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《环境监测讲义》

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烘干或灼烧,最后称量,计算其含量。 Ba2+ +SO42- ——〉BaSO4↓

2) 气化法(挥发法):通过加热或其他方法使试样中被测组分挥发逸出然后根据试样重量的减

轻计算该组分的含量;或当该组分逸出时,选择一吸收剂将其吸收,然后根据吸收剂重量的增加计算该组分的含量。

SiO2+ +4HF---?SiF4↑ +2H2O 试样加热,挥发,CaCl2 吸收

3)电解法:利用电解原理,使金属离子在电极上析出,然后称重,求其含量。

被测组分发生氧还反应,使其电解沉积: 阴极:Cu2+ +2e →Cu 阳极:2H+ + 1/2O2 +2e→H2O 3. 重量分析对沉淀的要求

1)沉淀的溶解度必须小,这样才能保证被测组分沉淀完全。 2)沉淀易于过滤和洗涤(颗粒要大)。

3)沉淀力求纯净,尽量避免其他杂质的玷污(玷污越小越好) 4)沉淀应易于转化为称量形式 4.重量分析对称量形式的要求

1)称量形式必须有确定的化学组成,否则无法计算分析结果。

2)称量形式必须十分稳定,不受空气中水分、二氧化碳和氧气等的影响。

3)称量形式的分子量要大,被测组分在称量形式中的百分含量要小,这样可提高分析的准

确度。

四.滴定分析概述

1.滴定分析法又叫容量分析法:这种方法是将标准溶液滴加到被测物质溶液中,直到标准溶液

与被测物质按化学计量关系定量反应为止,然后根据标准溶液的浓度和用量,计算被测物质的含量。

滴定剂:已知准确浓度的试剂,标准溶液

滴定:将滴定剂从滴定管中加到被测物质溶液中的过程。 等当点:当加入的标准溶液与被测物质定量反应完全时。

滴定终点:在滴定过程中,指示剂正好发生颜色的变化的转变点。 终点误差:滴定终点与等当点不一定符合,由此而产生的误差。 2.滴定分析法对化学反应的要求

1)反应必须定量完成,无副反应,反应完全 2)反应能够迅速的完成

3)能利用指示剂或仪器分析方法确定反应的等当点(终点)。 3.滴定分析法分类(按滴定方式分类)

1)直接滴定法:凡是能满足上述要求的反应,都可以应用于直接滴定法中。强酸滴定强碱。 2)返滴定法:有时反应不能完全符合上述要求,因而不能采用直接滴定法,而用返滴定法。

当试液中被测物质与滴定剂反应很慢或滴定剂直接滴定试样时反应不能立即完成,此时可加入过量滴定剂,使与被测物质反应,待反应完成后,再用另一种标准溶液滴定剩余的滴定剂。 例:配位滴定法测定铝。

3) 置换滴定法:有些物质不能直接滴定时,可以通过它与另一种物质反应置换出一定量能被滴

定的物质,然后用滴定剂滴定。 例:AIY→AIF62-+Y4-→ZnY

4) 间接滴定法:不能与滴定剂直接启反应的物质,有时可通过另外的化学反应以滴定法间接进

行滴定。例:氧化还原法测定钙。

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4.标准溶液和基准物质

1)标准溶液:是一种已知准确浓度的溶液。

基准物质:能用来直接配制或标定标准溶液的物质。(标准物质) 标准物质的浓度通过基准物质来确定。 2) 基准物质应符合下列要求:

(1) 试剂的组成应与它的化学式完全相符

(2) 试剂的纯度应足够高,一般要求其纯度在99.9%以上。

而杂质的含量应少到不至于影响分析的准确度。

(3) 试剂在一般情况下应该很稳定。

(4) 试剂最好有比较大的式量,(相对比较称量较多误差较小)可降低称量误差。

实际参加反应时,应按反应式定量进行,没有副反应。

3)常用的基准物有:

K2Cr2O7; Na2C2O4; H2C2O4.2H2; Na2B4O7.10H2O;CaCO3;NaCl;Na2CO3

4)标定法:有很多物质不能直接用来配制标准溶液,但可将其先配成一种近似所需浓度的溶液,

然后用基准物质(标准溶液)来标定他的准确浓度。

5.标准溶液的配制

1)直接配制法:直接用容量瓶配制,定容。 可直接配制标准溶液的物质应具备的条件: (1) 必须具备有足够的纯度 一般使用基准试剂或优级纯; (2)物质的组成应与化学式完全相等 应避免:(1)结晶水丢失; (2)吸湿性物质潮解; (3)稳定——见光不分解,不氧化 重铬酸钾可直接配制其标准溶液。 2)间接配制(步骤): (1) 配制溶液

配制成近似所需浓度的溶液。 (2)标定

用基准物或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。 (3)确定浓度

由基准物质量(或体积、浓度),计算确定之。

6.标准溶液浓度表示法 1).物质的量浓度

——单位体积溶液中所含溶质的物质的量。 c = n / V 单位 mol / L

应指明基本单元:原子、分子、离子、电子等。

2).滴定度

——与每毫升标准溶液相当的待测组分的质量。 表示法:T待测物/滴定剂 单 位:g / mL

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第三节分光光度法在环境监测中的应用

一:有色溶液的颜色

有色溶液的颜色主要是由于均匀分布在溶液中的有色离子或化合物选择性的吸收了某种颜色(即一定波长)的光所造成的。

波长不同,所具有的能量不同,两者关系为:

