实验五自来水总硬度的测定（EDTA的标定）
一、实验目的
1. 掌握EDTA测定水的硬度的原理和方法；
2. 了解水的硬度测定的意义和常用的硬度表示方法；
3. 掌握铬黑T和钙指示剂的应用，了解金属指示剂的特点。
二、测定原理
测定水的总硬度，一般采用配位滴定法即在pH＝10的氨性溶液中，以铬黑Ｔ作为指示剂,用EDTA标准溶液直接滴定水中的Ca2+、Mg2+，直至溶液由紫红色经紫蓝色转变为蓝色，即为终点。反应如下：
滴定前：EBT ＋ Me（Ca2+、Mg2+）＝ Me－EBT
（蓝色） pH=10 （紫红色）
滴定开始至化学计量点前：H2Y2- + Ca2+ ＝ CaY2- + 2H+
H2Y2- + Mg2+ ＝ MgY2- + 2H+
计量点时：H2Y2- + Mg-EBT ＝ MgY2- + EBT + 2H+
（紫蓝色） （蓝色）
滴定时，Fe3+、Al3+等干扰离子用三乙醇胺掩蔽，Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子可用KCN、Na2S或巯基乙酸掩蔽。
常用两种方法表示水的硬度：
1. 以度表示，１ o＝10 ppm CaO，相当于1L水中含有10mg CaO。（1ppm=1mg/kg=1mg/L=1×10 -6，ppm是英文parts permillion的缩写，每百万分中的一部分，即表示百万分之（几））
2. 以水中CaCO3的浓度(ppm)计相当于每升水中含有CaCO3多少毫克。
M CaO—氧化钙的摩尔质量(56.08 g/mol)，
MCaCO3—碳酸钙的摩尔质量(100.09 g/mol)。
三、主要试剂
0.02mol/L EDTA NH3-NH4Cl缓冲溶液 铬黑Ｔ:0.5％ 三乙醇胺（1:2） Na2S溶液 2％ HCl溶液 1:1 CaCO3固体
四、实验步骤
取水样100mL，注入250mL锥形瓶中，加1：1 的HCl 1~2D 酸化水样。煮沸5min除去CO2，冷却后，加入5mL 1:2 三乙醇胺溶液，5 mL NH3-NH4Cl缓冲溶液，1 mL 2% Na2S，少量铬黑T，用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色即为终点。记录消耗体积，平行做三份。
五、实验数据记录
六、讨论思考题
【实验反思】
1、 实验时由于配位反应速度较慢，故滴定时应慢，使其完全反应；
2、 细心冷静，不可慌张，更不可因忙乱导致药品加错等问题的出现。
第二篇：实验一Na2EDTA配位滴定法测定自来水总硬度[目的和要求]
实验一 Na2EDTA配位滴定法测定自来水总硬度
【目的和要求】
掌握容量分析操作技术，配位滴定原理、注意事项和测定结果的计算；熟悉总硬度的表示方法和每一试剂的作用。
【方法原理】
在pH10的NH3-NH4Cl缓冲液中，水样中的Ca2+和Mg2+与铬黑T指示剂形成紫红色配合物，水样呈紫红色。加入EDTA时，则Ca2+和Mg2+与EDTA形成更稳定的无色色配合物，滴定终点时游离出铬黑T指示剂，此时水样呈蓝色。根据EDTA标准溶液的用量，可计算出水中Ca2+和Mg2+的总量。
【仪器与试剂】
1．仪器 150ml锥型瓶；25ml滴定管。
2．试剂
缓冲溶液(pH=10) ①氯-氯化铵缓冲溶液：称取16.9g氯化铵，溶于143ml氨水(ρ20=0.88g/ml)中。②.硫酸镁-乙二胺四乙酸二钠滴定终点敏锐调节剂：称取0.780g硫酸镁(MgSO4·7H2O)及1.178g乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA·2H2O)，溶于50mL纯水中，加入2ml氯化铵一氢氧化铵溶液和5滴铬黑T指示剂(此时溶液应呈紫红色。若为天蓝色，应再加极少量硫酸镁使呈紫红色)，用Na2-EDTA标准溶液滴定至溶夜由紫红色变为天蓝色。③合并①及②溶液，并用纯水稀释至250ml。合并后如溶液又变为紫红色，在计算结果时应扣除试剂空白。
硫化钠溶液(50g/L)：称取5.0g硫化钠(Na2S·9H2O)溶于纯水中，并稀释至100mL。
盐酸羟胺溶液(10g/L)：称取1.0g盐酸羟胺(NH2OH·C1)，溶于纯水中，并稀释至100ml。
氰化钾溶液(10g/L)：称取10．0g氰化钾(KCN)溶于纯水中，并稀释至100ml。注意，此溶液剧毒!
