水体中五种指标的测定实验方案.docx
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水体中五种指标的测定实验方案
水体中五种指标的测定实验方案
实验一:
pH的测定
采用pH计直接测量。
实验二溶解氧测定（碘量法）
【实验目的】
了解水环境中溶解氧的含量及其变化规律，掌握溶解氧测定的方法。
【实验原理】
在一定量水样中，加入适量的氯化锰和碱性碘化钾试剂后，生成的氢氧化锰被水中溶解氧氧化为褐色沉淀，主要是Mn（OH）2，加硫酸酸化后，沉淀溶解。
在碘化物存在下，被氧化的锰又被还原为二价态，同时析出与溶解氧等摩尔数的碘，用硫代硫酸钠溶液滴定，用淀粉指示终点。
各步反应如下：
本法适合于海、淡水的测定，检出限：
0.042毫克/升
【测定方法】
一、试剂及其配制
1．氯化锰溶液（可用硫酸锰代替）
将7.2克氯化锰（MnCl2.4H2O）溶于水，并稀释至150ml。
2．碱性碘化钾溶液
称取22.5克碘化钾（KI）溶于15毫升水中，另取75克氢氧化钠（NaOH）于90毫升水中，冷却后两者混合并稀释至150毫升，盛于具橡皮塞的棕色试剂瓶中。
3．淀粉－丙三醇（甘油）指示剂：
3%
在100毫升甘油[C3H5（OH）3]中加入3克可溶性淀粉[（C6H10O5）n]，加热至190℃，至淀粉完全溶解。
此溶液在常温下可保存1年。
4．硫酸溶液：
1＋1
将75毫升硫酸（H2SO4，d＝1.84）在搅拌下缓慢地加入到75毫升水中。
冷却后备用。
5．硫代硫酸钠溶液
称取2.5克硫代硫酸钠（Na2S2O3.5H2O），用少量溶解后，稀释至1升，加0.2克无水碳酸钠（Na2CO3），混匀，贮于棕色试剂瓶中，此溶液浓度为0.01摩尔/升溶液，两周后再标定。
（5升左右）
6．碘酸钾标准溶：
0.0100摩尔/升
取少量的碘酸钾（KIO3）于120℃加热2小时，取出置于干燥器中冷却，准确称取0.3567克溶于水中，移入1升容量瓶中，稀释至标线，混匀备用。
7．硫酸溶液：
1＋3
将5毫升硫酸（H2SO4，d＝1.84）在搅拌下缓慢地加入到15毫升水中。
冷却后备用。
二、测定步骤
1．硫代硫酸钠溶液的标定
量取10.00毫升碘酸钾标准溶液，沿壁注入碘量瓶中，用50毫升水冲洗瓶壁，加入0.5克碘化钾，沿壁加入1毫升（1＋3）硫酸溶液，塞好瓶塞，混匀；加少许水封口，暗处放置2分钟。
旋开瓶塞，沿壁加入50毫升水，在不断振摇下，用硫代硫酸钠溶液滴定，待试液呈淡黄色时加入3～4滴淀粉指示剂，继续滴至溶液蓝色消失。
重复标定至两次滴定管读数相差不超过0.05毫升为止，将滴定管读数记入溶解氧测定记录表，要求每隔24小时标定一次。
2．水样采集
采水器出水后，立即套上橡皮管引出水样。
采样时水样先充满橡皮管并将水管插到瓶底，放入少量水样冲洗水样瓶，然后再将水样注入水样瓶，橡皮管管口始终处在水面下，装满后并溢出约水样瓶1/2的水样，抽出水管并盖上瓶盖（此时瓶中应无气泡存在）。
3．水样固定
打开水样瓶塞，分别用移液管在液面下加入氯化锰溶液1.0毫升和碱性碘化钾溶液1.0毫升，塞紧瓶塞（瓶内不能有气泡），按住瓶塞将瓶上下颠倒20多次。
有效保存时间为24小时。
4．水样酸化
水样固定后1小时，等沉淀降至瓶的下部后，便打开瓶塞，立即加入1.0毫升（1＋1）硫酸溶液，塞紧瓶塞，反复颠倒水样瓶至沉淀全部溶解，暗处静置5分钟。
5．水样测定
小心打开瓶塞，用移液管吸取水样50毫升至锥形瓶中（取双样）。
立即用硫代硫酸钠标准液滴定，待试液呈淡黄色时，加入3～4滴淀粉－甘油指示剂，继续滴至淡蓝色刚刚退去，20秒不呈淡蓝色即为终点，记录滴定所消耗的硫代硫酸钠溶液体积。
