分析化学综合性实验

分析化学 综合性设计性实验指导 徐州师范大学化学系 分析化学教研室 1 定性分析 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计： 未知易溶盐的定性分析 一、实验目的 定性分析是要确定样品是由什么物质组成的。通过对未知易溶盐的定性分析， 了解和掌握定性分析的一般步骤，培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和分 析和解决问题的能力。 二、分析步骤 对样品做定性分析，一般包括五个步骤： （1） 试样的外表观察和准备 （2） 初步试验 （3） 阳离子分析 （4） 阴离子分析 （5） 分析结果的判断 1、试样的外表观察和准备 样品拿到以后，首先要对其进行外表观察。通过对固体试样的组成均匀性、 吸水性、颗粒性状、颜色及酸碱性等进行观察及检测，对其中可能存在的成分得 出初步判断。 常见有色化合物 颜色 化合物 黑 金属粉末：C As Se Te I2 金属氧化物：如CuO NiO Fe3O4 FeO MnO2 MoO2 Mo2O3 金属硫化物：如Ag2S Hg2S HgS PbS Cu2S CuS FeS Fe2S3 CoS NiS MoS2 MoS3 碳化物：如 Mo W B Si Ti Cr 等的碳化物 棕褐 Bi2S3 SnS Bi2O3 PbO2 Ag2O CdO CuCrO4 CuBr 橙红 Cu HgS Sb2S3 Fe2O3 HgO Pb3O4 HgI2 FeCl3 K3[Fe(CN)6] 某些重铬酸盐、碘化物、钴盐 粉红 亚锰盐、水合钴盐 2 黄 As2S3 As2S5 SnS2 CdS HgS AgI PbO多数铬酸盐、铁盐、某些碘化盐 绿 镍盐、水合亚铁盐、某些铜盐（如CuCO3、CuCl2）、铬（III）盐 蓝 水合铜盐、无水钴盐 紫 高锰酸盐、铬钾矾、铁矾 对固体试样进行初步观察检测后，将试样平均分为四份，分别用作初步试验、 阳离子分析、阴离子分析及备用用。 2、初步试验 2.1 焰色试验：待检元素需先转化为挥发性更强的氯化盐，即用浓盐酸润湿或酸 化，在火焰中观测其颜色。 某些盐类的焰色 火焰颜色 可能存在的盐类 备注 黄 钠盐 只有当黄色强烈而持久，才能说明有钠 砖红 钙盐 猩红 锶盐、锂盐 紫 钾盐、铷盐、铯盐、Hg2Cl2 如有钠存在，需隔蓝色滤光片观察 绿 钡盐、铋盐、铜盐、梯盐、钼盐、硼砂 浅蓝 铅、锡、砷的易挥发化合物 2.2 溶解性试验： 溶解试样时溶剂选择的原则：先稀后浓，先冷后热，先单一酸后混合酸，先 非氧化性酸后氧化性酸； 溶解试样时溶剂选择的一般顺序：H2O、HCl、HNO3、王水。一般不用硫酸 溶样（易沉淀）。 试样溶解后对溶液的颜色及酸碱性进行观察及检测，得到一些进一步的信息。 溶液中常见的有色离子 颜色 常见阳离子 常见阴离子 红 (Mn3+) Fe(CN)63- 粉红 Mn2+ Co2+ (Ni3+) 橙 Cr2O72- 3 黄 Fe3+[pH≈2~3 时，Fe(H2O)63+水解成Fe(H2O)5(OH)2+] CrO42-、Fe(CN)64- 绿 Fe2+ Ni2+ V3+ (Co2+) MnO42- 蓝 Cr3+ V4+ Cu2+ 紫 Ti3+ (V2+) MnO4- 浅紫 Fe3+ （Fe(H2O)63+） 黑 Ti2+ 3、阳离子分析 3.1 阳离子初步试验 阳离子混合液初步试验 试验项目 试验方法和现象 推断 溶液 颜色 有色 无色 推测可能存在什么离子 有色离子可能不存在，但不能完全排除，因为可能浓度小或互相颜色互补 水溶液 酸碱性 强酸性 中性 强碱性 游离酸、碱金属的酸式强酸盐、Sb、Sn、Bi、Hg 等必可以存在 Sb、Sn、Bi、Hg 等必不存在，其他易水解的存在可能性也不大 除碱金属、碱土金属及氢氧化物具有两性的离子外，其他离子都不存在 