Na2-EDTA标准溶液[c(Na2-EDTA)=0.01mol／L]：称取3.72g乙二胺四乙酸二钠(Na2.C10H14N2O8·2H2O)溶解于1000ml纯水中，并标定其准确浓度。
锌标准溶液：称取0.6～0.7g纯锌粒，溶于盐酸溶液(1+1)中，置于水浴上温热至完全溶解，移入容量瓶中，定容至1000ml，并按下（9-1）式计算锌标准溶液的浓度。
（9-1）
式中，C(Zn)—锌标准溶液的浓度，mol/L；m—锌的质量，g；65.39—1molZn的质量，g。
铬黑T指示剂：称取0.5g铬黑T(C20H12O7N3SNa)用95％乙醇溶解，并稀释至100ml。放置于冰箱中保存，可稳定一个月。
【操作步骤】
1. 标定Na2-EDTA
吸取25.00mL锌标准溶液于150mL锥形瓶中，加入25ml纯水，加入几滴氨水调节溶液至近中性，再加5ml缓冲溶液和5滴铬黑T指示剂，在不断振荡下，用Na2-EDTA溶液滴定至天蓝色不变。记录Na2-EDTA溶液用量（V）。按（9-2）式计算Na2-EDTA标准溶液的浓度。
（9-2）
式中，c(Na2-EDTA)—Na2-EDTA标准溶液的浓度，mol/L；c(Zn)—锌标准溶液的浓度，mol/L；V—消耗Na2-EDTA溶液的体积，ml；25—所取锌标准溶液的体积，rnl。
2.水硬度的测定
吸取50.0ml水样（若硬度过高，可取适量水样用纯水稀释至50ml，若硬度过低，可改取100ml），置于150ml锥型瓶中。加入1～2ml缓冲溶液，5滴铬黑T指示剂，立即用Na2-EDTA标准溶液滴定至溶液从紫红色成为不变的天蓝色为止，同时做空白试验，记下用量。按（9-3）式计算结果。
（9-3）
式中，V0—空白滴定所消耗的Na2-EDTA标准溶液的体积，ml；V1—Na2-EDTA滴定中消耗Na2-EDTA标准溶液的体积，ml；c—Na2-EDTA标准溶液的浓度，mol/L；V2—水样体积，ml。100.09为与1.00mlNa2-EDTA标准溶液[c(Na2-EDTA)：1.000mol/L]相当的以mg表示的总硬度(以CaCO3计)。
【注意事项】
1．若水样中含有金属干扰离子，使滴定终点延迟或颜色发暗，可另取水样，加入0.5ml盐酸羟胺及1ml硫化钠溶液或0.5ml氰化钾溶液再行滴定。
2．水样中钙、镁含量较大时，要预先酸化水样，并加热除去二氧化碳，以防碱化后生成碳酸盐沉淀，滴定时不易转化。
3．水样中含悬浮性或胶体有机物可影响终点的观察。可预先将水样蒸干并于550℃灰化，用纯水溶解残渣后再行滴定。
4．缓冲溶液应储存于聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶中。防止使用中因反复开盖使氨水浓度降低而影响pH值。缓冲溶液放置时间较长，氨水浓度降低时，应重新配制。
5．配制缓冲溶液时加入Mg-EDTA是为了使某些含镁较低的水样滴定终点更为敏锐。如果备有市售Mg-EDTA试剂，则可直接称取1.25Mg-EDTA，加入250mL缓冲溶液中。
6．以铬黑T为指示剂，用Na2-EDTA滴定钙、镁离子时，在pH值9.7～11范围内，溶液愈偏碱性，滴定终点愈敏锐。但可使碳酸钙和氢氧化镁沉淀，从而造成滴定误差。因此滴定以pH 10为宜。
【思考题】
1. 若硬度过高，可取适量水样用纯水稀释至50ml，若硬度过低，可改取 100ml，对测定结果有什么影响？
2. 总硬度的概念是什么？为什么仅测定的是钙、镁，但确表示为总硬度？
3. 为什么Mg-EDTA可以使终点更敏锐？
4. 滴定时pH值超过10会有什么影响？
5. 盐酸羟胺、硫化钠溶液、氰化钾溶液的作用各是什么？
6. 乙二胺四乙酸二钠滴定法测定水的总硬度的主要影响因素有哪些？
7. 怎样控制和减少本次实验的误差？
实验二 酸碱滴定法法测定自来水碱度
【目的和要求】
