水质分析技术(第2版)/王有志

1 水质分析概述 1

1.1 水质分析的任务与内容 1

1.1.1 水质分析的任务 1

1.1.2 水质分析的内容 2

1.2 水质指标和水质标准 4

1.2.1 水质指标 4

1.2.2 水质标准 8

1.3 水样的采集与保存 8

1.3.1 水样的采集 8

1.3.2 水样的保存 9

1.4 水质分析的基本计算 10

1.4.1 基准物质、基准溶液、标准溶液和标准滴定溶液 10

1.4.2 标准滴定溶液浓度的表示法 10

1.4.3 滴定分析的计算 11

1.5 水质分析结果的误差及其表示方法 13

1.5.1 误差及其产生的原因 13

1.5.2 误差的表示方法 14

1.6 数据处理 15

1.6.1 有效数字 15

1.6.2 有效数字修约及计算规则 17

思考题与习题 18

2 水质分析技能基础知识 19

2.1 常用玻璃仪器及其他器皿、器具 19

2.1.1 常用玻璃仪器 19

2.1.2 常用瓷器皿 22

2.1.3 常用器具 23

2.1.4 玻璃仪器的洗涤及保管 24

2.2 化学试剂与试液 26

2.2.1 化学试剂 26

2.2.2 实验室分析用水 28

2.2.3 溶液的配制 30

2.3 实验室常用仪器设备 32

2.3.1 天平 32

2.3.2 电热设备 34

2.3.3 其他设备 35

2.4 滴定分析基本操作 37

2.4.1 滴定管的使用 37

2.4.2 吸管的使用 40

2.4.3 容量瓶的使用 41

思考题与习题 43

技能实训1 分析天平的使用 43

技能实训2 滴定分析基本操作 45

技能实训3 色度的测定(目视比色法) 46

3 酸碱滴定法 48

3.1 酸碱指示剂 48

3.1.1 酸碱指示剂的变色原理 48

3.1.2 指示剂的变色范围 49

3.2 酸碱滴定曲线和指示剂的选择 51

3.2.1 强碱(酸)滴定强酸(碱) 51

3.2.2 强碱滴定弱酸 53

3.2.3 强酸滴定弱碱 53

3.3 酸碱滴定法的应用 54

3.3.1 碱度的测定 54

3.3.2 酸度及其测定 58

3.3.3 氨氮的测定 59

思考题与习题 60

技能实训 碱度的测定(总碱度、重碳酸盐和碳酸盐) 60

4 氧化还原滴定法 64

4.1 氧化还原反应的方向 64

4.1.1 氧化还原反应和条件电极电位 64

4.1.2 氧化还原反应进行的方向 65

4.2 氧化还原反应速率的影响因素 66

4.2.1 浓度的影响 66

4.2.2 温度的影响 67

4.2.3 催化剂的影响 67

4.3 氧化还原滴定 67

4.3.1 氧化还原滴定曲线 67

4.3.2 氧化还原指示剂 68

4.4 氧化还原滴定法在水质分析中的应用 69

4.4.1 高锰酸钾法——水中高锰酸盐指数的测定 69

4.4.2 重铬酸盐法——水的化学需氧量的测定 71

4.4.3 碘量法——水中溶解氧的测定、生化需氧量的测定 73

4.4.4 溴酸钾法——水中酚的测定 79

4.5 水中有机物污染综合指标 80

4.5.1 高锰酸盐指数(PV)、COD、BOD5及其关系 80

4.5.2 总有机碳(TOC) 81

4.5.3 总需氧量(TOD) 82

4.5.4 紫外吸光度(UVA)——水中有机污染物的新综合指标 84

思考题与习题 85

技能实训1 水中高锰酸盐指数的测定 86

技能实训2 水中化学需氧量CODCr的测定(重铬酸盐法) 87

技能实训3 水中溶解氧DO 的测定(碘量法) 89

技能实训4 水中生化需氧量BOD5的测定 92

5 重量分析法和沉淀滴定法 95

5.1 重量分析法 95

5.1.1 概述 95

5.1.2 重量分析法的应用 95

5.2 沉淀滴定法 97

5.2.1 概述 97

5.2.2 莫尔法 97

5.2.3 佛尔哈德法 99

5.2.4 沉淀滴定法的应用 100

思考题与习题 101

技能实训1 悬浮性固体的测定 102

技能实训2 水中氯化物的测定(沉淀滴定法) 104

6 配位滴定法 107

6.1 概述 107

6.1.1 简单配合物 107

6.1.2 螯合物 108

6.2 EDTA及其螯合物 109

6.2.1 EDTA和EDTA二钠 109

6.2.2 EDTA螯合物的稳定性 109

6.2.3 EDTA在溶液中的分布 110

6.2.4 EDTA的酸效应 111

6.2.5 滴定反应的影响因素及条件稳定常数 112

6.2.6 *低pH值和酸效应曲线 112