E=hc/入

二:吸收曲线及特点

有色溶液选择性吸收那些波长的光,可用有色溶液的吸收曲线来定量描述。 1. 概念:什么是吸收曲线

所谓吸收曲线是有色物质对不同波长单色光的吸收程度,以波长为横坐标x,吸收度为纵坐标y。作图,得出的一条曲线。 光吸收最大的波长称为最大吸收波长。 2. 特点

1)有一个最大吸收波长?max

2)吸收曲线形状与被测物质的浓度无关 3)在同一波长处,浓度越高,A越大 三.光吸收的基本定律:

有色溶液的浓度越高,对光吸收得越多,则溶液的颜色越深,有色溶液的浓度与光吸收之间存在定量关系。

1.朗伯-比尔定律:当入射光的波长,液层的厚度,以及溶液的温度一定时,溶液的吸光度和溶

液的浓度成正比。

A=KC K::实验条件一定时为常数 A=-lg(I/Io)=-lgT=εbc

A 吸光度,式中lgI/Io一项表示单色光通过有色溶液时被吸收的程度,又称光密度或消

光值。描述溶液对光的吸收程度

Io 入射光强度

I 透过光强度,I越比Io小,I/Io的数值越小,即透过液层的光线越小,因此将I/Io

称透光率

b:液层厚度(光程长度),通常以cm为单位; c:溶液的摩尔浓度,单位mol2L; ε:摩尔吸光系数,单位L2mol2cm;

摩尔吸光系数,如果溶液的浓度C以摩尔浓度表示,液层厚度b以厘米表示,则此常数称为摩尔吸光系数。

T 透光度:透光率,描述入射光透过溶液的程度。T=I/Io

吸光度与溶液的浓度成正比,而透光度的负对数才与溶液的浓度成正比。

ε的物理意义:浓度为1摩尔的溶液,在厚度为1cm的比色皿中,在一定波长下测得的吸

光度,它是各种有色物质在一定波长下的特征常数,可衡量显色反应的灵敏度,E值越大,表示该显色反应越灵敏。

2.摩尔吸光系数ε的讨论

(1)吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数;

(2)不随浓度c和光程长度b的改变而改变。在温度和波长等条件一定时,ε仅与吸收物质

本身的性质有关,与待测物浓度无关;

-1

-1

-1

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(3)可作为定性鉴定的参数;

(4)同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。在最大吸收波长λmax处的摩尔吸光

系数,常以εmax表示。εmax表明了该吸收物质最大限度的吸光能力,也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。

(5)εmax越大表明该物质的吸光能力越强,用光度法测定该物质的灵敏度越高。

ε>105:超高灵敏;

ε=(6-10)310 高灵敏,ε<2310 不灵敏。

(6)ε在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。 3.什么是标准曲线?

所谓标准曲线使用分光光度计来测量一系列标准溶液的吸光度,以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制的曲线。是一条直线。 4.偏离朗伯-比尔定律

在实际工作中,经常发现标标准曲线不成直线的情况,特别是光吸收物质的浓度比较高时,明显地看到标准曲线向浓度轴弯曲的情况(个别情况向吸光度轴弯曲),这种情况称为偏离朗伯-比尔定律。 偏离朗伯-比尔定律的原因:

1)物理性因素引起的偏离,即仪器的非理想引起的;

由于非单色光引起的偏离 负偏离 严格的说,朗伯-比尔定律只适用于单色光

2)由于溶液本身的化学因素引起的偏离 (1)由于介质不均匀性引起的偏离 正偏离

当被测溶液是胶体溶液、浮浊液或悬浮物质时,入射光通过溶液后,除了一部分被试液吸收外,还有一部分因散射现象而损失,使透光率减小,因而实测吸光度增加。

(2)由于溶液中的化学反应引起的偏离 负偏离

溶液中的吸光物质常因离解、缔合、形成新化合物或互变异构等化学变化而改变其浓度,因而导致偏离。

四:分光光度法:

1.原理:分光光度法是基于郎伯-比尔定律建立起来的一种分析方法。它借助于分光光度计来测

量一系列标准溶液的吸光度,以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线。再根据被测溶液的吸光度从标准曲线上就可以得到被测溶液的浓度或含量。

2.定量依据; 朗伯-比尔定律A=KC 3. 特点: 灵敏度高 10—10

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4

M;

准确度高 2-5% 相对误差; 仪器不复杂,操作简单、方便; 应用很广泛

4.示差分光光度法

吸光光度法一般适宜于微量组分的测定,当用于高含量组分的测定时,吸光度超出了准确测量的读书范围,这时即使没有偏离朗伯比尔定律的现象,也会引起很大的误差,采用示差分光光度法可克服这一缺点。

用已知浓度的标准溶液作参比调零(透光率100%),那么测得的吸光度就是被测试液与参比溶液吸光度差值。

被测溶液与参比溶液的吸光度差值,与两溶液的浓度差成正比,这就是示差法的基本原理。 示差分光光度法采用一个比被测试液浓度稍低的标准溶液作为参比溶液,以代替一般分光光

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