掌握容量分析操作技术，酸碱滴定原理、注意事项和测定结果的计算；.熟悉碱度和酸度的概念、分类和表示方法，熟悉每一试剂的作用；了解水的碱度和酸度测定的意义。能根据测定结果判断碱度的组成。
【方法原理】
以酚酞为指示剂，用盐酸标准溶液滴定至水样红色刚好消失，记录此时盐酸标准溶液耗量为V1。再以甲基橙为指示剂，用盐酸标准溶液滴定至水样由黄色刚好变为橙红色，记录此时盐酸标准溶液耗量为V2。用V1计算水样的酚酞碱度，用V1+V2计算水样的总碱度。并可根据V1、V2消耗量判断碱度的组成。反应式如下：
以酚酞为指示剂时：CO32－+2H+
2HCO3－；OH－+H＋H2O
以甲基橙为指示剂时：HCO3－+HH2O+CO2
【仪器与试剂】
1．仪器 50ml滴定管；250ml锥形瓶。
2．试剂
0.1mol/L标准溶液盐酸：量取9ml浓盐酸，用新煮沸冷却的蒸馏水稀释至1000ml。
5g/L酚酞指示剂：将0.5g酚酞溶于50ml95％乙醇，加50ml水，滴加0.1mol/LNaOH至微红色。
0.5g/L甲基橙指示剂：将0.5g甲基橙溶于1000ml水中。
【操作步骤】
一、标定盐酸溶液的浓度
将优级纯无水碳酸钠于180℃烘烤2h后在干燥器中冷却，然后准确称取0.1～0.15g于250ml三角瓶中，加100ml新煮沸冷却的蒸馏水，3滴甲基橙指示剂，用配制好的盐酸溶液滴定至橙色。记录盐酸用量V0，按（9-4）式计算其浓度。
（9-4）
式中，c—盐酸溶液的物质的量浓度，mol/L；m—无水碳酸钠的质量，g；V0—盐酸溶液的用量，ml；50—碳酸钠与盐酸反应的摩尔质量，g。
二、测定自来水碱度
1．吸取100.00ml水样于250ml三角瓶中，加4滴酚酞指示剂，如呈红色，立即用盐酸溶液滴定至红色刚消失，记录盐酸用量(V1)。
2．再向瓶中加3滴甲基橙指示剂，用盐酸溶液滴定至橙色，盐酸用量记为(V2)。
3．计算
（9-5）
（9-6）
式中，V1—以酚酞为指示剂，用盐酸溶液滴定至红色刚消失时，盐酸溶液的用量。V2—以甲基橙为指示剂，用盐酸溶液滴定至橙红色刚出现时，盐酸溶液的用量。50—CaCO3与盐酸反应的毫摩尔质量(mg)；100—水样体积。
4．判断碱度的组成 如果Vl>V2，碱度由碳酸盐和氢氧化物组成；如果V1<V2，碱度由碳酸盐和重碳酸盐组成；如果V1=V2，碱度由碳酸盐组成；Vl=0，碱度只有重碳酸盐；V2=0，碱度只有氢氧化物。
【注意事项】
1．为了解并控制测量误差，测定时应一式3份作平行测定，计算其算术平均值。每一份测定结果的绝对值不应大于该算术平均值的5％。
2．结果以算术平均值修约至小数点后一位。
3．酚酞指示剂的变色范围为pH值8.0～9.6（无色-红色），当水样中存在氢氧化物和碳酸盐时，水样pH值＞8.5，加入酚酞指示剂水样呈红色，用盐酸溶液滴定到达滴定终点时，水样由红色至无色，要注意观察和控制红色刚消失的那一瞬时。否则无法知道是否过量。
4．甲基橙指示剂的变色范围为pH值3.1～4.4（红色-橙色），＞4.4为黄色。水样从酚酞指示剂滴定至无色时的pH值为8左右，加入甲基橙为指示剂水样呈黄色，用盐酸标准溶液滴定时，滴定终点由黄色至橙色，要注意观察和控制橙色刚出现的那一瞬时。橙色太深偏红色时意味滴定过量。
5．水样应采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内，样品应充满并盖紧，避免因接触空气而引起水样中C02含量的改变。水样采集后应及时进行测定，否则应低温保存。
【思考题】
1．解释酚酞碱度、总碱度的含意。
2．怎样用碱度测定结果判断水样碱度的组成？
3．为什么说如果Vl>V2，碱度由碳酸盐和氢氧化物组成；如果V1<V2，碱度由碳酸盐和重碳酸盐组成；如果V1=V2，碱度由碳酸盐组成；Vl=0，碱度只有重碳酸盐；V2=0，碱度只有氢氧化物？
