长沙理工大学应用化学专业实训(水质综合训练)

2026/1/20 12:27:01

应用化学专业实训实验方案

磷酸二氢钾、硫酸溶液、钼酸胺、偏钒酸铵、蒸馏水

磷标准贮备溶液(1.0mg/mL);称取0.7165g预先在100~105℃干燥并已恒重的磷酸二氢钾,精确至0.2mg,溶于约50mL水中,定量转移至500mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。

磷标准溶液(0.1mg/mL):取50.00mL磷标准贮备溶液于500mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。

钼钒酸显色溶液:称25g钼酸氨[(NH4)6Mo7O24·4H2O]和1.25g偏钒酸铵(NH4VO3),溶于200mL蒸馏水中,加入稀释的硫酸(取98mL浓硫酸徐徐加入到125mL蒸馏水中冷却至室温),稀释至500mL。

4.12.5 实验步骤

校准曲线的绘制:按下表分别取0.00mL、2.50mL、5.00mL、7.50mL、10.00mL、12.50mL磷标准溶液→50mL容量瓶,定容→可得浓度为0.0mg/L、5.0mg/L、10.0mg/L、15.0mg/L、20.0mg/L、25.0mg/L→加入5.0mL钼钒酸显色溶液,摇匀→静置2min→合适比色皿和合适波长→测吸光度→绘制工作曲线

表4-12-1 磷酸盐标准溶液的配制 容量瓶编号 工作溶液体积(mL) 相当于水样磷酸盐含量(mg/L) 1 0 0 2 2.5 5.0 3 5.0 10.0 4 7.5 15.0 5 10.0 20.0 6 12.5 25.0 4.12.5.1 工作曲线的绘制

(1)据待测水样的磷酸盐含量范围,按下图所列数值分别把磷酸盐工作溶液(1.0mL含0.1mgPO43-)注入一组50mL容量瓶,用蒸馏水稀释至刻度。

(2)将配好的磷酸盐标准溶液分别各加入5.0mL钼钒酸显色溶液,摇匀,放置2min。 (3)据预备实验得水样磷酸盐的大致含量,根据下表选用合适比色皿和合适波长,以试剂空白做参比,分别测定磷酸盐标准液的吸光度,并绘制工作曲线。

表4-12-2 不同磷酸盐浓度的比色皿和波长的选用 磷酸盐浓度(mg/L) 10~30 5~15 比色皿(mm) 10 20 第 34 页 共 43 页

波长(nm) 450 420 应用化学专业实训实验方案 0~10 30 420 4.12.5.2 水样的测定

取水样50mL注入锥形瓶+5mL钼钒酸+显色溶液→摇匀,放置2min→空白试验比较→根据工作曲线测吸光度?从工作曲线查得水样磷酸盐的含量。

4.12.6 方案实施的关键

水样混浊时应过滤,将最初的100mL滤液弃去,然后取过滤后的水样进行测定;水样温度应与绘制曲线时的温度大致相同,若温差大于±5℃,则应采取必要的加热或冷却措施。

4.13 硫酸盐的测定(分光光度法)

4.13.1 实验方案论证

硫酸盐的测定方法有 重量法,硫酸钡比浊法,分光光度法等

重量法:在盐酸溶液中加入氯化钡,在接近沸腾的温度下发生沉淀反应,然后用水洗到无氯离子,然后蒸发结晶烘干,再称取硫酸钡的重量,该法实验操作较为复杂繁琐。

硫酸钡比浊法:水中硫酸盐离子和钡反应生成细微的硫酸钡晶体,使水溶液浑浊,其浊度和水样中硫酸盐含量在一定浓度范围内呈正比,该法适用于硫酸盐最低检测量为1mg/L

分光光度法:在酸液中加入钡离子沉淀,然后使其形成稳定悬浊液通过测其浊度大小判断硫酸盐含量

4.13.2实验原理

在酸性溶液中,硫酸盐与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀。在适宜的条件下(加条件试剂和恒定搅拌),能形成大小均匀的硫酸钡晶体颗粒,使溶液形成稳定的悬浊液,其浊度大小与硫酸盐含量成正比。