H2SO4 试验 试液 2 滴+3mol/L H2SO42 滴，观察有 无沉淀 有沉淀（白）：Hg22+、Pb2+、Ba2+、Bi3+、Sr2+(Ca2+)中必有存在 无沉淀：上述离子不存在，Ca2+不会大量存在 HCl 试验 试液 2 滴+0.1mol/L HCl 2 滴，观察有 无沉淀 有沉淀（白）：第一组中必有存在； 无沉淀：Ag+、Hg22+不存在，Pb2+不会大量存在 SnCl2 试验 试液调至碱性，加 新配的SnCl2试剂， 观察有无沉淀 有沉淀（黑）：Bi3+ 、Hg22+、Hg2+中必有存在 无沉淀：上述离子不存在 4 NaOH NH3.H2O 试验 试 液 10 滴 +0.1mol/L 试 剂 3~5 滴，观察有无 沉淀及沉淀的颜色 沉淀+2mol/L 试剂 3~5 滴，观察沉淀 是否溶解及溶液的 颜色 少量试剂 过 量 NaOH 过 量 NH3.H2O 可能存在离子 ↓白 ↓灰绿 ↓白 溶 冷溶， △↓ 溶 不溶 略溶 溶 Al3+ Pb2+ Sb2+ Sb3+ Sn2+ Sn4+ Cr3+ Zn2+ ↓白 ↓浅绿 ↓蓝 ↓白→褐 ↓蓝 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶 溶 溶 溶（蓝） 溶 溶（黄→红） Cd2+ Ni2+ Cu2+ Ag+ Co2+ ↓白 ↓绿→棕 ↓红棕 ↓黄 ↓黑 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶 Mg2+ Bi3+ Fe2+ Fe3+ Hg2+ Hg22+ 3.2 阳离子系统分析 IV 组 III 组 IIB 阳离子混合液 (首先分别鉴定NH4+、 Fe2+、Fe3+) IIA II 组 TAA-碱溶液 △ NH4Cl-NH3(pH≈9) TAA,△ III~IV 组 HCl 0.6mol/LHCl 酸性 TAA,△,稀释一倍 II~IV 组I 组 3.3 阳离子分别鉴定 在初步试验的基础上，经过分析判断可能存在的离子有那些，然后根据情况， 再对可能存在的具体阳离子进行分别鉴定。 5 4、阴离子分析 4.1 阴离子分组及初步试验 a 与BaCl2的反应，如沉淀再在沉淀上加入 6mol/LHCl是否溶解； b 在酸性条件下与AgNO3的反应 c 挥发性试验 d 氧化还原性试验 4.2 阴离子分别鉴定 通过分组及初步试验后，分析出可能存在哪些阴离子或不能确定某些阴离子 是否存在后，再对这些阴离子进行分别鉴定。 5、分析结果的判断 根据观察、试验及分析得来的信息，进行综合考虑，保证这些信息不存在相 互矛盾性和不合理性，从而得出正确的分析结果。完成分析报告。 6 分析方案的设计： 定量分析方案设计 一、目的 1、将理论知识与实际生活、工作结合在一起，培养学生分析问题、解决问题的能 力。 2、根据所给的试样，设计出合理的分析方案，并通过实验结果加以验证，来证实 自己的能力。 二、设计思路 1、了解试样，确定分析方法 样品往往是多方位的，个部门、行业提供的分析样品也是各种各样，测定的 项目繁多，所以要了解它的来源、测定对象、测定目的及样品的保存环境等。 例如：测定钢铁中镍含量 铁矿石+焦碳→生铁→钢 ⎩⎨ ⎧ 等）、、、、合金钢（ 碳素钢 Mo WV Ni Cr 其主要杂质主要是 C、P、Si、S、Mn 等。 测定方法： ①重量分析法：丁二酮污+镍→红色沉淀 烘干→称量（适宜含量>1%） ⎯⎯⎯⎯ C150~120 o → ②容量分析法：EDTA 滴定法。（因为样品比较复杂，所以需要进行分离。） ③光度分析法：Ni(Ⅱ) Ni(Ⅳ) 红色络合物。 ⎯→⎯ ][O ⎯⎯⎯ →⎯丁二酮污 2、反应条件的确定 在分析方法确定了以后，要做的工作就是查找资料，了解测定组分的性质、 确定干扰离子的消除方法。 