮的水样预处理方法,掌握蒸馏法的原理及技术。
(2)掌握纳氏试剂光度法测定氨氮的原理和方法,掌握标准曲线的测定与绘制方法。 (3)掌握特殊实验用水的制备方法。 2、实验内容 (1)水样的预处理
分取250mL水样,移入凯氏烧瓶中加数滴溴百里酚蓝指示液,用氢氧化钠溶液或盐酸调节至pH=7左右。加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠,立即连接氮球和冷凝管,导管下端插入吸收液面下。加热蒸馏,蒸馏速度应控制在6~8mL/min,至蒸出液达到200mL时,停止蒸馏。定容250mL。
(2)标准曲线的绘制
吸取0.00mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL、10.00mL铵标准使用液于50mL比色管中加无氨水至标线,加1.0mL、酒石酸钾钠混匀。加1.5mL纳氏试剂,混匀。
放置10min后,在波长420nm处,用光程20mm比色皿,以水为参比,测量吸收光。
由测量的吸光度,减去零浓度空白管的吸光度后,得到校正吸光度,绘制以氨氮含量对校正吸光度的标准曲线。
(3)水样的测定
分取适量经蒸馏预处理后的馏出液,加入50mL比色管中,加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸,稀释至标线。加1.0mL酒石酸钾钠溶液,混匀,加1.5mL纳氏试剂,混匀。放置10min后,同校准曲线步骤测量吸光度。
(4)空白实验
以无氨水代替水样,作全程序空白测定。 3、主要仪器和试剂
(1)仪器 凯氏烧瓶 氮球 直形冷凝管和导管 分光光度计 pH计。
(2)试剂 纳氏试剂 酒石酸钾钠 氨氮标准使用液 盐酸 氢氧化钠溶液 轻质氧化镁 溴百里酚蓝 硼酸吸收液 玻璃珠 氨氮标准贮备液等。
实验四 水体溶解氧的的取样和测定
1、实验目的和要求
(1)了解测定水体溶解氧的意义。 (2)熟悉溶解氧测定水体的取样方法。 (3)掌握碘量法测定溶解氧的操作技术。 2、实验内容
(1)水样的采集与保存
用碘量法测定水中溶解氧,水样的采集最好用专门的溶解氧瓶,容量一般为250mL~300mL,如没有可用磨口塞的细口试剂瓶。在采集溶解氧测定样时,必须十分小心,一般情况下,水中溶解氧是不饱和的,如暴露于空气,就会导致错误的分析结果,因此在采样时要做到:不要和空气相接触、避免搅动、不要引起水样中溶解氧的任何变化。
水样采集后,应立即加固定剂于样品中。操作:与采集水样中,用移液管插入瓶内液面下,加入1.0mL硫酸锰溶液,后按同法加入2mL碱性碘化钾溶液,盖紧瓶塞,把样瓶颠倒摇动,使其充分混合,此时溶液有沉淀物生成。待沉淀物下降至半途,再颠倒摇动混合一次,静置数分钟,使沉淀物重新下降至瓶底,并存于冷暗处。
(2)溶解氧的测定
轻轻打开瓶塞,立即用吸量管插入液面下加入2mL浓硫酸。小心盖好瓶塞,颠倒混合摇匀至沉淀物全部溶解。若溶解不完全,可再加入少量的浓硫酸至溶液澄清,且呈黄色或棕色。暗处静置5min。
移取100.00mL上述溶液于250mL锥形瓶中,用硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色时,加入1%淀粉溶液1mL,继续滴定至蓝色刚好消失,记录好硫代硫酸钠溶液的用量。
3、主要仪器和试剂
(1)仪器 溶氧瓶 酸式滴定管 锥形瓶 移液管。
(2)试剂 硫酸锰 浓硫酸 1%淀粉溶液 重铬酸钾标准溶液 硫代硫酸钠溶液。
实验五 水中化学需氧量(COD)的测定
1、实验目的和要求
(1)了解化学需氧量的类型及其指标意义。 (2)掌握重铬酸钾法测定COD的原理和方法。 2、实验内容
(1)加热回流2 h(自开始沸腾时计时) (2)冷却后,用90 mL水冲洗冷凝管壁
(3)溶液再度冷却后,加3滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点,记录硫酸亚铵标准溶液的用量
(4)测定水样的同时,取20.00 mL重蒸馏水,按同样操作步骤作空白试验。记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量
3、主要仪器和试剂
(l)仪器 250 mL全玻璃回流装置、加热装置(电炉)、25 mL或50 mL酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶等。
(2)试剂 重铬酸钾标准溶液、试亚铁灵指示液、硫酸亚铁铵标准溶液、硫酸-硫酸银溶液等。
实验六 环境噪声监测
1、实验目的和要求
(1) 掌握声级计的使用方法和环境噪声的监测技术。 (2)预习噪声监测的有关内容。 2、实验内容
(1)将学校(或某一地区)划分为 25×25 m的网格,测量点选在每个网格的中心,若中心点的位置不宜测量,可移到旁边能够测量的位置。
(2)依次到各网点测量,时间从 8:00—17:00,每一网格至少测量四次,时间间隔尽可能相同。
(3)读数方式用慢挡,每隔5秒读一个瞬时A声级,连续读取200个数据。
读数同时要判断和记录附近主要噪声来源(如交通噪声、施工噪声、工厂或车间噪声、锅炉噪声……)和天气条件。
(4)数据处理 3、主要仪器 手持式声级计。
实验七 水中TP的测定—钼酸铵分光光度法
1、实验目的和要求
(1)了解TP的测定意义及TP对环境的影响。 (2)熟悉所测水样的采集与保存方法。
(3)掌握分光光度计的使用方法、标准曲线的绘制及计算方法。 (4)掌握过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法测定TP的原理和方法。 2、实验内容 (1)取样
取25mL水样于50mL具塞刻度管或比色管中,取时应仔细摇匀,以得到溶解部分和悬浮部分均具有代表性的试样。
(2)消解
向上述水样中加4mL5%过硫酸钾溶液,将具塞刻度管的盖塞紧后,用一小块纱布和棉线将玻璃塞扎进,放在大烧杯中置于高压蒸气消毒器中加热,待压力达1.1kg/cm2、相应温度约为120℃时,保持30min后停止加热,打开放气阀,待压力表读数降至零后,取出冷却,然后用水稀释至标线。
(3)显色
分别向各份消解液中加入1mL10%抗坏血酸溶液混匀,30s后加2mL钼酸铵溶液充分混匀。
(4)测量
室温下放置15min后,使用光程为3cm的比色皿,放在700nm波长下,以蒸馏水做参比,测定吸光度。扣除空白实验的吸光度,从标准曲线上查的磷的含量。
(5)标准曲线的绘制
取7支50mL具塞比色管,分别加入0.00mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、10.00mL、15.00mL磷酸盐标准使用液,加蒸馏水至25mL,然后按水样测定步骤进行处理。以蒸馏水
做参比,测定吸光度。扣除空白实验的吸光度后,以磷的含量为横坐标,以其吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。
(6)空白实验
用蒸馏水代替水样,并加入与测定时相同体积的试剂,步骤同上。 3、主要仪器和试剂
(1)仪器 手提式蒸汽消毒器 分光光度计 50mL具塞刻度管或比色皿 烘箱 万分之一电子天平 蒸馏水器 移液管 容量瓶。
(2)试剂 硫酸 硝酸 高氯酸 氢氧化钠 过硫酸钾 抗坏血酸 钼酸铵溶液 浊度-色度补偿液 磷标准贮备溶液 磷标准使用液 酚酞。
实验八 土壤中镉含量的测定
1、实验目的和要求
(1)掌握土壤样品前处理的方法。
(2)掌握原子吸收分光光度法的原理及土壤中镉的测定技术。 (3)掌握土壤样品的消解方法和原子吸收分光光度计的使用方法。 2、实验内容 (1)土壤的采集
如果只是一般的土壤污染,只需要采集0~20cm耕作层土壤;对种植果林类农作物的耕作,采集0~60cm耕作层土壤。将在一个采样单位内分店采集的土壤混合均匀制备混合样。
如果要了解土壤污染深度,则按照土壤刨面层次分层采样。在各层最典型的中部自下而上逐层用土铲取土样,每个采样点的采样深度和采样量应一致。
(2)样品制备
现场采集的土壤样品经核对无误后,及时送至实验室进行加工处理。其处理程序是:风干、磨碎、过筛、混合、分装,制成满足分析要求的土壤样品。在风干室将潮湿土样倒在白色搪瓷盘内或塑料膜上,摊成约2cm厚的薄层,用玻璃棒间断地压碎、翻动,使其均匀风干。在风干过程中,拣出碎石、沙粒及植物残体等杂质。去风干土样100~200g于有机玻璃板上,用木棒再次压碎,经反复处理,使其全部通过100目(0.149mm)孔径的尼龙筛,混均后贮于广口瓶内,备用。
(3)标准曲线的绘制
分别吸取镉标准使用液0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL于6个
50mL容量瓶,用0.2%硝酸溶液定容、摇匀。此标准系列分别含镉0.00μg/mL、0.05μg/mL、0.10μg/mL、0.20μg/mL、0.30μg/mL、0.40μg/mL。测其吸光度,绘制标准曲线。