取水样重复进行两次滴定，偏差不超0.05毫升。
【数据计算】
1．硫代硫酸钠标准溶液浓度计算
式中：
－硫代硫酸钠标准溶液浓度，单位为摩尔/升；
－用碘酸钾标定时用去硫代硫酸钠标准溶液体积，单位为毫升。
2．含氧量的计算：
式中：
－硫代硫酸钠标准溶液浓度，单位为毫克/升；
V－滴定时用去硫代硫酸钠溶液的平均体积，单位为毫升；
V1－滴定时所用水样的体积，单位为毫升；
f1－V2/（V2－2），式中V2为水样瓶容积，毫升、2为固定液的体积。
3．饱和度的计算：
式中：
O2－测得水样的氧含量mg/L÷1.429，单位为毫克/升；
－现场水温及盐度条件下，海水中氧的饱和含量，毫升/升，由附表一查得。
【注意事项】
1.滴定临近终点，速度不宜太慢，否则终点变色不敏锐。
2.终点前溶液显紫红色，表示淀粉溶液已变质，应重新配制。
3.碱性碘化钾用过的移液管切勿染污溶液，如用错，则会产生褐色沉淀而阻塞，需用强酸方可洗净。
【思考题】
1.取样时，固定瓶中为什么不能含有气泡？
2.终点后，放置一定时间为什么会出现回色现象？
3.配制硫代硫酸钠溶液时为什么要加无水碳酸钠？
实验三硫化物测定（碘量法）
【实验目的】
了解水环境中硫化物的含量及其变化规律，掌握硫化物测定的方法。
【实验原理】
取一定数量的海水水样，先行酸化，再加过量的标准I2溶液，若水样中有硫化物存在，则发生如下反应：
H2S＋I2＝2HI＋S
剩余的I2用Na2S2O3标准溶液滴定，以淀粉为指示剂确定终点。
根据Na2S2O3标准溶液的用量可求出硫化物含量，滴定产生的反应如下：
I2＋2Na2SO3＝Na2S4O6＋2NaI
由上述反应式可知：
H2S≌I2≌2Na2S2O3
所以消耗1毫克摩尔Na2S2O3就相当于17毫克H2S。
该法适用于含硫化物在0.2毫克/升以上的水样。
【测定方法】
一、试剂的配制
1.硫代硫酸钠标准溶液：
0.0100摩尔/升
称取2.5克硫代硫酸钠（Na2S2O3.5H2O），用少量溶解后，稀释至1升，加0.2克无水碳酸钠（Na2CO3），混匀，贮于棕色试剂瓶中，此溶液浓度为0.01摩尔/升溶液，两周后再标定。
。
2.淀粉－甘油指示剂：
3%
在100毫升甘油[C3H5（OH）3]中加入3克可溶性淀粉[（C6H10O5）n]，加热至190℃，至淀粉完全溶解。
此溶液在常温下可保存1年。
3.盐酸溶液：
1＋1（实验中用量很少）
取分析纯浓盐酸（HCl）与等体积蒸馏水混合而成。
4.碘溶液：
0.01摩尔/升
称取2克碘化钾（KI），溶于10毫升蒸馏水中，再加结晶碘片0.254克，搅拌使全部溶解后用蒸馏水稀释到200毫升，摇匀后贮存于棕色试剂瓶内，避光密塞保存。
5.碘酸钾标准溶液：
0.0100摩尔/升
取少量的碘酸钾（KIO3）于120℃加热2小时，取出置于干燥器中冷却，准确称取0.3567克溶于水中，移入1升容量瓶中，稀释至标线，混匀备用。
6.硫酸溶液：
1＋3
将50毫升硫酸（H2SO4，d＝1.84）在搅拌下缓慢地加入到150毫升水中。
冷却后备用。
二、测定步骤
1．硫代硫酸钠溶液的标定
量取10.00毫升碘酸钾标准溶液，沿壁注入碘量瓶中，用50毫升水冲洗瓶壁，加入0.5克碘化钾，沿壁加入1毫升（1＋3）硫酸溶液，塞好瓶塞，混匀；加少许水封口，暗处放置2分钟。
旋开瓶塞，沿壁加入50毫升水，在不断振摇下，用硫代硫酸钠溶液滴定，待试液呈淡黄色时加入3～4滴淀粉指示剂，继续滴至溶液蓝色消失。
重复标定至两次滴定管读数相差不超过0.05毫升为止，将滴定管读数记入硫化物测定记录表，要求每隔24小时标定一次。