例如：EDTA 分析法测定铝合金中的铝含量 资料：铝易水解，与 EDTA 的反应速度慢，对 XO 有封闭作用。 铝合金中的杂质主要有：Ti、Fe、Cu、Zn、Mg 等。 ① 测定酸度:为防止铝水解并且能够完全与EDTA反应,滴定要在酸性溶液中进行。 ② 滴定方式：干扰离子在酸性条件下均可与 EDTA 反应，采用仅采用返滴定法会 有较大的测量误差，最好用置换滴定法。 7 ③ 加入过量的 EDTA，在酸度较高时加热，解决反应速度慢的问题。 三、分析方案设计的内容 在设计分析方案时首先要考虑方法的原理，方法本身能否满足准确度的要 求，实验室所具备的条件，药品的用量等问题。方案的设计一般要包含下面几相 内容。 ① 测定原理（将方法原理用文字和反应方程式的形式详细写出来）。 ② 所需要的试剂与仪器。 ③ 详细的实验步骤。 ④ 结果与数据的处理。 ⑤ 最后在写 实验报告 化学实验报告单总流体力学实验报告观察种子结构实验报告观察种子结构实验报告单观察种子的结构实验报告单 时要对实验的结果进行讨论，如：误差大小、实验成功与失 败的原因。 四、设计示例 题目一：测定NaH2PO4~Na2HPO4混合液中各组分含量的测定。 1、设计思路： ①根据试样，确定采用酸碱滴定法。 ②H3PO4有三级理解平衡 -34 -H-2 4 H- 42 H 43 POHPOPOHPOH ⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯ +++ −− pKa 2.12 7.20 12.36 pKb 11.88 6.80 1.64 ③判断能否准确的测定 当 的时候方可进行准确滴定。 )10(10 88 −− ≥≥ ba cKcK Na2HPO4,可以用HCl滴定，而不能用NaOH滴定。理由是 ，第三 级离解的H 8 3 10 −< 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 溶液 300mL。 用大烧杯取水 300，在通风橱内将 2.5 的浓倒入准备好的水中，摇匀后转入 试剂瓶中。 准确称取 0.10~ 0.13 克Na2CO3，放入锥形瓶中，用约 20mL水溶解，滴加甲 基橙指示剂 2 滴，用HCl溶液滴定至终点。（黄色→橙色） 2、配制 0.1mol/L NaOH 标准溶液 300mL。 称取 1.5 克NaOH，用少量水快速冲洗后溶入 300mL已除去CO2的水中，再转 入试剂瓶中，摇匀。 准确称取 0.40~ 0.44 克 KHP，放入锥形瓶中，用约 20mL 水溶解，滴加酚酞 指示剂 2 滴，用 NaOH 溶液滴定至终点。（无色→粉红色） 3、测定试样 用移液管移取试液 25.00mL，滴加酚酞指示剂 2 滴，用NaOH溶液滴定至终 点（无色→粉红色）， 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 体积V1。再用滴定HCl溶液由红色变为无色后，滴加甲 基橙指示剂 2 滴，用HCl溶液滴定至终点（黄色→橙色），记录体积V2。 4、计算 HCl 3 CONa HCl 10 99.105 2 32 V m c ××= NaOH 3 HPK NaOH 10 22.204 V m c ×= 00.25 98.1191NaOH HPONa 42 ××= Vcρ 00.25 96.141)( 1NaOH2HCl HPONa 42 ×−= VcVcρ 5、实验纪录及数据处理 (1)Na2CO3的质量： (2)KHP 的质量： (3)NaOH 的体积： (4)HCl 的体积： (5)计算结果 6、讨论 10 综合性实验 水中总硬度的测定 钙(Ca)广泛地存在于各种类型的天然水中，浓度为每升含零点几毫克到数百 毫克不等。它主要来源于含钙岩石(如石灰岩)的风化溶解，是构成水中硬度的主 要成分。钙是构成动物骨骼的主要元素之一。