(4)土样试液的制备
称取0.500~1.000g土样于25mL聚四氟乙烯坩埚中,用少许水润湿,加入10mL盐酸,在电热板上加热消解2h,然后加入15mL硝酸,继续加热至溶解物剩余约5mL时,再加入5mL氢氟酸并加热分解除去硅化合物,最后加入5mL高氯酸,加热至消解物呈淡黄色时,打开盖,蒸至近干。取下冷却,加入硝酸1mL,微热溶解残渣,冷却后用中速定量滤纸过滤到50mL容量瓶中,洗涤滤渣,最后定容,摇匀待测。同时进行全程序试剂空白实验。
(5)样品的测定
按绘制标准曲线的测定条件,测定试验溶液的吸光度。 3、主要仪器和试剂
(1)仪器 原子吸收分光光度计 空气-乙炔火焰原子化器 镉空心阴极灯等。 (2)试剂 盐酸 硝酸 氢氟酸 高氯酸 镉标准贮备液 镉标准使用液 风干土样等。
范文四:环境监测实验
实验一、环境实验基本要求
实验是本课程教学中的一个重要环节, 实验目的是为了使学生加 强理论与实践相结合的能力, 培养学生严肃认真和实是求是的工作作 风和科学态度, 锻炼在实践中分析问题和解决问题的聪明才智, 激发 努力开拓不断创新的精神。
为使实验达到预期目的,特提出如下要求:
一、学生要求:
1、实验课前,应预习实验内容,了解实验目的、原理、步骤以及所 需仪器、器材、化学药品。
2、进入实验室,要服从安排,遵守纪律,令行禁止。不准喧哗打闹、 随意更换座位、随意搬动或调换他人的仪器、器材;不准乱丢纸屑、 废物,不做与实验无关的事。
3、实验前,认真听讲,进一步明确实验目的、操作要点及注意事项。 进一步了解仪器装置的构造、原理、化学药品的性能。不要提前摆弄 仪器或做实验。
4、实验时,必须按照正确的方法和正确的操作步骤进行实验、认真 观察、分析,作好记录。按时完成实验。
5、实验后应先切断电源然后拆线,把仪器、设备和导线整理好,保 持实验室清洁。
6、实验完毕,要做好清洁工作,经教师认可后方可离开实验室。
7、按要求写实验报告,报告字迹要整齐,数据计算、图表、曲线均 应符合要求。
6、爱护 ,节约水电、器材和药品,如因不守纪律、违章操 作,损坏仪器设备,浪费器材或药品,要照价赔偿。
7、切实注意安全,防止触电、中毒、着火、烧伤、割伤、碰伤等事 故发生。一旦发生事故,应立即报告教师及时处理。
8、独立完成 。
实验二 废水悬浮固体和浊度的测定
一 、目的
悬浮固体系指剩留在滤料上并于 103~105℃烘至恒重的固体。 浊 度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中含有泥 土、微细有机物、 无机物、浮游动物和其他微生物等悬浮物和胶体物 都可使水样呈现浊度。水的浊度大小不仅与水中的颗粒物含量有关, 而且与其粒径大小、形状、 颗粒表面对光散射特性有密切关系。本实 验的目的是让学生掌握水体中悬浮固体和浊度的测定方法。
二 、悬浮固体的测定
(一)原理
测定的方法是将水样通过滤料后, 烘干固体残留物及滤料, 将所 称重量减去滤料重量,即为悬浮固体 (总不可滤残渣 ) 。
(二)仪器
烘箱;分析天平;干燥器;滤膜 (孔径为 0.45um) 及相应的滤器 或中速定量滤纸;玻璃漏斗;称量瓶 (内径为 30~50mm)。
(三 ) 测定步骤
(1)将滤膜放在称量瓶中,打开瓶盖,在 103~105℃烘干 2h ,取 出,于干燥器中冷却后盖好瓶盖称重,直至恒重 (两次称量相差不超 过 0.0005g) 。
(2)去除漂浮物后振荡水样,量取均匀适量水样 (使悬浮物大于 2.5mg) ,通过上面称至恒重的滤膜过滤;用蒸馏水洗残渣 3~5次。如 样品中含油脂,用 l0mL 石油醚分两次淋洗残渣。
(3)小心取下滤膜,放入原称量瓶内,在 l03~l05℃烘箱中,打开 瓶盖烘 2h ,冷却后盖好瓶盖称重,直至恒重为止。
(四 ) 计算
SS=(A -B ) ?1000?1000/V
式中:SS ——悬浮固体浓度, mg/L;
A ——悬浮固体 +滤膜及称量瓶重 ,g;
B ——滤膜及称量瓶重, g;
V ——水样体积, mL 。
【注意事项】
(1)树叶、木棒、水草等杂质应先从水中除去;
(2)废水黏度高时,可加 2~4倍蒸馏水稀释,振荡均匀,待沉淀物下 降后再过滤。
(3)也可采用石棉坩埚进行过滤。
三.浊度的测定
(一)原理
将水样和硅藻土 (或白陶土 ) 配制的浊度标准液进行比较,确定水 样浊度。 相当于 1mg 一定粒度的硅藻土 (白陶土 ) 在 1000mL 水中所产 生的浊度,称为 1度。
(二)仪器
具塞比色管 (100mL);容量瓶 (1L);量筒 (1L);具塞无色玻璃瓶 (250mL),玻璃质量和直径均须一致。
(三 ) 试剂——浊度标准液
(1)称取 10 g通过 0.1mm 筛孔 (150目 ) 的硅藻土, 于研钵中加入少许 蒸馏水调成糊状并研细,移至 1000mL 量筒中,加水至刻度。充分搅 拌, 静置 24h , 用虹吸法仔细将上层 800mL 悬浮液移至第二个 1000mL 量简中。向第二个量简内加水至 1000mL ,充分搅拌后再静置 24h 。 虹吸出上层含较细颗粒的 800mL 悬浮液,弃去。下部沉积物加水稀 释至 1000mL ,充分搅拌后贮于具塞玻璃瓶中,作为浊度原液,其中 含硅藻土颗粒直径大约为 400um 。
取上述悬浊液 50mL 置于已称至恒重的蒸发皿中, 在水浴上蒸干。 于 105℃烘箱内烘 2h, 置于干燥器中冷却 30min , 称重。 重复以上操作, 即烘 1h ,冷却,称重,直至恒重。求出每毫升悬浊液中含硅藻土的 重量 (mg)。
(2)吸取含 250 mg 硅藻土的悬浊液,置于 l000mL 容量瓶中,加 水至刻度,摇匀。此溶液浊度为 250度。
(3)吸取浊度为 250度的标准液 100mL 置于 250rnl 容量瓶中,加 入 10mL 甲醛溶液,用水稀释至标线,此溶液即浊度为 100度的标准 液。
(四 ) 测定步骤
1.浊度低于 10度的水祥
(1)吸取浊度为 100度的标准液 0、 1.0、 2.0、 3.0、 4.0、 5.0、 6.0、 7.0、 8.0、 9.0 及 10.0mL 分别于 100mL 比色管中,加水稀释至标线, 混匀。其浊度依次为 0、 1.0、 2.0、 3.0、 4.0、 5.0、 6.0、 7.0、 8.0、 9.0、 10.0度的标准液。
(2)取 100rnl 摇匀水样置于 100mL 比色管中,与浊度标准液进行 比较。可在黑色底板上,由上往下垂直观察。
2.浊度为 10度以上的水样
(1)吸取浊度为 250度的标准液 0mL 、 10mL 、 20rnL 、 30mL 、 40mL 、 50mL 、 60mL 、 70mL 、 80mL 、 90mL 及 100mL 置于 250mL 的容量瓶 中,加水稀释至标线,混勺,即得浊度为 0度、 10度、 20度、 30度、 40度、 50度、 60度、 70度、 80度、 90度和 100度的标准液,移入 成套的 250mL 具塞玻璃瓶中,密塞保存。
(2)取 250mL 摇匀水样, 置于成套的 250mL 具塞玻璃瓶中, 瓶后 放一有黑线的白纸作为判别标志, 从瓶前向后观察, 根据目标清晰程 度,选出与水样产生视觉效果相近的标准液,记下其浊度值。
(3)水样浊度超过 100度时,用水稀释后测定。
(五 ) 计算
f= C C
B
A )
(
式中:f ——浊度,度;
A ——稀释后水样的浊度 ;
B ——稀释水体积, mL;
C ——原水样体积, mL 。
四、思考题
(1)据水样悬浮固体、浊度的测定结果,分析水样中固体物质 的存在情况。
(2)分析水样悬浮固体的测定结果与烘干温度的关系。
实验六 废水色度测定
天然水和轻度污染的水可用铂钻比色法测定色度。工业有色废水 常用稀释倍数法、文字描述法以及用三刺激值法 (又称为分光光度法 ) 测定色度。这些方法可以比较科学和完整地描述废水的颜色特征。 一、铂钻比色法
1.目的
水是无色透明的。当水中存在某些物质时,会表现出一定的颜色。 溶解性的有机物、 部分无机离子和有色悬浮微粒均可使水着色。 本实 验通过测定水样的色度,对水的现存状态进行定性分析。
2.原理
用氯铂酸钾和氯化钻配成标准色列,与被测水样的颜色进行比较。 规定 1mg/L以氯铂酸离子形式存在的铂所产生的颜色,称为 1度。 3.仪器
50mL 高型比色管, pH 酸度计。
4.试剂
铂钻标准溶液:称取 1.246g 氯铂酸钾 及 1.000 g氯化钻
溶于 100mL 蒸馏水中,加 100mL 浓盐酸, 用水稀释 至 1000mL 。此标准溶液相当于色度 500度。
5.测定步骤
(1)标准色列的配制:向 12支比色管中加入铂钻标准溶液 0.5mL 、 1.0mL 、 1.5mL 、 2. 0mL 、 2.5mL 、 3.0mL 、 3. 5mL 、 4.0 mL、 4. 5mL 、 5.0 mL 、 6. 0mL 、 7.0mL ,用蒸馏水稀释至标线。其色度分别为 5