6.3 金属指示剂 113

6.3.1 金属指示剂的作用原理 113

6.3.2 金属指示剂应具备的条件 114

6.3.3 常用的金属指示剂 114

6.4 提高配位滴定选择性的方法 115

6.4.1 酸度控制法 115

6.4.2 掩蔽剂的利用 116

6.5 配位滴定方式及其应用 117

6.5.1 配位滴定方式 117

6.5.2 EDTA标准滴定溶液的配制与标定 118

6.5.3 配位滴定法的应用 119

思考题与习题 122

技能实训 水中硬度的测定 123

7 分光光度法 126

7.1 概述 126

7.2 分光光度法测定原理 126

7.2.1 光的基本性质 126

7.2.2 溶液的颜色和对光的选择性吸收 127

7.2.3 朗伯-比耳定律 128

7.2.4 分光光度法的定量方法及误差 128

7.3 分光光度计及其测定条件的选择 130

7.3.1 分光光度计的结构 130

7.3.2 分光光度计的工作原理 131

7.3.3 测定条件的选择 132

7.4 分光光度法在水质分析中的应用 133

7.4.1 水中氨氮的测定 133

7.4.2 水中亚硝酸盐的测定 134

7.4.3 水中硝酸盐氮的测定 135

7.4.4 水中总磷的测定 135

7.4.5 水中六价铬的测定 136

7.4.6 水中余氯的测定 136

7.4.7 水中铁的测定 137

思考题与习题 138

技能实训1 水中铁的测定(邻二氮菲分光光度法) 138

技能实训2 氨氮的测定(纳氏试剂分光光度法) 141

技能实训3 挥发酚的测定(4-氨基安替吡啉三氯甲烷萃取分光光度法) 143

技能实训4 水中余氯的测定(分光光度法) 145

8 几种仪器分析法在水质分析中的应用 148

8.1 电位分析法 148

8.1.1 直接电位法 148

8.1.2 电位滴定法 150

8.2 电导分析法 150

8.2.1 基本原理 151

8.2.2 水样的分析 152

8.2.3 电导法在水质分析中的应用 152

8.3 原子吸收光谱法 153

8.3.1 概述 153

8.3.2 原子吸收光谱法基本原理 153

8.3.3 原子吸收分光光度计的主要构造 154

8.3.4 定量方法 155

8.3.5 原子吸收光谱法在水质分析中的应用 156

8.4 气相色谱法 157

8.4.1 气相色谱法的特点 157

8.4.2 气相色谱法原理及构造 157

8.4.3 气相色谱法的定性定量方法 159

8.4.4 气相色谱法在水质分析中的应用 160

8.5 高效液相色谱法 162

8.5.1 高效液相色谱法的特点 162

8.5.2 高效液相色谱法原理及构造 162

8.5.3 高效液相色谱法的定量方法 163

8.5.4 高效液相色谱法在水质分析中的应用 163

8.6 质谱法 164

8.6.1 质谱法的特点 164

8.6.2 质谱仪 164

8.6.3 色谱-质谱联用技术简介 167

思考题与习题 170

技能实训 水中金属离子锌和铅的测定(原子吸收光谱法) 171

9 水质自动分析技术简介 173

9.1 地表水水质自动分析 173

9.1.1 水温测定 173

9.1.2 电导率测定 173

9.1.3 pH值测定 174

9.1.4 浊度测定 175

9.1.5 溶解氧测定 175

9.2 污水水质自动分析 175

9.2.1 COD自动测定 176

9.2.2 BOD自动测定 176

9.2.3 总氮测定 177

9.2.4 氨氮测定 178

9.2.5 总磷测定 178

9.2.6 UV自动分析仪 178

9.2.7 金属离子测定 180

思考题与习题 180

附录 181

附录1 生活饮用水卫生标准(GB 5749—2006) 181

附录2 城市供水水质标准(CJ/T 206—2005) 183

附录3 地表水环境质量标准(GB 3838—2002) 185

附录4 城市污水再生利用城市杂用水水质(GB/T 18920—2002) 187

附录5 污水综合排放标准(GB 8978—1996) 188

附录6 弱酸、弱碱在水中的离解常数(25℃) 191

附录7 配合物的稳定常数(18～25℃) 192

附录8 难溶化合物的溶度积(18～25℃) 193

附录9 标准电极电位或条件电极电位(25℃) 194

附录10 常用基准物质及其干燥条件 197

附录11 常用酸碱的密度和浓度 197

附录12 国际相对原子质量表 198

参考文献 199