硬度过高的水不适宜工业使用，特 别是锅炉作业。由于长期加热的结果，会使锅炉内壁结成水垢，这不仅影响热的 传导，而且还隐藏着爆炸的危险，所以应进行软化处理。此外，硬度过高的水也 不利于人们生活中的洗涤及烹饪，饮用了这些水还会引起肠胃不适。但水质过软 也会引起或加剧某些疾病。因此，适量的钙是人类生活中不可缺少的。 镁(Mg)是天然水中的一种常见成分，它主要是含碳酸镁的白云岩以及其它岩 石风化溶解产物。镁在天然水中的浓度为每升零点几到数百毫克不等。镁是动物 体内所必需的元素之一，人体每日需镁量约为 0.3~0.5g，浓度超过 125mg/L 时， 还能起导泻和利尿作用。镁盐也是水质硬化的主要因素，硬度过高的水不适宜工 业使用，它能在锅炉中形成水垢，故应对其进行软化处理。 一、方法的选择 ①EDTA 络合滴定法简单快速，是一般最常选用的方法。 ②原子吸收法测定钙、镁，简单、快速、灵敏、准确，干扰易于消除，当采 用 EDTA 法有干扰时，最好改用原子吸收法。 ③等离子发射光谱法快速、灵敏度高、干扰少，且可同时测定多种元素，也 是较为理想的方法之一。 二、样品保存 采集水样贮存于聚乙烯瓶中，将水样用硝酸或盐酸调节到 pH<2。 三、EDTA 滴定法测定钙和镁的总量 1、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， 与钙和镁生成紫红色或紫色溶液。滴定中游离的钙和镁离子首先与 EDTA 反应， 与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色变 为天蓝色。 2、方法的适用范围 本方法用 EDTA 滴定法测定地下水和地表水中钙和镁的总量。不适用于含盐 量高的水，诸如海水。本方法测定的最低浓度为 0.05mmol/L。 11 3、干扰及消除 如试样含铁离子≤30mg/L，可在临滴定前加入 250mg 氰化钠或数毫升三乙醇 胺掩蔽，氰化物使锌、铜、钴的干扰减至最小，三乙醇胺能减少铝的干扰。加氰 化钠前溶液呈碱性。 试样含正磷酸盐超出 lmg/L，在滴定的 pH 条件下可使钙生成沉淀。如滴定速 度太慢，或钙含量超出 l00mg/L 会析出磷酸钙沉淀。如上述于扰未能消除，或存 在铝、钡、铝、锰等离子干扰时，需改用火焰原子吸收法或等离子发射光谱法测 定。 4、仪器 常用的实验室仪器及 50ml 滴定管，分刻度至 0.10ml。 5、试剂 分析中只使用公认的分析纯试剂和蒸馏水或纯度与之相当的水。 1) 缓冲溶液(pH l0)： ①称取 1.25gEDTA二钠镁(C10Gl2N2O8Na2Mg)和 16.9g氯化铵(NH4Cl)溶于 143ml浓氨水(NH3·H2O)中，用水稀释至 250ml。因各地试剂质量有差别，配好的 溶液应按下述②方法进行检查和调整。 ②如无EDTA二钠镁，可先将 16.9g氯化铵溶于 143ml氨水。另取 0.788g硫酸 镁(MgSO4·7H2O)和 1.179gEDTA二钠二水合物(C10H14N2O8Na2·2H2O)溶于 500ml 水，加入 2ml配好的氯化铵、氨水溶液和 0.2g左右铬黑T指示剂干粉。此时溶液应 显紫色，如出现天蓝色，应再加入极少量硫酸镁使变为紫红色。逐滴加入EDTA 二钠溶液直至溶液由紫红转变为天蓝色为止(切勿过量)。将两溶液合并，加蒸馏 水定容至 250ml。如果合并后，溶液又转为紫色，在计算结果时应减去试剂空白。 2) EDTA 二钠标准溶液(10mmol/L)： ①制备：将一份 EDTA 二钠二水合物在 80˚C 干燥 2h 后，放入干燥器中冷却 至室温，称取 3.725g 溶于水，在容量瓶中定容至 1000ml，盛放在聚乙烯瓶中， 定期校对其浓度。 ②标定：按步骤 6(2)用钙标准溶液标定 EDTA 二钠溶液。取 20.0ml 钙标准溶 液稀释至 50ml 后滴定。 ③浓度计算：EDTA二钠溶液的浓度C1（mmol/L）用下式计算： 1 22 1 V VCC = 12 式中：C2—钙标准溶液 3)的浓度（mmol/L） V2—钙标准溶液的体积(ml) V1—标定中消耗的EDTA 二钠溶液的体积(ml) 3) l0 mmol/L 钙标准溶液： ①将一份碳酸钙(CaCO3)在 150℃干燥 2h，取出放在干燥器中，冷却至室温， 称取 1.000g于 50m1 锥形瓶中，用水润湿。 ②逐滴加入 4mol/L 盐酸至碳酸钙全部溶解，避免滴入过量酸。加 200ml 水， 煮沸数分钟赶除二氧化碳，冷至室温，加入数滴甲基红指示剂溶液(0.1g 溶于 100m160％乙醇)，逐滴加入 3mol/L 氨水至变为橙色，在容量瓶中定容至 1000ml。 此溶液 1.00ml 含 0.4008mg(0.01lmmol/L)钙。 4) 铬黑 T 指标剂： ①将 0.5g铬黑T (HOC10H6N：N10H4(OH)(NO2)SO3Na)，溶于 100ml三乙醇胺 (N(H2CH2OH)3)，可最多用 25ml乙醇代替三乙醇胺以减少溶液的粘性，盛放在棕 色瓶中。 ②或者配成铬黑 T 指示剂干粉，称取 0.5g 铬黑 T 与 100g 氯化钠(NaCl)，充 分混合，研磨后通过 40~50 目筛盛放在棕色瓶中，紧塞。 5) 2mol/L 氢氧化钠溶液：将 8g 氧氧化钠(NaOH)溶解于 100 新鲜蒸馏水中。 盛放在聚乙烯瓶中，避免空气中二氧化碳的污染。 6) 氰化钠(NaCN)。 注：氰化钠是剧毒品，取用和处置时必须十分谨慎小心，采取必要的防护。 含氰化钠的溶液不可酸化。 7) 三乙醇胺(N(H2CH2OH)3)。 6、步骤 (1) 试样的制备 ①一般样品不需预处理。如样品中存在大量微小颗粒物，需在采样后尽快经 0. 45μm 孔径滤膜过滤。样品经过滤，可能有少量钙和镁被滤除。 ②自试样中钙和镁总量超出 3.6mmol／L 时，应稀释至低于此浓度，记录稀 释因子 F。 ③试样经过酸化保存，可用计算量的氢氧化钠溶液中和。计算结果时，应把 样品或试样由于加酸或碱的稀释考虑在内。 (2) 测定 13 ①用移液管吸取 50.0ml试样于 250ml锥形瓶中，加 4ml缓冲溶液和 3 滴铬黑T 指示剂溶液或约 50~100mg指示剂干粉，此时溶液应呈紫红或紫色，其pH值应为 10.0±0.10。 ②为防止产生沉淀，应立即在不断振摇下，自滴定管加入 EDTA 二钠溶液， 开始滴定时速度宜稍快，接近终点时应稍慢，并充分振摇，最好每滴间隔 2~3s， 溶液的颜色由紫红或紫色逐渐转变蓝色，在最后一点紫的色调消失，刚出现天蓝 色时即为终点，整个滴定应在 5min 内完成。 ③在临滴定前加入 250mg 氰化钠或数毫升三乙醇胺掩蔽。氰化物使锌、铜、 钴的干扰减至最小。加氰化物前必须保证溶液呈碱性。 ④试样如含正磷酸盐和碳酸盐，在滴定的 pH 条件下，可能使钙生成沉淀， 一些有机物可能干扰测定。如上述干扰未能消除，或存在铝、钡、铅、锰等离子 干扰时，需改用火焰原子吸收法或等离子发射光谱法测定。 7、计算 钙和镁总量 C（mmol/L）用下式计算： 0 11 V VCC = 式中：Cl—EDTA二钠溶液浓度（mmol/L）； V1—滴定中消耗EDTA二钠溶液的体积(m1)； Vo—试样体积(m1)。 如试样经过稀释，采用稀释因子 F 修正计算。 关于硬度的计算，见附录。1mmol/L的钙镁总量相当于 100.1mg/L以CaCO3表 示的硬度。 8、精密度 本方法的重复性偏差为±0.04mmol/L，约相当于±2 滴 EDTA 二钠溶液。 水硬度的概念及换算 硬度在不同国家有不同的定义，如总硬度，碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度。 1、定义 (1)总硬度——钙和镁的总浓度。 (2)碳酸盐硬度——总硬度的一部分，相当于跟水中碳酸盐及重碳酸盐结合的 14 钙和镁所形成的硬度。 (3)非碳酸盐硬度——总硬度的另一部分，当水中钙和镁含量超出与它们结合 的碳酸盐和重碳酸盐含量时，多余的钙和镁就跟水中氯化物、硫酸盐、硝酸盐结 成非碳酸盐硬度。 2、硬度的表示方注 (1)德国硬度——1 德国硬度相当于 CaO 含量为 l0mg／L 或为 0178 mmol/L。 (2)英国硬度——1 英国硬度相当于CaCO3含量为 1 格令/英加仑，或为 0.143mmol/L。 (3)法国硬度——1 法国硬度相当于CaCO3含量为 10mg/L或为 0.1 mmol/L。 (4)美国硬度——1 美国硬度相当于CaC O3含量为 1mg/L或为 0.01 mmol/L。 3、硬度换算表 mmol/L 德国 英国 法国 美国 DH Clark degreeF mg/L mmol/L 1 5.61 7.02 10 100 德国 DH 0.178 1 1.25 1.78 17.8 英国 Clark 0.143 0.08 1 1.43 14.3 法国 degreeF 0.1 0.56 0.70 1 10 美国 mg/L 0.01 0.056 0.070 0.1 1 15 综合性实验 水中钙硬度的测定 本标准等效采用 lSO6058-1984《水质 钙含量的测定 EDTA 滴定法》 1 适用范围 本标准 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 用 EDTA 滴定法测定地下水和地面水中钙含量。本方法不适用于 海水及含盐量高的水。适用于钙含量 2～100 mg/L (0.05~2.5 mmol/L)范围。含钙 量超出 100mg/L 的水应稀释后测定。 2 原理 在 pH12～13 条件下，用 EDTA 溶液络合滴定钙离子。以钙羧酸为指水剂与 钙形成红色络合物，镁形成氧氧化镁沉淀，不干扰测定。滴定时，游离钙离子首 先和 EDTA 反应，与指示剂络合的钙离子随后和 EDTA 反应，达到终点时溶液由 红色转为亮蓝色。 3 试剂 分析中只使用公认的分析纯试剂和蒸馏水，或纯度与之相当的水。 3．1 氢氧化钠：2 mol/L 溶液。 将 8g 氢氧化钠(NaOH)溶于 100ml 新鲜蒸馏水中。盛防在聚乙烯瓶中，避免 空气中二氧化碳的污染。 3．2 EDTA 二钠标准溶液：≈10mol/L。 3．2．1 制备 将一份EDTA二钠二水（C10H14N2O8Na2·2H2O ）在 80°C干燥 2h，取出放在 干燥器中冷至室温。称取 3.725g溶于水，在容量瓶中定容至 1000ml。存放在聚乙 烯瓶中，定期校对其浓度。 3．2．2 标定 按照第 6 章的操作方法，用钙标准溶液（3.3）标定 EDTA 二钠溶液（3.2.1）， 取 20.0ml 钙标准溶液(3.3)，稀释至 50ml。 3．2．3 浓度计算 EDTA溶液的浓度c1（mmol/L）用式（1）计算： 1 22 1 V Vcc = 式中：c2 ——钙标准溶液(3. 3)的浓度，mmol/L； V2——钙标准溶液的体积，ml； 16 V1——标定中悄耗的EDTA溶液体积，； 3．3 钙标准溶液：10mmol／L． 将一份碳酸钙(CaCO3)在 150°C干燥 2 h，取出放在干燥器中冷至室温。称取 1.001g于 500 ml 锥形瓶中．用水润湿，逐滴加入 4 mol/L盐酸至碳酸钙完全溶解， 避免加入过量酸。加 200 ml水煮沸数分钟赶除二氧化碳，冷却室温，加入数滴甲 基红指示剂溶液(0.1g溶于 100ml 60%乙醇中)，逐滴加入 3 mol/L氨水直至变为橙 色在容量瓶中定容至 1000 ml。此溶液 1.00 ml 含 0.4008 mg（0.01mol/L） 钙。 3．4 钙羧酸指示剂干粉。 