度、 10度、 15度、 20度、 25度、 30度、 35度、 40度、 45度、 50度、 60度、 70度。若封住管口,可长期保存。
(2)水样测量:取 50mL 澄清水样 (若混浊,先经离心处理,取澄 清的上清液 ) ,置于比色管中,与标准铂钻色列进行比较。
比较时, 在自然光下, 比色管底部衬一张白纸或白色瓷板, 使光 线由液柱底部向上透过,分析者对着比色管液面,自上而下地观察, 记下色度。
如水色超过 70度,可取适量水样用蒸馏水稀释后比色,直至颜 色在标准色列内,记录色度。
(3)测量水样的 PH 值 (与测色度同时进行 ) 。
6.计算
水样色度=相当于铂钻标准色列的色度 M 水样稀释倍数
[注意事项 ]
若无氯铂酸钾, 可用重铬酸钾代替。 制各标推溶液的方法为:称 取 0.0437g 重铬酸钾 及 1.000g 硫酸钻 ) , 溶于少量蒸馏水中,加入 0.50 mL浓硫酸,用蒸馏水稀释至 500mL , 此溶液色度为 500度。
二、有色废水颜色的测定及研究 (三刺激值法 )
1.目的
通过实验了解有机废水颜色 (彩色和非彩色 ) 的特性以及颜色的完 整描述方法。 掌握分光光度法洲定的操作技术及染料溶液混合变化规 律。
2.原理
按 CIE(国际照明委员会 ) 规定。 用分光光度法测定有色废水的三 刺激值,然后查图和表,求出废水的色调〔红、黄、绿等 ) ,用主波 长表示,亮度用明度表示,饱和度 (深、浅淡等 ) 用纯度表示。明度在 0.3以下可不必表示彩度,属于非彩色的黑白系列。
3.仪器和试剂
分光光度计;过滤系统:250 mL带支管的滤瓶;坩埚的托架;金 属微滤网过滤坩埚 (平均孔隙度 40um) ;燃烧过的助滤剂;真空系统。 不同颜色的直接染料和阳离子染料,按情况分别配成 0.1-1mg/L备 用。
根据表 5— 1所列,从主波长查出色调。
4.结果
用主波长 (nm),颜色色调、明度和纯度表示废水 (或溶液 ) 在 pH 7.6和原来 PH 的颜色特性,若明度小于 0.3则为黑白系列,可不必 表示色调。
对彩色可写作:
对黑白系列中性色可写作:
实验八 水样中磷的测定
在天然水和废水中, 磷几乎都以各种磷酸盐的形式存在, 它们分 为正磷酸盐,缩合磷酸盐 (焦磷酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐 ) 和有机结 合的磷酸盐,它们存在于溶液、腐殖质粒子或水生生物中。
天然水中磷酸盐含量较少。化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的工 业废水及生活污水中常含有较大量的磷。 磷是生物生长必需的元素之 一,但水体中磷含量过高 (如超过 0.2mg/L),可造成藻类的过度繁殖, 直至数量上达到有害的程度 (称为富营养化 ) ,造成湖泊、河流透明度 降低,水质变坏。
1.方法的选择
水中磷的测定,通常按其存在的形式,分别测定总磷、溶解性 正磷酸盐和总溶解性磷。 正磷酸盐的测定, 可采用钼锑抗分光光度法、 氯化亚锡还原钼蓝法和离子色谱法。
2.样品的采集和保存
总磷的测定,于水样采集后,加硫酸酸化至 pH <1保存。溶解 性正磷酸盐的测定,不加任何试剂,于="" 2~5℃保存,在="" 24h="" 内进行分="">1保存。溶解>
一、水样的预处理
采集的水样立即经 0.45um 微孔滤膜过滤,其滤液供可溶性 正磷酸盐的测定。 滤液经下述强氧化剂的氧化分解, 测得可溶性总磷。 取混合水样 (包括悬浮物 ) ,也经下述强氧化剂分解,测得水中总磷含 量。
1.仪器
医用手提式高压蒸汽消毒器或一般民用压力锅 (1~1.5kg/c ㎡ ) :电炉 (2kW);具塞刻度管 (50mL)。
2.试剂
5%(m/V) 过硫酸钾溶液:溶解 5g 过硫酸钾于水中 , 并稀 释至 100mL 。
3.步骤
(1)吸取 25.0mL 混匀水样 (必要时, 酌情少取水样, 并加水 至 25mL , 使含磷量不超过 30ug) 于 50mL 具塞刻度管中, 加过硫酸钾 溶液 4mL , 加塞后管口包一小块纱布并用线扎紧, 以免加热时玻璃塞 冲出。 将具塞刻度管放在大烧杯中, 置于高压蒸汽消毒器或压力锅中 加热,持锅内压力达 1.1kg /c ㎡ (相应温度为 120℃ ) 时,调节电炉温 度使此压力保持 30min 后, 停止加热, 待压力表指针降至零后, 取出 放冷。
(2)试剂空白和标准溶液系列也经同样的消解操作。 【注意事项】
(1)如采样时水样用酸固定,则用过硫酸钾消解前将水样调 至中性。
(2)一般民用压力锅,在加热至顶压阀出气孔冒气时,锅 内温度约为 120℃。
(3)当不具备压力消解条件时,亦可在常压下进行,操作 步骤如下:分取适量混匀水样 (含磷不超过 30ug) 于 150mL 锥形瓶中,
加水至 50mL ,加数粒玻璃珠,加 1mL3+7硫酸溶液, 5mL5%过硫酸 钾镕液,置电热板或可调电炉上加热煮沸,调节温度使保持微沸 30~40min,至最后体积为 10mL 止。放冷,加 1滴酚酞指示剂,滴加 氢氧化钠溶液至刚呈微红色,再滴加 1mol/L硫酸溶液使红色褪去, 充分摇匀。如溶液不澄清,则用滤纸过滤于 50mL 比色管中,用水洗 锥形瓶及滤纸,一并移入比色管中,加水至标线,供分析用。
二、测定方法—— 钼锑抗分光光度法
1.方法原理
在酸性条件下,正磷酸盐与铝酸铵、酒石酸锑氧钾反应,生 成磷钼杂多酸,被还原剂抗坏血酸还原,变成蓝色络合物,通常即称 磷钼蓝。
干扰及消除:砷含量大于 2mg/L有干扰,可用硫代硫酸钠去 除。硫化物含量大于 2mg/L有干扰,在酸性条件下通氮气可以去除。 六价铬大于 50mg/L有干扰,用亚硫酸钠去除。亚硝酸盐大于 1mg/L有干扰,用氧化消解或加氨磺酸均可以去除。铁浓度为 20mg/L,使 结果偏低 5%; 铜浓度达 10mg/L不干扰; 氟化物小于 70mg/L是允许 的。海水中大多数离子对显色的影响可以忽略。
方法的适用范围:本方法最低检出浓度为 0.01mg/L(吸光度 A =0.01时所对应的浓度 ) ; 测定上限为 0.6mg/L。 可适用于测定地面水、 生活污水及日化、磷肥机械加工金属表面磷化处理、农药、钢铁、焦 化等行业的工业废水中的正磷酸盐分析。
2.仪器
分光光度计。
3.试剂
(1)1+1硫酸。
(2)10%(m/V)抗坏血酸溶液:溶解 10 g抗坏血酸于水中, 并稀释至 100mL 。把溶液贮存在棕色玻璃瓶中,在冷处可稳定几周。 如颜色变黄,则弃去重配。
(3) 钼酸盐溶液:溶解 13g 锅酸铵 (NH4) 6Mo 7O 24·4H 2O 于 100mL 水中。溶解 0.35g 酒石酸锑氧钾 K(SbO)C4H 4O 6·1/2H2O 于 100mL 水中。 在不断搅拌下, 将钼酸铵溶液徐徐加到 300mL1+1硫酸 中, 加酒石酸锑氧钾溶液并且混合均匀。 试剂贮存在棕色的玻璃瓶中 于冷处保存。至少稳定 2个月。
(4)浊度 -色度补偿液:混合两份体积的 1+1硫酸和一份体 积的 10%(m/V)抗坏血酸溶液。此溶液当天配制。
(5)磷酸盐储备溶液:将磷酸二氢钾 (KH2PO 4) 于 110℃干燥 2h ,在干燥器中放冷。称取 0.217g 溶于水,移入 1000mL 容量瓶中。 加 1+1硫酸 5mL ,用水稀释至标线。此溶液每毫升含 50.0ug 磷 (以 P 计 ) 。
(6)磷酸盐标准溶液:吸取 10.00mL 磷酸盐储备液于 250mL 容量瓶中,用水稀释至标线。此溶液每毫升含 2.00ug 磷。临用时现 配。
4.步骤
(1)校准曲线的绘制。 向 50mL 具塞比色管中分别加入磷酸
盐标准使用液 0、 0.50、 1.00、 3.00、 5.00、 10.00、 15.0mL , 加水 50mL 。 显色:向比色管中加入 1mLl0%(m/V)抗坏血酸溶液混均 匀, 30s 后加 2mL 钼酸盐溶液充分泥匀,放置 15min 。
测量:用 10mm 或 30mm 比色皿,于 700 nm波长处,以 零浓度溶液为参比,测量吸光度。
(2)样品测定。 取适量水样 (使含磷量不超过如 30ug) 用水稀 释至标线。 以下按绘制标准曲线的步骤进行显色和测量。 减去空白试 验的吸光度,并从标准曲线上查出含磷量。
5.计算
c=
V
m
式中:c ——正磷酸盐的浓度, mg/L:
m ——由校准曲线查得的磷量, ug ;
V ——水样体积, mL 。
【注意事项】
(1)如试样中浊度或色度影响测量吸光度时,需做补偿校 正。在 50mL 比色管中,水样定容后加入 3mL 浊度补偿液,测量吸 光度,然后从水祥的吸光度中减去校正吸光度。
(2)室温低于 13℃时,可在 20~30℃水浴中显色 15min 。
(3)操作所用的玻璃器皿,可用 1+5的盐酸浸泡 2h ,或用 不含磷酸盐的洗涤剂刷洗。
(4)比色皿用后应以稀硝酸或铬酸洗液浸泡片刻,以除去 吸附的钼蓝显色物。
三、思考题
(1)水体中磷的存在形式有哪些 ? 对水体有哪些危害?