实验四 碘量法测定水中溶解氧
【目的和要求】
掌握碘量法测定溶解氧的原理和方法；熟悉滴定操作；了解溶解氧测定的意义和采样原则。
【方法原理】
在碱性溶液中，Mn(OH)2和溶解氧结合成为MnO(OH)2，再与过量的Mn(OH)2结合成MnMnO3，在酸性溶液中将KI氧化释放出I2，以Na2S2O3滴定I2。根据Na2S2O3消耗的体积计算出样品中溶解氧的含量。
【仪器与试剂】
1．仪器 溶解氧瓶；碘量瓶，250ml；滴定管，25或50ml；100ml移液管。
2．试剂
硫酸锰溶液：将480g MnSO4·4H2O或400g MnCl2·2H2O用蒸馏水溶解，过滤后稀释至1000ml。
碱性碘化钾溶液：将500g 分析纯NaOH溶于300ml～400ml蒸馏水中。另取150g分析纯KI或135g分析纯NaI溶于200ml蒸馏水中。合并上述两种溶液，加蒸馏水至1000ml，放置24h使碳酸钠下沉，取上清液备用。
0.1mol/L Na2S2O3标准贮备液：取约25g分析纯Na2S2O3·5H2O，用煮沸放冷的蒸馏水配成1000ml。加0.4g NaOH或0.2g无水Na2CO3，或数小粒碘化汞，储于棕色瓶中以防止分解。溶液可保存数周。
标定Na2S2O3准确浓度：准确取约0.15g 分析纯KIO3于250ml三角瓶内，加100ml蒸馏水，微热使其溶解，加约3g KI及10ml 乙酸，放置5min。用0.1mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，不停振摇三角瓶，至溶液变微黄色，加1ml淀粉溶液，继续滴定至溶液刚变成无色为止，记录滴定液用量，按（9-9）式计算其准确浓度。
（9-9）
式中，c——Na2S2O3的摩尔浓度(mol/L)；m——KIO3的质量（mg）；M——KIO3的摩尔质量（214.01）；V——滴定体积（ml）。
0.025mol/L Na2S2O3标准应用液：取适量已标定的 Na2S2O3标准溶液，准确配成0.025mol/L Na2S2O3标准溶液。此溶液在夏天存放，最好不超过10d，用前重新标定。
淀粉溶液：以小量蒸馏水将2g 可溶淀粉溶解，用玻棒调成糊状，再加煮沸的蒸馏水至200ml，冷后加0.25g水杨酸或0.8g 氯化锌以防止分解。如果此溶液与碘生成紫蓝色，表示淀粉已部分变质，应重新配制。
KI(AR)，CH3COOH(AR)，浓硫酸。
【测定步骤】
1．采样 用溶解性气体采样器采集水样。
2．取下各溶解氧瓶的瓶塞，用吸管插入液面以下，加1ml 硫酸锰溶液。
3．再按相同方式加1ml碱性碘化钾溶液。
4．盖紧瓶塞，颠倒混合2～3次。待沉淀下降到液层中部，再混合一次，静置数分钟，使沉淀重新下降至液层中部。
5．用吸管沿瓶口加1ml浓硫酸，盖紧瓶塞，颠倒混合，至棕色沉淀完全溶解为止（必要时可补加少许酸）。
6．如果不需精确校正加入试剂后水样原来的体积，滴定时可用吸管吸出100ml经上述处理过的水，注入250ml带塞的三角瓶中，用0.025000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加1ml 淀粉溶液，继续滴定至蓝色消失为止。记录用量，记为V（ml）。
7．计算
DO(mg/L)=2 V （9-10）
【注意事项】
1．测定溶解氧时，试剂的加入方式比较特别，应将移液管尖插入液面之下，慢慢加入，以免将空气中氧带入水样中引起误差。
2．要注意淀粉指示剂的加入时机，应该先将溶液由棕色滴定至淡黄色时再加淀粉指示剂，否则终点会出现反复，难以判断。
3．当水样中含有NO2－、Fe3＋时，可发生下述反应而影响溶解氧的测定：
2NO2－+ O2 = 2NO3－
2NO2－+ 2I－+ 4H＋ = 2NO↑ + I2 + 2H2O
2Fe3＋ + 2I－ = 2Fe2＋ + I2