2.水样采集
✧水样采集前，先将100毫升容量瓶洗净并干燥好，用排气法通入二氧化碳气体置换出瓶内空气，然后用移液管准确吸取2毫升碘溶液（若水样中硫化物含量很少，可少加碘液），再加1＋1盐酸溶液0.2毫升后，塞好瓶塞前往采水地点。
将水样采上后，立即把水样通过橡皮管注入水样瓶内，直注到100毫升标线为止，盖上瓶塞，摇匀。
此时如水样呈现黄色，表示水样中尚有剩余碘，若不呈现黄色，则说明水样中硫化物过多，碘液不足，应增加碘液量再重新采样。
3.水样分析
将固定好的水样带回实测室，取50毫升放进锥形瓶中，加3－4滴甘油淀粉溶液，立即用0.01摩尔/升硫代硫酸钠溶液滴定，直滴至蓝色消失，并于20秒内不再出现蓝色为终点，取水样重复进行两次滴定，偏差不超0.05毫升。
记录硫代硫酸钠标准溶液用量。
4.空白测定
测定空白是用表层澄清海水（不含硫化物，浮游生物过多应过滤）或蒸馏水代替水样，按2~3步骤，重复进行两次滴定，偏差不超0.05毫升。
记录硫代硫酸钠溶液的用量。
【数据计算】
式中：
V——滴定时所用水样体积，单位为毫升；
——硫代硫酸钠标准溶液的浓度，单位为摩尔/升；
V1————滴定水样时用去硫代硫酸钠溶液平均的体积，单位为毫升；
V2————滴定空白时用去硫代硫酸钠溶液平均的体积，单位为毫升。
【注意事项】
1.水样瓶装满二氧化碳气体，碘溶液或水样后必须把瓶塞塞紧。
2.游离碘易于挥发，故碘溶液应保存于带有磨砂玻璃的暗色试剂瓶中。
3.若滴定之前溶液颜色（黄棕色）较深，应先以硫代硫酸钠溶液的滴定至浅黄色，然后加入淀粉指示剂。
4.滴定终点颜色应从蓝色变为无色，不要发紫，并应保持一致，如终点颜色变化不明显，淀粉溶液必须重新配制。
5.由于测定硫化氢的结果实际上是硫化物的总量，所以计算结果往往以“毫克/升”表示。
【思考题】
1.为什么水样瓶要装满二氧化碳气体？
2.增加碘液量重新采样时，是否要增加盐酸量？
实验四亚硝酸盐测定（重氮--偶氮法）
【实验目的】
了解水环境中亚硝酸盐的含量及其变化规律，掌握亚硝酸盐的测定方法。
【方法原理】
在酸性介质中亚硝酸盐与磺胺进行重氮化反应，其产物再与萘乙二胺偶合生成红色偶氮染料，于543nm波长测定吸光值。
本法适用于海水及河口水中亚硝酸盐氮的测定，检出限：
0.02微摩尔/升。
【测定方法】
一、试剂及其配制
除非另作说明，所用试剂均为分析纯，水为无亚硝酸盐的二次蒸馏水或等效纯水。
1．盐酸溶液：
1＋6
取40毫升分析纯浓盐酸（HCl）与240毫升蒸馏水混合备用。
2．磺胺溶液：
1%
称取4克磺胺（NH2SO2C6H4H2N），溶于280毫升盐酸（HCl）溶液（1＋6），用水稀释至400毫升，盛于棕色试剂瓶中，有效期2个月。
3．盐酸萘乙二胺溶液：
0.1%
称取0.4克盐酸萘乙二胺（C10H7NHCH2.CH2.NH2.2HCl），溶于400毫升水中，盛于棕色试剂瓶中于冰箱内保存，有效期为1个月。
4．亚硝酸盐氮标准溶液
a．亚硝酸盐氮标准贮备溶液：
5微摩尔/毫升
称取0.0345克亚硝酸钠（NaNO2）经110℃烘干，溶于少量水中后全量转移入100毫升容量瓶中，加水至标线，混匀。
加1毫升三氯甲烷，混匀。
贮于棕色试剂瓶中于冰箱内保存，有效期为2个月。
b．亚硝酸盐氮标准使用溶液：
0.05微摩尔/毫升
取1.00毫升亚硝酸盐氮标准贮备溶液于100毫升容量瓶中，加水至标线，混匀，临用前配制。
二、测定步骤
1.绘制标准曲线