(2)分析显色温度和时间对显色的影响,如何控制 ?
实验七 水中氨氮的测定
一、目的
氨氮以游离氨 (NH3) 或氨盐 (NH4+)形式存在于水中, 主要来源 于生活污水中含氮有机物的分解、 工业废水及农田排水。 氨氮的测定 是了解水体被含氮有机物污染情况的手段之一。 通过本实验, 掌握微 量蒸馏及微量滴定技术。
二、原理
碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡黄棕色胶态化合 物,其色度与氨氮含量成正比,通常可在波长 410~425nm范围内测 其吸光度,计算其含量。本法最低检出浓度为 0.025mg/L(光度法 ) , 测定上限为 2mg/L。
三、仪器
全玻璃蒸馏器 (500mL):具塞比色管 (50mL);分光光度计 ;pH 计。
四、试剂
配制试剂用水均应为无氨水。
(1)无氨水:可用一般纯水通过强酸性阳离子交换树脂或 加硫酸和高锰酸钾后,重蒸馏得到。
(2)1mol/L氢氧化钠溶液。
(3)吸收液:①硼酸溶液:称取 20g 硼酸溶于水中,稀释 至 1L 。② 0.01mol/L硫酸溶液。
(4)纳氏试剂:称取 16g 氢氧化钠, 溶于 50mL 水中, 充分
冷却至室温。另称取 7g 碘化钾和 10 g 碘化汞 (HgI2) 溶于水,然后将 此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中, 用水稀释至 l00mL , 贮于 聚乙烯瓶中,密塞保存。
(5)酒 石 酸 钾 钠 溶 液 :称 取 50 g 酒 石 酸 钾 钠 (KNaC4H 4O 6·4H 2O) 溶于 100mL 水中,加热煮沸以除去氨,放冷, 定容至 100mL 。
(6)铵标准储备溶液:称取 3.819g 经 100℃干燥过的氯化 铵 (NH4Cl) 溶于水中, 移入 l000mL 容量瓶中, 稀释至标线。 此溶液每 毫升含 1.00mg 氨氮。
(7)铵标准使用溶液:移取 5.00mL 铵标准储备液于 500mL 容量瓶中,用水稀释至标线。此溶液每毫升含 0.010mg 氨氮。
五、测定步骤
(1)水样预处理;无色澄清的水样可直接测定;色度、浊 度较高和含干扰物质较多的水样, 需经过蒸馏或混凝沉淀等预处理步 骤。
(2)标准曲线的绘制:吸取 0、 0.50、 1.00、 3.00、 5.00、 7.00和 10.0mL 铵标准使用液于 50mL 比色管中,加水至标线,加 1.0mL 酒石酸钾钠溶浓,混匀。加 1.5mL 纳氏试剂,混匀。放置 l0min 后, 在波长 420 nm处,用光程 l0mm 比色皿,以水为参比,测定吸光度。 由测得的吸光度, 减去零浓度空白管的吸光度后, 得到校 正吸光度,绘制以氨氮含量 (mg)对校正吸光度的标准曲线。
(3)水样的测定:分取适量的水样 (使氨氮含量不超过
0.1mg) ,加入 50mL 比色管中,稀释至标线,加 1.0mL 酒石酸钾钠溶 液 (经蒸馏预处理过的水样,水样及标准管中均不加此试剂 ) ,混匀, 加 1.5mL 的纳氏试剂,混匀,放置 10min 后,在波长 420 nm处,用 光程 10mm 比色皿,以水为参比,测定吸光度。
(4)空白试验:以无氨水代替水样,做全程序空白测定。 六、计算
由水样测得的吸光度减去空白实验的吸光度后, 从标准曲线上 查得氨氮含量 (mg)。
c =m 1000/V
式中:c ——氨氮浓度, mg/L;
m ——由校准曲线查得样品管的氨氮含量, mg ; V ——水样体积, mL 。
【注意事项】
(1)纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例,对显色反应的灵 敏度有较大影响。静置后生成的沉淀应除去。
(2)滤纸中常含痕量铵盐,使用时注意用无氨水洗涤。所 用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的污染。
七、思考题
(I)蒸馏操作中怎样避免发生倒吸 ?
(2)无氨水如何配制 ?
实验九 大气中总悬浮颗粒物的测定
一、目的
总悬浮颗粒物指能悬浮在空气中, 空气动力学当量直径≤ 100um 的颗粒物和液粒, 即指粒径在 100 um以下的颗粒物, 记作 TSP , 是大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。 它主要来源于燃料燃 烧时产生的烟尘、生产加工过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风 沙扬尘以及气态污染物经过复杂物理化学反应在空气中生成的相应 的盐类颗粒。 总悬浮颗粒物的浓度以每立方米空气中总悬浮颗粒物的 毫克数表示。 其对人体的危害程度主要取决于自身的粒度大小及化学 组成。 TSP 中粒径大于 10 um的物质, 几乎都可被鼻腔和咽喉所捕集, 不进入肺泡。对人体危害最大的是 10um 以下的悬浮状颗粒物,称为 飘尘 (后改称为可吸入颗粒物 ) 。飘尘可经过呼吸道沉积于肺泡。慢性 呼吸道炎症、 肺气肿、 肺癌的发病与空气颗粒物的污染程度明显相关, 当长年接触颗粒物浓度高于 0.2mg/m3的空气时,其呼吸系统病症增 加。
国家环境质量标准规定,居住区 TSP 日平均浓度低于 0.3mg /m 3,年平均浓度低于 0.2mg/m3。
二、原理
用重量法测定大气中总悬浮颗粒物的方法一般分为大流 量 (1.1~1.7m3/min) 采样法和中流量 (0.05~0.15m3/min) 采样法。其原 理基于:抽取一定体积的空气,使之通过已恒重的滤膜,则悬浮微粒 被阻留在滤膜上, 根据采样前后滤膜重量之差及采气体积, 即可计算
总悬浮颗粒物的质量浓度。
本实验采用中流量采样法测定。
三、仪器
(1)中流量采样器:流量 50~150L/min,滤膜直径 8~10 cm。
(2)流量标准装置:经过罗茨流量计校准的孔口校准器。
(3)气压计。
(4)滤膜:超细玻璃纤维滤膜或聚氯乙烯滤膜。
(5)滤膜贮存袋及贮存盒。
(6)分析天平:感量 0.1mg 。
四、测定步骤
1.采样器的流量校准
采样器每月用孔口校准器进行流量校准。
2.采样
(1)每张滤膜使用前均需用光照检测,不得使用有针孔或 有任何缺陷的滤膜采样。
(2)迅速称重在平衡室内已平衡 24h 的滤膜,读数准确至 0.1mg , 记下滤膜的编号和重量, 将其平展地放在光滑洁净的纸袋内, 然后贮存于盒内备用。 天平放置在平衡室内, 平衡室温度在 20~25℃, 温度变化小于±3℃,相对湿度小于 50%,湿度变化小于 5%。 (3)将己恒重的滤膜用小镊子取出,毛面向上,平放在采 样夹的网托上,拧紧采样夹,按照规定的流量采样。
(4)采样 5min 后和采样结束前 5min ,各记录一次 U 形压
差计压差值,读数准确至 1mm 。若有流量记录器,则直接记录流量。 测定日平均浓度一般从 8:00开始采样至第二天 8:00结束。若污染 严重,可用几张滤膜分段采样,合并后计算日平均浓度。
(5)采样后,用镊子小心取下滤膜,使采样毛面朝内,以 采样有效面积的长边为中线对叠好, 放回光滑的纸袋并贮于盒内。 将 有关参数及现场温度、大气压力等记录填写在表 8-1中。
表 8-1 总悬浮颗粒物采样记录
______市(县) ________监测点
3.样品测定
将采样后的滤膜在平衡室内平衡 24h, 迅速称重, 结果记录 有关参数于表 8-2中。
表 8-2总悬浮颗粒物浓度测定记录
______市(县) ________监测点
分析者 ___________审核者 __________
五、计算
TSP=t Qn W
?