本法适用于硫酸盐含量2~40mg/L的水样。 4.13.3 实验仪器

分光光度计,电磁搅拌器,秒表或计时器,量匙:量匙的容积,应使其一满匙恰为0.5~0.6g氯化钡

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4.13.4 实验试剂

条件试剂:称取30g氯化钠溶解于200mL除盐水中,依次加入30mL浓盐酸,75mL甘油和100mL95%乙醇,用除盐水稀释至500mL,摇匀。

氯化钡(BaCl2·2H2O晶体):在研钵中研细至20~30目。

硫酸盐标准溶液(1mL含0.10mgSO42-):准确称取0.1479g在110~130℃烘干2h的优级纯无水硫酸钠,用少量除盐水溶解后,移入1L容量瓶中,并用除盐水稀释至刻度,摇匀备用。

4.13.5 实验步骤 4.13.5.1 工作曲线绘制

(1)分别量取0、5、10、15、20、25、30、35mL标准溶液(1mL含0.10mgSO42-),注入一组100mL容量瓶中,用除盐水稀释至100mL,混匀。

(2)准备好分光光度计,按下述手续逐个“发色”,测定吸光度: 将上述标准溶液注入250mL锥形瓶中,准确加入条件试剂5mL,摇匀。 加入一满匙氯化钡(0.5~0.6g),放在电磁搅拌器上搅拌1min(以秒表计时)。 将悬浊液倒入30㎜比色皿中,在波长420nm下测定吸光度。从摇动结束后算起,在4min时读取其读数(在3~10min内,吸光度能保持稳定)。

(3)所有标准液全部测定完毕后,将所测得的吸光度与其相应的硫酸盐含量,绘制工作曲线。

4.13.5.2 水样的测定

取100mL水样注于250mL锥开瓶中,按绘制工作曲线的手续,测定吸光度。查工作曲线,可得水样中硫酸盐的含量。如有数个水样时,因测定过程中读数时间不能太长,故水样应逐个测定。

4.13.5.3 空白值的校正

若样品中的颜色或浊度较高时,会影响测定结果,因此应进行空白试验。测定水样空白值时,除不加氯化钡外,其它手续均同水样的测定。将水样吸光度减去空白的吸光度,再查工作曲线,即得水样中硫酸盐的含量。

4.13.6 方案实施的关键

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(1)水样中硫酸盐含量大于40mg/L时,由于生成的硫酸钡悬浊液不稳定,可取适量水样稀释后测定。

(2)水样中二氧化硅含量大于500mg/L时,对测量结果有干扰。当水样中含有大量有机物时,会使硫酸钡沉淀不完全。

(3)对高浊水应过滤后测定,含有大量有色物质的水应用活性炭处理,处理方法:取250mL水样加1g活性炭,摇动5min后过滤。

(4)测定水样时,温度应尽量和绘制曲线温度一致,相差不能超过±10℃,否则影响测定结果。

(5)如无优级纯无水硫酸钠试剂时,可用较低级别的化学试剂作标准,但应用重量法校正其纯度。

(6)比色皿经常使用时,皿壁上易附着一层白色硫酸钡沉淀,可用含有氨溶液的[EDTA]=0.1mol/L的EDTA溶液擦洗之。

(7)使用电磁搅拌器时,搅拌速度不宜太慢,要保持足够的速度,但也不能太快,以防溶液溅出。

4.14 氯化物的测定(硝酸银容量法)

4.14.1 实验方案论证

氯化物的测定的方法有:碘量法原理,比浊法,硝酸银容量法等。

碘量法:洗涤剂中有效氯在酸性溶液中与碘化钾起氧化作用,释放出一定量的碘,再以硫代硫酸钠标准溶液滴定碘,根据硫代硫酸钠标准溶液的消耗量计算出有效氯含量。

比浊法:水中氯离子和银离子反应生成细微的晶体,使水溶液浑浊,其浊度和水样中氯化银含量在一定浓度范围内呈正比

硝酸银容量法:中性溶液中,氯化物与硝酸银作用生成氯化银沉淀,过量的硝酸银与铬酸钾作用生成红色铬酸银沉淀,使溶液显橙色,该法滴定结果较为明显且准确,故选用此法

4.14.2 实验原理

在pH为7左右的中性溶液中,氯化物与硝酸银作用生成氯化银沉淀,过量的硝酸银与铬酸钾作用生成红色铬酸银沉淀,使溶液显橙色,即为滴定终点。其反应为:

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