a.取12个50毫升具塞比色管，分别加入0，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0毫升亚硝酸盐标准使用溶液加水至标线（取双样），混匀。
b.各加入1.0毫升磺胺溶液，混匀，放置5分钟。
c.各加入1.0毫升盐酸萘乙二胺溶液混匀，放置15分钟。
d.选543nm波长，5厘米测定池，以蒸馏水作参比，测其吸光值Ai，其中零浓度为标准空白吸光值Ao。
e.以吸光值（Ai－Ao）为纵坐标，浓度（微摩尔/升）为横坐标绘制标准曲线。
2.水样的测定
a.移取50.0毫升已过滤的水样于具塞比色管中（取双样）。
b.参照（1．b～d）步骤测量水样的吸光值Aw，记录于亚硝酸盐测定记录表中。
【记录与计算】
将测得数据记录于附表中，按下式计算An。
An＝
－Ao
由An值查工作曲线或按下式计算水样中亚硝酸盐氮的浓度。
式中：
cNO2－N－水样中亚硝酸盐氮的浓度，单位为微摩尔/升；
An－水样中亚硝酸盐氮的吸光值；
a－标准曲线中的截距；
b－标准曲线中的斜率。
【注意事项】
1.水样加盐酸萘乙二胺溶液后，须在2小时内测量完毕，并避免阳光照射。
2.温度对测定的影响不显著，但以10～25℃内测定为宜。
3.标准曲线每隔一周须重制一次，当测定样品的实验条件与制定工作曲线的条件相差较大时，如更换光源或光电管，温度变化较大时，须及时重制标准曲线。
4.若水样未经过滤，需加测浑浊引起的吸光值，方法为：
取50毫升水样于比色管中，加1毫升1+6盐酸溶液，混匀后测水样浑浊度的吸光值At，则：
An＝Aw－Ao—At
亚硝酸盐标准曲线记录表
年月日
使用液浓度（C）
0.05
温度
显色时间
比色管编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
使用液体积（V）
0
0
0.5
0.5
1.0
1.0
2.0
2.0
3.0
3.0
4.0
4.0
稀释后体积
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
色阶浓度（
）
吸光值
平均吸光值
（Ai－Ao）
色阶浓度计算
实验四氨氮测定（钠氏试剂分光光度法）
1适用范围
1.1本标准适用于生活饮用水、地面水和废水。
1.2样品中含有悬浮物、含氯、钙镁等金属离子、硫化物和有机物时，会产生干扰，含有此类物质时，要作适当的预处理，以消除对测定的影响。
1.3范围
最大试份体积为50ml时，铵氮浓度CN可达2mg/L。
1.4最低检出浓度
1.4.1目视法
试份体积为50ml时，最低检出浓度为0.02mg/L。
1.4.2分光光度法
试份体积为50ml，使用光程长为10mm比色皿时，最低检出浓度为0.05mg/L。
1.5灵敏度
使用50ml试份，光程长为10mm比色皿,CN=1.0mg/L，给出的吸光度约为0.2个单位。
2原理
游离态的氨或铵离子等形式存在的铵氮与纳氏试剂反应生成黄棕色络合物，该络合物的色度与铵氮的含量成正比，可用目视比色或者用分光光度法测定。
3试剂
3.1水：
冰露矿泉水
3.2纳氏试剂：
二氯化汞一碘化钾一氢氧化钾（HgCl2一KI一KOH）
配制方法：
称取30g氢氧化钾（KOH），溶于100ml水中，冷至室温。
称取10g碘化钾〔KI），溶于40ml水中，在搅拌下，将5g二氯化汞（HgCl2）粉末分次少量加人于碘化钾溶液中，直到溶液呈深黄色或出现微米红色沉淀溶解缓慢时，充分搅拌混和，并改为滴加二氯化汞饱和溶液，当出现少量朱红色沉淀不再溶解时，停止滴加。
（注：
80g的二氯化汞加920ml的水就是二氯化汞饱和水溶液）