式中:W ——采集在滤膜上的总悬浮颗粒物质量, mg ;
t ——采集时间, min ;
Q n ——标难状态下的采样流量, m 3/min ,按下式计算
33. 10132733
22
32T P P T P T Q Qn ?????= =3. 101273323
22???T T P P Q
=2.69?Q 23232T T P P ??
式中:Q 2——现场采样流量, m 3/min;
P 2——采样器现场校准时大气压力, kPa ;
P 3——采样时大气压力, kPa
T 2——采样器现场校准时空气温度, K;
T 3——采样时的空气温度, K 。
若 T 3、 P 3与采样器校准时的 T 2、 P 2相近,可用 T 2、 P 2代之。
【注意事项】
(1)滤膜称重时的质量控制:取清洁滤膜若干张,在平衡
室内平衡 24h ,称重。每张滤膜称 10次以上,则每张滤膜的平均值 为该张滤膜的原始质量,此为“标准滤膜” 。每次称清洁或样品滤膜 的同时,称量两张“标准滤膜” ,若称出的重量在原始重量±5mg 范 围内, 则认为该批样品滤膜称量合格, 否则应检查称量环境是否符合 要求,并重新称量该批样品滤膜。
(2)要经常检查采样头是否漏气。当滤膜上颗粒物与四周 白边之间的界线逐渐模糊,则表明应更换面板密封垫。
(3)称量不带衬纸的聚氯乙烯滤膜时,在取放滤膜时,用 金属镊子触一下天平盘,以消除静电的影响。
六、思考题
(1)什么叫 TSP? 它主要来源于哪里 ?
(2)怎样用重量法测定大气中的总悬浮颗粒物 ? 为提高测定 准确度,应注意控制哪些因素 ?
实验十一 环境噪声监测
一、实验目的
环境噪声与人们的生活密切相关, 它影响人们的工作、 学 习和休息。城市各类区域环境噪声标准值共分为 5级 (0、 1、 2、 3、 4级 ) ,分别为:昼问 50dB 、 55dB 、 60dB 、 65dB 、 70dB ;夜间 40dB 、 45dB 、 50dB 、 55dB 、 65dB ,具体适合的区域类型参见相关资料。本 实验要求掌握声级计的使用方法和环境噪声的监测方法, 并能用统计 方法处理数据。
二、测量仪器和条件
(1) 使用仪器是 PSJ — 2型声级计或其他普通声级计,使用 方法参看本实验附录。
(2) 天气条件要求在无雨、无雪的时间,声级计应保持传声 器膜片清洁,风力在三级以上必须加风罩 (以避免风噪声干扰 ) ,五级 以上大风应停止测量。
(3)手持仪器测量,传声器要求距离地面 1.2m 。
三、测定步骤
(1)将学校 (或某一地区 ) 划分为 25m 25m 的网格,测量点选 在每个网格的中心, 若中心点的位置不宜测量, 可移到旁边能够测量 的位置。
(2)每组三人配置一台声级计,顺序到各网点测量,时间 从 8:00~17:00,每一网格至少测量 4次,时间间隔尽可能相同。 (3)读数方式用慢档,每隔 5s 读一个瞬时 A 声级,连续读 取 200个数据。读数同时要判断和记录附近主要噪声来源 (如交通噪 声、施工噪声、工厂或车间噪声、锅炉噪声等 ) 和天气条件。
四、数据处理
环境噪声是随时间而起伏的无规律噪声, 因此测量结果一般 用统计值或等效声级来表示,本实验用等效声级表示。
将各网点每一次的测量数据 (200个 ) 顺序排列找出 L 10、 L 50、 L 90,求出等效声级 L eq ,再将该网点一整天的各次 L eq 值求出算术平 均值,作为该网点的环境噪声评价量。
以 5dB 为一等级,用不同颜色或阴影线 (表 7-4) 绘制学校 (或 某一地区 ) 噪声污染图。
表 7-4噪声污染图绘制参照表
附:PSJ — 2型声级计使用方法
(1)按下电源按键“ ON ” ,接通电源,预热半分钟,使整机进入 稳定的工作状态。
(2)电池校淮:分贝拨盘可在任意位置, 按下电池 “ BAT ” 按键, 当表针指示超过表面所标的 “ BAT ” 刻度时, 表示机内电池电能充足, 整机可正常工作,否则需要更换电池。
(3)整机灵敏度校难:先将分贝拨盘于 90 dB位置, 然后按下准 “ CAT ”和“ A ” (或“ C ”按键 ) ,这时指针应有指示,用起子放入灵 敏校正孔进行调节,使表针指在“ CAL ”刻度上,此时整机灵敏度正 常,可进行测量。
(4)分贝 (dB)拔盘的使用与读数法:转动分贝拨盘选择测量量 程, 读数时应将量程数加上表针指示数, 如当分贝拨盘 (dB)选择在 90挡, 而表针指示在 4dB 时, 则实际读数为 9+4=94dB;若指针指示为-5dB 时,则读数府为 90-5=85(dB)。
(5)“ +10dB”按钮的使用:在测试中当有瞬时大讯号出现 时,为了能快速正确地进行读数,可按下“ 110 dB”按钮,此时应按 分贝拨盘和表针指示的读数再加上 10dB 作读数。 如再按下 “ +10 dB” 按钮后, 表针指示仍超过满度, 则应将分贝拨盘转动至更高一挡再进 行读数。
(6)表面刻度:有 0.5dB 与 1dB 两种分度刻度。 0刻度以上 指示为正值,长刻度为 1dB 的分度;短刻度为 0.5dB 的分度, 0刻度 以下为负值,长刻度为 5dB 的分度,短刻度为 1dB 的分度。
(7)计权网络:本机的计权网络有 A 、 C 两档,当按下 A 或
C 时, 则表示测量的计权网络为 A 或 C , 当不按按键时, 整机不反应 测试结果。
(8)表头阻尼开关:当开关处于“ F ” ,位置时,表示表头为 “快”的阻尼状态;当开关在“ S ”位置时,表示表头为“慢”的阻 尼状态。
(9)输出插口:可将测出的电信号送至示波器、记录仪等仪 器。
五、思考题
(1)为什么噪声测量时传声器要对准声源方向 ?
(2)声级计由哪几部分构成 ?
实验一 废水色度测定
天然水和轻度污染的水可用铂钴比色法测定色度。 工业有色废 水常用稀释倍数法、文字描述法以及用三刺激值法 (又称为分光光度 法 ) 测定色皮。 这些方法可以比较科学和完整地描述废水的颜色特征。 一、铂钴比色法
1.目的
水是无色透明的。当水中存在某些物质时,会表现出一定的 颜色。 溶解性的有机物、 部分无机离子和有色悬浮微粒均可使水着色。 本实验通过测定水样的色度,对水的现存状态进行定性分析。
2.原理
用氯铂酸钾和氯化钴配成标准色列,与被测水样的颜色进行
比较。 规定 1mg/L以氯铂酸离子形式存在的铂所产生的颜色, 称为 1度。
3.仪器
50mL 高型比色管; pH 酸度计
4.试剂
铂钴标准溶液:称取 1.246 g氯铂酸钾 (K2PtCl 6) 及 1.000g1氯 化钴 (CoCl 2·6H 2O) 溶于 100mL 蒸馏水中,加 100mL 浓盐酸,用水 稀释至 1000mL 。此标准溶液相当于色度 500度。
5.测定步骤
(1)标准色列的配制:向 12支比色管中加入铂钴标准溶液 0.5mL 、 1.0mL 、 1.5mL 、 2.0mL 、 2.5mL 、 3.0mL 、 3.5mL 、 4.0 mL 、 4.5mL 、 5.0 mL、 6.0mL 、 7.0mL ,用蒸馏水稀释至标线。其色度分别 为 5度、 10度、 15度、 20度、 25度、 30度、 35度、 40度、 45度、 50度、 60度、 70度。若封住管口,可长期保存。
(2)水样测量:取 50mL 澄清水样 (若混浊,先经离心处理,取 澄清的上清液 ) ,置于比色管中,与标准铂钴色列进行比较。
比较时,在自然光下,比色管底部衬一张白纸或白色瓷板, 使光线由液柱底部向上透过, 分析者对着比色管液面, 自上而下地观 察,记下色度。
如水色超过 70度, 可取适量水样用蒸馏水稀释后比色, 直至 颜色在标准色列内,记录色度。
(3)测量水样的 pH 值 (与测色度同时进行 ) 。
6.计算
水样色度=相当于铂钴标准色列的色度×水样稀释倍数 【注意事项】
若无氯铂酸钾, 可用重铬酸钾代替。 制备标准溶液的方法 为:称取 0.0437g 重铬酸钾 (K2Cr 2O 7) 及 1.000g 硫酸钴 (CoSO4·7H 2O) , 溶于少量蒸馏水中 , 加入 0.50mL 浓硫酸, 用蒸馏水稀释至 500mL , 此 溶液色度为 500度。
二、有色废水颜色的测定及研究 (三刺激值法 ) 1.目的
通过实验了解有机废水颜色 (彩色和非彩色 ) 的特性以及颜 色的完整描述方法。 掌握分光光度法测定的操作技术及染料溶液混合 变化规律。
2.原理
按 CIE(国际照明委员会 ) 规定。用分光光度法测定有色废 水的三刺激值,然后查图和表,求出废水的色调(红、黄、绿等 ) , 用主波长表示,亮度用明度表示,饱和度 (深、浅淡等 ) 用纯度表示。 明度 0.3以下可不必表示彩度,属于非彩色的黑白系列。
3.仪器和试剂
分光光度计; 过滤系统:250mL 带支管的滤瓶; 坩埚的托架; 金属微滤网过滤坩埚 (平均孔隙度 40um) ;煅烧过的助滤剂;真空系 统。
不同颜色的直接染料和阳离子染料,按情况分别配成
0.1~1.0mg/L备用。
根据表 5— 1所列,从主波长查出色调。
4.结果
用主波长 (nm),颜色色调、明度和纯度表示废水 (或溶液 ) 在 pH 7.6和原来 pH 的颜色特性,若明度小于 0.3则为黑白系列,可 不必表示色调。
对彩色可写作:H ·V /C=色调·明度值 /纯度。
对黑白系列中性色可写作:N ·V /C=中性色·明度值 /纯 度。
三、思考题
(1)作纯染料溶液浓度 -透光率 (或吸光度 ) 曲线,
(2)比较混合色和原色的颜色特性变化关系。
(3)从 (1)和 (2)可得到什么结论?