将 0.2g钙羧酸[HO3SC10H5(OH)N：NC10H5(OH)COOH，2-羧基-1-(2-羧基-4 磺 基-l-萘基偶氮)-3-萘甲酸，2-hydroxy-1-(2-hydroxy-4-sulfo-1-naphthyiazo)-3- naphthoic acid，简称HSN，C21H14N2O7S]与 100g氯化钠(NaCl)充分混合，研磨后 通过 40~50 目，装在棕色瓶中．紧塞。 注：该指示剂又名、钙红。其钠盐称为钙羧酸钠。又名钙试剂羧酸钠， NaO3SC10H5(OH)N：NC10H5(OH)COONa 或C21H13N2O7S·Na也可使用。 3．5 氰化钠(NaCN) 注意：氰化钠是剧毒品。取用和处置是必须十分谨慎小心，采取必要的防护。氰 化物的溶液不可酸化。 3．6 三乙醇胺[N(CH2CH2OH)3]。 4 仪器 常用的实验室仪器。 滴定管：50ml 分刻度至 0.10ml。 5 采样和样品保存 采集水样可用硬质玻璃瓶（或聚乙烯容器），采样前先将瓶洗净。采样时用水 冲洗三次，再采集于瓶中。 采集自来水及有抽水设备的井水时．应先放水数分钟、使积留在水管中的杂 质流，然后将水样收集于瓶中。采集无抽水设备的井水或江、河、湖等地面水时， 可将采样设备浸入水中，使采样瓶口位于水面下 20-30cm，然后拉开瓶塞。使水 进入瓶中。 水样采集后(尽快送往实验室)，应于 24 h 内完成测定。否则，每升水样中应 加 2ml 浓硝酸作保护剂 (使 pH 降至 1.5 左右)。 17 6 步骤 6．1 试样的制备 试样应含钙 2~100mg/L （ 0.05~2.5 mmol/L）。含量过高的样品应稀释，使其 浓度在上述范围内，记录稀释因子 F。 如试样经酸化保存，可用计算量的氢氧化钠溶液（3.1）中和。计算结果时应 把样品或试样由于加酸或碱的稀释考虑进去。 6．2 测定 用移液管吸取 50.0ml 试样于 250 ml 锥形瓶中。加 2 ml 氢氧化钠溶液(3.1)、 约 0.2g 钙羧酸指示剂干粉（3.4），溶液混合后立即滴定。在不断振摇下自滴定管 加入 EDTA 二钠溶液(3.2)，在开始滴定时，速度宜稍快，接近终点时应稍慢，最 好每滴间隔 2~3s，并充分振摇，至溶液由紫红色变为亮蓝色，表示到达终点，整 个滴定过程应在 5 min 内完成。记录消耗 EDTA 二钠溶液体积的毫升数。 如试样含铁离子为 30mg/L，在临滴定前加入 250mg 氰化钠(3.5)或数毫升三 乙醇胺（3.6）掩蔽，氰化物使锌、铜、钴的干扰减至最小，三乙醇胺能减少铝的 干扰。加氰化物前必须保证溶液呈碱性。 试样含正磷酸盐超出 l mg/L，在滴定的 pH 条件下可使钙生成沉淀。如滴定 速度太慢，或钙含量超出 100mg/L 会析出碳酸钙沉淀。如上述干扰未能消除，或 存在铝、钡、铅、锰等离子干扰时，须改用原子吸收法测定。 7 结果的表示 钙含量 c（mg/L）用式（2）计算： A V Vcc ×= 0 11 式中：c1—EDTA二钠溶液浓度，mmol/L； V1—滴定中消耗EDTA二钠溶液的体积，ml； V0—试样体积，ml； A—钙的原子质量(40.08)。 如所用试样经过稀释，应采用稀释因子 F 修正计算。 8 精度 不同的实验室对钙含量 30~100mg/L 的同一试样的测定的结果应符合±5mg/L。 18 附录 A 紫脲酸铵指示剂 （补充件） 紫脲酸铵(C8H8N6O6·H2O)，可代替钙羧酸，其干粉配法如下：0.2g 紫脲酸铵 与 100g氯化钠(NaCl)充分混合，研磨后通过 40～50 目，装在棕色瓶中．紧塞。 该指示剂滴定至终点时，溶液由红色变为紫色。可用蒸馏水做试剂空白滴定．以 便比较水样的终点颜色。 附加说明： 本标准由国家环境保护局规划标准处提出。 本标准由中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所负责起草 本标准主要起草人：黄承武。 