在搅拌下，将冷的氢氧化钾溶液缓慢地加人到上述二氯化汞和碘化钾的混合液中，并稀释至200ml于暗处静置24h，倾出上清液，贮于棕色瓶中，用橡皮塞
3.3酒石酸钾钠溶液
称取509酒石酸钾钠（KNaC4H6O6•4H2O），溶于IO0ml水中，加热煮沸，以驱除氨，充分冷却后稀释至100ml。
3.4铵氮标准榕液：
CN=1000μg/ml。
称取3.819士0.0049氯化铵（NH4CI，在100一105℃干燥2h），溶于水中，移人l000ml容量瓶中，稀释至刻度。
3.5铵氮标准溶液：
CN=10μg/ml。
吸取10.00ml铵氮标准溶液（3.4）于1000ml容量瓶中，稀释至刻度。
临用前配制。
3.610%（m/v）硫酸锌溶液。
称取10g硫酸锌（ZnSO4·7H20），溶于水中，稀释至100ml。
3.725%（m/v）氢氧化钠溶液。
称取25g氢氧化钠（NaOH），溶于水中，冷至室温，稀释至100ml。
4仪器
常用实验室仪器及分光光度计
5采样及样品
5.1实验室样品
实验室样品采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内，应尽快分析，不然要在2～5℃下存放，用硫酸（P=1.84g/ml）将样品酸化至pH<2亦有利于保存，但酸化样品会吸收空气中的氨而被污染，应注意防止。
5.2试份
清洁样品可直接从中取50ml作为试份。
含有悬浮物或色度深的样品在预处理后（6.1），再从中取50ml（或取适量，稀释至50ml）作为试份。
6步骤
6.1预处理
样品中含有悬浮物、余氯、钙镁等金属离子、硫化物和有机物时，对比色测定有干扰，处理方法如下：
6.1.1除余氯
加入适量的硫代硫酸钠溶液（3.8），每0.5ml可除去0.25mg余氯。
也可用淀粉一碘化钾试纸（3.9）检验是否除尽余氯。
6.1.2凝聚沉淀
100ml样品中加人1ml硫酸锌溶液（3.6）和0.1～0.2ml氢氧化钠溶液（3.7），调节PH约为10.5，混匀，放置使之沉淀，倾取上清液作试份。
必要时，用经水冲洗过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20ml。
6.1.3络合掩蔽
加人酒石酸钾钠溶液（3.3），可消除钙镁等金属离子的干扰。
6.1.4蒸馏法
用凝聚沉淀和络合掩蔽后，样品仍浑浊和带色，则应采用蒸馏法（见附录A）。
6.1.5低PH下煮沸
蒸馏中，某些有机物很可能与氨同时被馏出，对测定仍有干扰，其中有些物质（如甲醛）可在比色前于低pH下采用煮沸而除之。
6.2测定
取试份于50ml比色管中，加入1ml酒石酸钾钠溶液（3.3），摇匀，再加人纳氏试剂1.5ml，摇匀。
放置10min后进行比色。
在波长420nm下，用光程长2nmm比色皿，以水作参比，测定试份的吸光度。
6.3空白试脸
用50ml水代替试份，按6.2进行处埋。
6.4校准
6.4.1目视比色法
在6个50ml比色管中，分别加人0、0.10、0.30、0.50、0.70、l.00ml铵氮标准溶液（3.5）,再加水至刻度，按6.2显色后进行目视比色。
6.4.2分光光度法
在8个50ml比色管中，分别加人0、0.50、1.00、2.00、3.00、5,00、7.00、10.00ml铵氮标准溶液（3.5），再加水至刻度。
按6.2显色后进行分光光度测定。
将上面系列标准溶液测得的吸光度扣除试剂空白（零浓度）的吸光度，便得到校正吸光度，以校正吸光度为纵坐标，铵氮质量mN为横坐标，绘制校准曲线
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