实验二 水中化学需氧量 (COD)的测定及高锰酸盐指数 一、水中化学需氧量 (COD)的测定
1.目的
化学需氧量 (COD ) , 是指在一定条件下, 用强氧化剂处理 水样时所消耗的氧化剂的量, 以每升水中含氧的毫克数表示。 水中还 原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。通过化学需氧 量的测定,可反映水中受还原性物质污染的程度。对于工业废水,我 国规定用重铬酸钾法,其测得的值称为化学需氧量 (COD Cr ) 。水样的 化学需氧量,可受加入氧化剂的种类及浓度,反应溶液的酸度、反应 温度和时间,以及催化剂的有无而获得不同的结果。因此,化学需氧 量亦是一个条件指标,必须严格按操作步骤进行。
2原理
在强酸性溶液中, 一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物 质,过量的重铬酸钾以试亚铁灵做指示剂,用硫酸亚铁铵溶液回滴。 根据用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。
3.仪器
〔 1) 回流装置:带 250mL 锥形瓶的玻璃回流装置 (图略 ) , 如取样量在 30mL 以上,采用 500mL 锥形瓶的玻璃回流装置;
(2)加热装置,电热板或变阻电炉;
(3)50mL酸式滴定管。
4.试剂
(1)重铬酸钾标准溶液 (1/6K 2Cr 2O 7=O=0.250 0mol/L):称 取预先在 120℃烘干 2h 的基准或优级纯重铬酸钾 12258g 溶于水中, 移入 1000mL 容量瓶中,稀释至标线,摇匀。
(2)试 亚 铁 灵 指 示 液 :称 取 1.485g 邻 菲 罗 啉 (C12H 8N 2·H 2O) , 0.695g 硫酸亚铁 (FeSO4·7H 2O) 镕于水中,稀释至 100mL ,贮于棕色瓶内。
(3)硫酸亚铁铵标准溶液 [(NH4) 2Fe(SO4) 2·6H 2O ≈ 0.1mol/L]:称取 39.5g 硫酸亚铁铵溶于水中,边搅拌边缓慢加入 20mL 浓硫酸, 冷却后移入 l000mL 容量瓶中,加水稀释至标线,摇匀。临用前,用 重铬酸钾标准溶液标定。
标定方法:准确吸取 10.00mL 左右重铬酸钾标准溶液于 500mL 锥形瓶中,加水稀释至 110mL 左右,缓慢加入 30mL 浓硫酸, 混匀。冷却后,加入 3滴试亚铁灵指示剂 (约 0.15 mL) ,用硫酸亚铁 铵溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。
式中:c ——硫酸亚铁铵溶液的浓度, mol/L;
v ——硫酸亚铁铵标准滴定镕液的用量, mL 。
(4)硫酸 -硫酸银溶液:于 2500mL 浓硫酸中加入 25g 硫酸 银,放置 1~2d,不时摇动使其溶解 (如无 2500mL 容器,可在 500mL 浓硫酸中加入 5g 硫酸银 ) 。
(5)硫酸汞:结晶或粉末。
5.预定步四
(1)取 20.00mL 混 合 均 匀 的 水 样 (或 适 量 水 样 稀 释 至 20.00mL) 置 250mL 磨口的回流锥形瓶中,准确加入 10.00mL 重铬酸 钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石, 连接磨口回流冷凝管, 从冷凝管
上口慢慢地加入 30mL 硫酸 -硫酸银溶液,轻轻摇动锥形瓶使溶液混 匀,加热回流 2h(自开始沸腾时计时 ) 。
注①:对于化学需氧量高的废水样, 可先取上述操作所需 体积 1/10 的废水样和试剂,于 15㎜×150㎜硬质玻璃试管中,摇 匀,加热后观察是否变成绿色。如溶液显绿色,再适当减少废水取样 量,直至溶液不变绿色为止,从而确定废水样分析时应取用的体积。 稀释时, 取废水水样量不得少于 5mL , 如果化学需氧量很高, 则废水 样应多次稀释。
注②:废水中氯离子含量超过 30mg/L时, 应先把 0.4g 硫 酸汞加入回流锥形瓶中,再加 20.00mL(或适量废水稀释至 20.00mL) 摇匀。以下操作同上。
(2)冷却后,用 90 mL 水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶。溶 液总体积不得少于 140mL ,否则将因酸度太大而导致滴定终点不明 显。
(3)溶液再度冷却后,加 3滴试亚灵指示液,用硫酸亚铁 铵标准溶液滴定, 溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点, 记 录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
(4)测定水样的同时,以 20.00mL 重蒸馏水,按同样操作 步骤作空白试验。记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。 (5)实 验 过 程 中 , 分 别 在 六 个 实 验 室 分 析 COD Cr 为 150mL/L的邻苯二甲酸氢钾标准溶液,实验室内相对标准偏差为 5.3%。
6.计算
式中:c ——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度, mol/L;
V o ——滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量, mL; V 1——滴定水祥时硫酸亚铁铵标准溶液的用量, mL ; V ——水样的体积, mL ;
8——氧 (1/20)摩尔质量, g/mol。
【注意事项】
(1)使用 0.4g 硫酸汞络合氯离子的最高量可达 40mg , 如取 用 20.00mL 水样,即最高可络合 2000 mg/L 氯离子浓度的水样。若 氯离子浓度较低, 亦可少加硫酸汞, 使保持硫酸汞:氯离子=10:1(W /W) 。若出现少量氯化汞沉淀,并不影响测定。
(2)水样取用体积可在 10.00~50.00mL, 但试剂用量及浓度 需按表 5-2进行相应调整,也可取得满意的结果。
(3)对于化学需氧量小于 50mg/L的水样,应改用 0.0250 mol/L重铬酸钾标准溶液。 回滴时用 0.01 mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。
(4)水样加热回流后,溶液中重铬酸钾剩余量 1/5~4/5为宜。
(5)用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技 术时,由于每克邻苯二甲酸氢钾的理论 COD Cr 为 1.176g, 所以溶解 0.4251g 邻苯二甲酸氢钾于重蒸馏水中,转入 1000mL 容量瓶,用重 蒸馏水稀释至标线, 使之成为 500mg/L的 COD Cr 标准溶液。 用时新 配。
(6) CODCr 的测定结果应保留三位有效数字。
(7)每次实验时, 应对硫酸亚铁铵溶液进行标定 , 室温较高 时尤其应注意其浓度的变化。
(8)酸性重铬酸钾氧化性很强,可氧化大部分有机物,加 入硫酸银作催化剂时, 直链脂肪族化合物可完全被氧化, 而芳香族有 机物却不易被氧化, 挥发性直链脂肪族化合物、 苯等有机物存在于蒸 气相, 不能与液体氧化刑接触, 氧化不明显。 氯离于能被重铬酸钾氧 化, 并且能与硫酸银作用产生沉淀, 影响测定结果, 故在回流前向水 样中加入硫酸汞,使其成为络合物以消除干扰。氯离子含量高于 2000mg/L的样品应先做定量稀释,使含量降低至 2000mg/L以下再 行测定。
7.思考题
(1)硫酸亚铁铵标准溶液在使用前为什么要用重铬酸钾标 准溶液标定 ?
(2)废水的 pH 值对化学耗氧量的测定有何影响 ?