本标准由中国环境监测总站负责解释。 19 综合性实验 水中铁含量的测定 （邻菲哆啉分光光度法） 地壳中含铁量（Fe）约为 5.6％，分布很广，但天然水体中含量并不高。 实际水样中铁的存在形态是多种多样的，可以在真溶液中以简单的水合离子 和复杂的无机、有机络合物形式存在。也可以存在于胶体，悬浮物的颗粒物中， 可能是二价，也可能是三价的。而且水样暴露于空气中，二价铁易被迅速氧化为 三价，样品 pH>3.5 时，易导致高价铁的水解沉淀。样品在保存和运输过程中， 水中细菌的增殖也会改变铁的存在形态。样品的不稳定性和不均匀性对分析结果 影响颇大，因此必须仔细进行样品的预处理。 铁及其化合物均为低毒性和微毒性，含铁量高的水往往带黄色，有铁腥味， 对水的外观有影响．我国有的城市饮用水用铁盐净化，若不能沉淀完全，影响水 的色度和味感。如作为印染、纺织、造纸等工业用水时，则会在产品上形成黄斑， 影响质量，因此这些工业用水的铁含量必须在 0.1mg/L 以下。水中铁的污染源主 要是选矿、冶炼、炼铁、机械加工、工业电镀、酸洗废水等。 1、方法原理 亚铁离子在 pH 3~9 之间的溶液中，与邻菲哕啉生成稳定的橙红色络合物，其 反应式为： N N F e 2 + + 3 N N F e 3 2 + 此络合物在避光时可稳定半年。测量波长为 510nm，其摩尔吸光系数为 L·mol4101.1 × -1·cm-1。若用还原剂(如盐酸羟胺)将高铁离子还原，则本法可测高铁 离子及总铁含量。 2、干扰及消除 强氧化剂、氰化物、亚硝酸盐、焦磷酸盐、偏聚磷酸盐及某些重金属离子会 干扰测定。经过加酸煮沸可将氰化物及亚硝酸盐除去，并使焦磷酸、偏聚磷酸盐 转化为正磷酸盐以减轻干扰。加入盐酸羟胺则可消除强氧化剂的影响。 邻菲啰啉能与某些金属离子形成有色络合物而干扰测定。但在乙酸~乙酸铵 20 的缓冲溶液中，不大于铁浓度 10 倍的铜、锌、钴、铬及小于 2mg/L 的镍，不干 扰测定，当浓度再高时，可加入过量显色剂予以消除。汞、镉、银等能与邻菲啰 啉形成沉淀，若浓度低时，可加过量邻菲啰啉来消除；浓度高时，可将沉淀过滤 除去。水样有底色，可用不加邻菲啰啉的试液作参比，对水样的底色进行校正。 3、方法的适用范围 此法适用于一般环境水和废水中铁的测定，最低检出浓度为 0.03mg/L，测定 上限为 5.00rng/L。对铁离子大于 5.00mg/L 的水样，可适当稀释后再按本方法进 行测定。 4、仪器 分光光度计，100mm 比色皿。 5、试剂 ①铁标准贮备液，准确称取 0.7020g硫酸亚铁铵((NH4)2Fe(SO4)2 ·6H2O)，溶于 (1+1)硫酸 50ml中，转移至 1000ml容量瓶中，加水至标线，摇匀。此溶液每毫升 含 100μg铁。 ②铁标准使用液：准确移取标准贮备液 25.00ml 置 100ml 容量瓶中，加水至 标线，摇匀。此溶液每毫升含 25.0μg 铁。 ③(1+3)盐酸。 ④10％盐酸羟胺溶液。 ⑤缓冲溶液：40g 乙酸铵加 50ml 冰乙酸用水稀释至 100ml。 ⑥0.5％邻菲哆啉水溶液，加数滴盐酸帮助溶解。 6、步骤 (1)校准曲线的绘制 依次移取铁标准使用液 0、2.00、4.00、6.00、8.00、10.0ml 置 150ml 锥形瓶 中，加入蒸馏水 50.0ml，再加(1+3)盐酸 lml，10％盐酸羟胺 lrnl，玻璃珠 1~2 粒。 加热煮沸 15ml 左右，冷却至室温，定量转移至 50ml 具塞比色管中。加一小片刚 果红试纸，滴加饱和乙酸钠溶液至试纸刚刚变红，加入 5ml 缓冲溶液、0.5％邻菲 哕啉溶液 2ml，加水至标线，摇匀。显色 15min 后，用 10mm 比色皿，以水为参 比，在 510nm 处测量吸光度，由经过校正的吸光度对铁的微克数作图。 (2)总铁的测定 采样后立即将样品用盐酸酸化至 pH