二、高锰酸盐指数 (CODMn )
高锰酸盐指数 (CODMn ) , 是指在一定条件下, 以高锰酸钾 为氧化剂处理水样时所消耗的量,以氧的 mg/L来表示。水中的亚硝 酸盐、 亚铁盐、 硫化物等还原性无机物和在此条件下可被氧化的有机 物, 均可消耗高锰酸钾。 因此, 可通过高锰酸钾指数测定水体受还原 性有机 (和无机 ) 物质污染的程度。
(一 ) 酸性法
1.原理
水样加入硫酸呈酸性后, 加入一定量的高锰酸钾溶液, 并 在沸水浴中加热反应一定时间。 剩余的高锰酸钾, 用过量草酸钠溶液 还原, 再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠, 通过计算求出高锰酸盐 指数值。
显然, 高锰酸盐指数是一个相对的条件性指标, 其测定结 果与溶液的酸度、高锰酸盐的浓度、加热温度和时间有关。因此,测 定时必须严格遵守操作规定,使结果具可比性,
2.仪器
沸水浴装置; 250mL 锥形瓶; 50mL 酸式滴定管; 定时钟。 3.试剂
(1)高锰酸钾溶液 (1/5KMnO 4=0.1mol/L):称取 3.2g 高 锰酸钾溶于 1.2L 水中,加热煮沸,使体积减少到约 l L,放置过夜, 用 G-3玻璃砂芯漏斗过滤后,将滤液贮于棕色瓶中保存。
(2)高锰酸钾溶液 (1/5KMnO 4=0.01mol/L);吸取 100mL
上述高锰酸钾溶液,用水稀释至 1000mL ,贮于棕色瓶中。使用当天 应进行标定,并调节至 0.01mol/L准确浓度。
(3)1+3硫酸。
(4)草酸钠标准溶液 (1/2Na 2C 2O 4=0.1000mol/L),称取 0.6705g 在 l05~110℃烘干 1h 后冲却的草酸钠溶于水中. 移入 100mL 容量瓶中,用水稀释至标线。
(5)草 酸 钠 标 准 溶 液 (1/2Na2C2O4=0.0100mol/L):吸 取 10.00mL 上述草酸钠溶液, 移入 100mL 容量瓶中, 用水稀释至标线。 4.步骤
(1)分取 100mL 混匀水样 (如高锰酸盐指数高于 5mg/L, 则 酌情少取,并用水稀释至 100mL) 于 250mL 锥形瓶中。
(2)加入 5Ml+3硫酸,混匀。
(3)加入 10.00mL 0.01mol/L高锰酸钾溶液, 摇匀, 立即放 入沸水浴中加热 30min(从水浴重新沸腾起计时 ) 。沸水浴液面要高于 反应溶液的液面。
(4)取下锥形瓶,趁热加入 10.00mL0.0100mol/L—草酸钠 标准溶液,摇匀。立即用 0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红色, 记录高锰酸钾溶液消耗量。
(5)高锰酸钾溶液浓度的标定;将上述已滴定完毕的溶液 加热至约 70℃,准确加入 10.00mL 草酸钠标准溶液 (0.0100mol/L), 再用 0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红色。 记录高锰酸钾溶液的 消耗量,按下式求得高锰酸钾溶液的校正系数 K :
式中:V ——高锰酸钾溶液消耗量, mL 。
若水样经稀释时,应同时另取 100mL 水,采用相同操作 步骤进行空白试验
5.计算
(1)水样不经稀释
式中; V 1——滴定水样时, 高锰酸钾溶液的消耗量, mL ; K ——校正系数;
N ——高锰酸钾溶液浓度, mol/L;
8——氧 (1/2O) 摩尔质量。
(2)水样经稀释
式户:V 0——空白试验中高锰酸钾溶液消耗量, mL ;
V 2——分取水样量, mL ;
c ——稀释的水样中含水的比值,例如 10.00mL 水样用 90mL 水稀释至 100mL ,则 c =0.90。
[注意事项 ]
(1)在水浴中加热完毕后,溶液仍应保持淡红色,如变浅 或全部褪去, 说明高锰酸钾的用量不够。 此时, 应将水样稀释倍数加
大后再测定。
(2)在酸性条件下,草酸钠和高锰酸钾的反应温度应保持 在 60~80℃,所以滴定操作必须趁热进行,若溶液温度过低,需适当 加热。
(3)酸性法适用于氯离子含量不超过 300mg/L的水样。当 水样的高锰酸盐指数值超过 5mg/L时,则酌情分取少量,并用水稀 释后再进行测定。
(4)五个实验室分析高锰酸钾指数为 4.0mg/L的葡萄糖标 准溶液,实验室内相对标准偏差为 4.2%,实验室间相对标难偏差为 5.2%。
(5)水样采集后,应加入硫酸使 pH 调至<2,以抑制微生 物活动。样品应尽快分析,必要时应在="" 0~5℃冷藏保存,并在="" 48h="" 内="">2,以抑制微生>
(二 ) 碱性法
1.原理
在碱性溶液中, 加一定量高锰酸钾溶液于水样中, 加热一 定时间以氧化水中的还原性无机物和部分有机物。 加酸酸化后, 用过 量草酸钠溶液还原剩余的高锰酸钾,再以高锰酸钾溶液滴定至微红 色。
2.仪器
同酸性法。
3.试剂
50%氢氧化钠溶液;其余同酸性法试剂。
4.测定步骤
(1)分取 l00mL 混匀水样 (或酌情少取, 用水稀释至 100mL) 于锥形瓶中, 加入 0.5mL50%氢氧化钠溶液, 加入 10.00 mL 0.01mol/L高锰酸钾溶液。
(2)将锥形瓶放入沸水浴中加热 30min(从水浴重新沸腾起 计时 ) ,沸水浴的液面要高于反应溶液的液面。
(3)取下锥形瓶,冷却至 70~80℃,加入 1+3硫酸 5mL , 加入 0.0100mol/L草酸钠标准溶液 10.00mL ,摇匀。
(4)用 0.01mol/L高锰酸钾溶液回滴至溶液呈微红色为止。 高锰酸钾溶液校正系数的测定与酸性法同。
5.计算
同酸性法。
[注意事项 ]
同酸性法。
三。思考题
(1)试比较用酸性法与碱性法在测定高锰酸盐指数时存在的异 同。
(2)试分析用高锰酸钾法和重铬酸钾法测定废水化学需氧量时 的区别。
实验四 水中生化需氧量的(BOD )测定
一、目的
生化需氧量是在有氧的条件下, 水中微生物分解有机物所 需溶解氧的量。以氧的 mg/L表示。一般在 20℃下培养 5d ,测定所 消耗的溶解氧量,以 BOD 5表示。主要的测定方法是采用碘量法:叠 氮化钠碘量法、 高锰酸钾碘量法、 明矾凝聚碘量法, 但电极法可自动 连续监测。 本实验目的在于掌握生化需氧量的测定原理及方法, 学会 使用生化培养箱。
二、原理
水中微生物在好气条件下分解有机质的同时消耗溶解氧, 在 20℃下, 5d 溶解氧减少的量就是五日生化需氧量。
三、仪器
生化培养箱 [控制温度 (20±1) ℃ ]; 白瓷盘:量筒 (100mL ) ; 锥形瓶 (250mL);溶解氧瓶;移液管 (2.0mL、 25mL 、 100mL) 。 四、试剂
(1)氯化钙溶液:称取 27.5g 化学纯无水氯化钙, 溶于水中 稀释至 l L。
(2)三 氯 化 铁 溶 液 :称 取 0. 25g 化 学 纯 三 氯 化 铁 (FeCl3·7H 2O ) ,溶于水中,稀释至 1L 。
(3)硫酸镁溶液:称取 22.5g 化学纯硫酸镁 (MgSO4·7H 2O) , 稀释至 1L 。
(4)磷酸盐缓冲液:称取 8.5g 化学纯磷酸二氢钾, 21.75g 化学纯磷酸氢二钾, 33.4g 化学纯磷酸氢二钠 (Na2HPO 4·7H 2O) 和 1.7g 化学纯氯化氨溶于 500mL 水中, 稀释至 l L。 此溶液的 pH 值应为 7.2。
(5)稀释水:在 20L 大玻璃瓶内装入一定量的蒸馏水 (含铜 量小于 0.01mg/L,其中蒸馏水加上述四种试剂各 1mL , 用水泵均匀连 续通过经活性炭过滤的空气 1~2d,使水中溶解氧接近饱和,然后用 清洁的棉塞塞好,静置稳定 1d 。
(6)硫 酸 锰 溶 液 :称 取 480 gMnSO 4·4H 2O 或 364gMnSO 4·H 2O 溶于水中,稀释至 1L 。
(7)碱 性 碘 化 钾 溶 液 :称 取 500 g 氢 氧 化 钠 溶 解 于 300~400mL水中,同时称取 150g 碘化钟溶解于 200mL 水中,将两 种溶液合并混合,用水稀释至 1L, 若有沉淀物,则应放置过夜,倾出 上层清液,贮于棕色试剂瓶中,用橡皮塞塞紧。
(8)1+5硫酸溶液。
(9)0.5%淀粉溶液:将 0.5g 可溶性淀粉用少量水调成糊状, 再用刚煮沸的水冲至 100mL ,冷却后,加 0.1g 或 0.4g 氯化锌。 (10)0.0042mol/L重铬酸钾标淮溶液:精确称取在 110℃干 燥 2h 的重铬酸钾 1.226g 溶于水中, 在 1L 容量瓶中定容混合, 摇匀, 移至清洁干燥的棕色细口瓶中。
11. 0.025mol/L硫代硫酸钠标准溶液:溶解 6.2g 硫代硫 酸钠于已煮沸并放冷的水中,定容至 1L ,加入 0.2g 碳酸钠或 5mL 氯伤, 贮于棕色瓶中, 使用前用 0.004 2mol/L重铬酸钾标准溶液标定。 五、测定步骤
(1)水样的稀释:首先根据水样中有机物含量来选择适当的 稀释比, 一般需要做三个稀释比, 经验的方法是用化学需氧量 (CODMn )
除以 3即得最低稀释比,再选用两个近邻较高数值作为第二个稀释 比,确定稀释比后,用虹吸法先把一定量污水引入 1L 量筒中,再引 入所需要的稀释水, 用特别的搅拌器小心搅匀。 然后用虹吸管将此溶 液引入两个同一编号溶解氧瓶中,直到充满后溢出少许为止。盖严, 注意瓶内不应有气泡。 加上封口水, 用同样方法配制另外两个稀释比 的水样。
(2)另取两个同一编号的溶解氧瓶加入稀释水,作为空白。
(3)每个稀释比及空白各取一瓶放入培养箱中,在 (20±1) ℃下培养 5d 。在培养过程中需要每天添加封口水,另一瓶当日测 定溶解氧,五昼夜后测定培养箱中水样的溶解氧量。
(4)溶解氧测定:轻轻打开溶解氧瓶塞。立即用吸管插入 液面下,加入 2.0mL 硫酸锰,再加入 2.0mL 碱性碘化钾。盖好瓶盖 塞。 将瓶颠倒数次, 打开瓶塞, 加入 20mL 浓硫酸, 混匀。 用 100mL 移液管吸取上述溶液, 注入 25mL 锥形瓶中, 用标定的硫代硫酸钠溶 液滴定至溶液呈淡黄色,加入 1mL 0.5%淀粉溶液,再继续滴定至恰 好使蓝色褪去为止,记录用量。
六、计算
式中:N ——硫代硫酸钠标准溶液浓度, mol/L;
V ——滴定时消耗硫代硫酸钠标准溶液体积, mL 。
式中:D 1——培养液在培养前的溶解氧, mg/L;
D 2——培养液在培养后的溶解氧, mg/L;
B 1——稀释水在培养前的溶解氧, mg/L;
B 2——稀释水在培养后的溶解氧, mg/L;
f 1——稀释水在培养液中所占的比例:
f 2——水样在培养液中所占的比例。
选取耗氧率为 40%~70%的培养水样计算 BOD 5。
[注意事项 ]
(1)整个操作过程中避免溶解氧瓶中出现气泡。
(2)水样中若有游离的碱酸,应预先中和再进行稀释培养。
(3)水样中含有游离氯大于 0.1mg/L时,应加亚硫酸钠或硫代 硫酸钠除去。
七、思考题
(1) 水中生化需氧量的测定为什么用五日生化需氧量来表示 ?
(2)废水水样在培养过程中有何条件 ? 为什么 ?
范文五:环境监测实验
环境分析实验教案
任课教师:赵艳琴
河北联合大学 化学工程学院
实验五. 差值紫外吸收光谱法测定废水中微量苯酚
一、实验目的及要求
1. 学会使用紫外-可见分光光度计;
2. 掌握差值吸收光谱法测定废水中微量苯酚的方法。
二、实验原理
酚类化合物在酸、碱溶液中发生不同的离解,其吸收光谱也发生变化。例如,苯酚在紫外光区有两个吸收峰,在酸性或中性溶液中,λmax为210nm和272nm,在碱性溶液中,λmax位移至235nm和288nm:
图1为苯酚在两种溶液中的吸收光谱。在紫外分析中,有时利用不同的酸、
碱条件下光谱变化的规律直接对有机化合物进行测定。
图1 苯酚的紫外吸收光谱
曲线A:在0.1mol/L KOH溶液中苯酚的吸收光谱;
曲线B: 在中性溶液中苯酚的吸收光谱;
曲线A-B:苯酚的差值光谱
废水中含有多种有机杂质,干扰苯酚在紫外区的直接测定。如果将苯酚的中性溶液作为参比溶液,测定苯酚碱性溶液的吸收光谱,利用两种光谱的差值光谱,就有可能消除杂质的干扰,实现废水中苯酚含量的直接测定。这种利用两种溶液中吸收光谱的差异进行测定的方法,称为差值吸收光谱法。
三、仪器与试剂
仪器:紫外—可见分光光度计;容量瓶(50mL 10个);吸量管(10mL,5mL)。 试剂:苯酚标准溶液:称取苯酚0.004 mol·L-1;KOH溶液:0.1mol·L-1。
四、实验步骤
1. 配制苯酚的标准系列溶液
将10个50 mL容量瓶分成两组,各自编号。按表1所示加入各种溶液,再用水稀释至刻度,摇匀,作为苯酚的标准系列溶液。
表1 配制溶液数据表
2. 绘制苯酚的吸收光谱
取上述第3号的一对溶液,用1cm吸收池,以水作参比溶液,分别绘制苯酚在中性溶液和碱性溶液中的吸收光谱(250nm-320nm)。然后用苯酚的中性溶液作参比溶液,绘制苯酚在碱性溶液中的差值光谱,将数据填入表2,找差值光谱中的最大吸收波长。
3. 测定苯酚两种溶液的光谱差值
从上述绘制的差值光谱中,选择288nm附近最大吸收波长作为测定波长λmax,在紫外可见分光光度计上固定测定波长为λmax, 然后以中性溶液为参比,测定碱性溶液的吸光度,即苯酚溶液两种光谱的吸光度差值。以苯酚浓度为横坐标,以苯酚溶液两种光谱的吸光度差值为纵坐标,绘制标准曲线(表3)。
4. 未知试样中苯酚含量的测定
将4个50 mL容量瓶分成两组,每组2个。分别加入未知样4ml。将其中2个用去离子水稀释,其余2个加入5.0 mL KOH溶液,再用去离子水稀释至刻度、分别摇匀。分成2对,用1cm吸收池测定光度差值。
五、注意事项
1. 熟悉仪器使用及注意事项;
2. 利用差值光谱进行定量测定,两种溶液中被测物的浓度必须相等。
六、数据处理
1. 将表中测得的光谱差值,绘制成吸光度—浓度曲线,计算回归方程; 2. 利用所得曲线或回归方程,计算未知样品中苯酚的含量(用mol·L-1表示); 3. 计算苯酚在碱性溶液(288nm附近)中的表观摩尔吸收系数。
表2 实验测定数据
七、思考题
1. 绘制苯酚在中性溶液、碱性溶液中的光谱和差值光谱时,应如何选择参比溶液?
2. 在苯酚的差值光谱上有两个吸收峰,本实验采用288nm测定波长,是否可以用235nm波长作测定波长?为什么?
3. 试说明差值吸收光谱法与示差分光光度法有何不同?
实验六 气相色谱分析—内标法测定邻二甲苯中杂质
一、实验目的
(1)熟悉气相色谱仪的操作,进一步了解仪器的性能。 (2)掌握内标法定量的基本原理。
(3)学习应用内标法测定试样中杂质含量的方法。 二、实验原理
对于试样中少量杂质的测定,或只需测定试样中某些组分时,可采用内标法定量。用内标法测定时需在试样中加入一种物质作为内标物,而内标物质应符合下列条件:
(1) 应是试样中不存在的物质;
(2) 内标物的色谱峰位置,应位于被测组分色谱峰的附近; (3) 其物理性质及物化性质应与被测组分相近。 (4) 加入的量应与被测组分含量接近。
设在重量为W的试样中加入内标物重量为Ws,被测组分的重量为Wi,被测组分与内标物的色谱峰面积分别为Ai,As,则
Ci%=
WiW?WsW?Aifi
?100=i?100=s?100WW?WsW?Asfs
若以内标物作标准,则可设fs=1,那么:
Ci%=
Ws?Aifi
?100
W?As
Ai/As 在不知道fi的情况下,可用内标标准曲
线法。即准确配制一系列标准溶液(内标物重量恒定),分别注入色谱仪中,测得相应的Ai/As,绘制Ai/As-Wi/Ws内标标准曲线,如图所示。然后准确称取一定量的试样,加入与标准溶液同样量的内标物,混匀后进样,即可得到试样中该组分与内标物的峰面积之比Ai/As,根据此峰面积比,就可从标准曲线上查得相应的重量比Wi/Ws,则
C
i%=
Ws?Wi
?100
W?Ws
图 内标标准曲线
Wi/Ws
内标法定量结果准确,对于进样量及操作条件不需严格控制,内标标准曲线法更适用于工厂的控制分析。
本实验以苯作内标物,以内标标准曲线法测定邻二甲苯中杂质环己烷的含量,出峰顺序为环己烷,苯,邻二甲苯。 三、仪器与试剂
实验仪器:GC112A型气相色谱仪、氢气发生器、色谱柱(PEG-20M不锈钢填充柱)、皂膜流量计、微量液体进样器(5μL)
实验试剂:环己烷(分析纯)、苯(分析纯)、邻二甲苯(分析纯) 四、实验步骤:
(一)标准溶液的配制:
按下表准确配制一系列标准溶液,分别置于具塞试剂瓶中混匀备用。
(二)实验条件:
1、流速:60mL/min左右;
2、柱温:100℃、汽化室温度:150℃ 3、检测器:TCD,检测器温度为150℃ 4、进样量:5μL
(三)未知样品的配制:
称取未知样品40.0 g (称至0.0001 g) 于具塞试剂瓶中,准确加入0.8780 g苯混匀备用。 (四)色谱分析:
1. 分别吸取上述各标准溶液及未知溶液5μL注入色谱仪中,记录下色谱图。 2. 计算出各溶液相应的环己烷与苯的重量比Wi/Ws和峰面积比Ai/As。 3. 绘制Ai/As-Wi
/Ws内标标准曲线。
4. 根据未知样品的Ai/As值,于标准曲线上查出相应的Wi/Ws。 5. 计算未知样品中苯的百分含量。 五、实验数据处理:
计算公式:
Ci%=
Ws?Wi
?100
W?Ws
六、思考题:
1. 内标法定量有何优点?对内标物有何要求?
2. 实验中是否要严格控制进样量?实验条件改变是否会影响测定结果?为什么?
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