向水样中加入叠氮化钠和氟化钠，可消除NO2－和Fe3+ 的干扰。
2NaN3 + 2HNO2 + H2SO4 = 2N2↑ +2N2O↑+ Na2SO4 + 2H2O
Fe3＋ + 6F－ = [FeF6]3－
4．若水样中存在有大量的Fe2＋，会消耗游离出来的碘，使测定结果偏低。此时应加入高锰酸钾溶液将Fe2＋氧化为Fe3＋，再加入NaF将Fe3+转化为[FeF6]3－配离子。过量的高锰酸钾溶液以草酸还原除去。草酸也不能过量，否则会使碘还原为I-，影响测定结果。
5．水样中的悬浮物质较多时，会吸附游离碘而使结果偏低。此时预先用明矾[KAl(SO4)2]在碱性条件下水解，生成氢氧化铝沉淀，后者再凝聚水中的悬浮物质，沉淀析出后取上清液测定溶解氧。
【思考题】
1．如何采集测定DO的水样？
2．碘量法测定DO时，应注意什么问题？
实验五 酸性高锰酸钾法测定水中化学耗氧量
【目的和要求】
掌握酸性高锰酸钾法测定COD的原理、测定条件、注意事项及计算；熟悉滴定操作；了解COD测定的意义。
【方法原理】
高锰酸钾在酸性溶液中将部分有机物氧化，过量的高锰酸钾以草酸标准溶液回滴，根据实际消耗的高锰酸钾量来计算化学耗氧量。
【仪器与试剂】
1．仪器 50ml滴定管；250ml三角瓶；电热板或电炉。
2．试剂
c（1/2NaC2O4）= 0.01000mol/L 草酸溶液：称取6.303g 分析纯草酸（H2C2O4·2H2O），溶于蒸馏水中，加水至1000ml。
c（1/5 KMnO4）= 0.1mol/L KMnO4溶液：称取3.3g KMnO4溶于1000ml水中，立刻煮沸10～15min，静置7～10d（不要使灰尘落入其中）然后小心用虹吸管将上部澄清液注入棕色玻瓶内，用铺玻璃棉的滤器（不可用滤纸）过滤。备用。
c（1/5 KMnO4）= 0.01mol/L KMnO4溶液：将0.1mol/L KMnO4溶液稀释10倍，临用时按测定步骤校正其浓度。
1＋3 H2SO4：将1份浓硫酸缓缓加入3份蒸馏水中。
【测定步骤】
1．三角瓶的预处理 向250ml三角瓶中加入50ml水，再加入1ml1+3硫酸及小量高锰酸钾溶液，加热煮沸数分钟，溶液应保持高锰酸钾特有的紫红色。倒掉溶液，用少量蒸馏水冲洗三角瓶数次。
2．样品的氧化 取100ml混合均匀的水样，或根据其中有机物含量取适量混合均匀的水样加蒸馏水至100ml置于已处理过的三角瓶中，加5ml 1+3硫酸溶液，用滴定管加10.00ml c（1/5 KMnO4）溶液，加数粒玻璃珠。将三角瓶置于沸水浴中加热30min。
3．终止氧化反应 取下三角瓶，趁热加入10.00 ml c（1/2NaC2O4）溶液，充分摇匀，此时高锰酸钾特有的紫红色应完全消失。
4．滴定剩余的草酸 于白色背景上，用c（1/5 KMnO4）滴定至溶液呈微红色，记录用量为V1ml；4ml＜V1＜6ml，否则应另取水样重做。
5．校正高锰酸钾浓度 向滴定至终点的水样中趁热加10.00ml c（1/2NaC2O4）溶液，立即用c（1/5 KMnO4）滴定至溶液呈微红色，设滴入高锰酸钾的体积为V2ml，按（9-11）式求出水样中COD值
6．计算
（9-11）
如水样曾用蒸馏水稀释，则应另取100ml蒸馏水按上述步骤滴定。设消耗高锰酸钾量为V0 ml,则按（9-12）式计算耗氧量。
（9-12）
式中，R—稀释水样时蒸馏水在100ml水样中所占的比例；K—高锰酸钾浓度校正系数（10/V2）。
【注意事项】
1．本法在测定的过程中，有机物被氧化的程度受反应条件的影响，为了保证方法具有良好的重现性和结果的可比性，必须严格控制如下反应条件。
（1）酸度以0.45mol/L H+ 为宜。浓度过大，高锰酸钾易自动分解；酸度过小，反应速度慢，结果偏低，且酸度只能用硫酸来维持，而不能用盐酸和硝酸。因为盐酸在酸性介质中能与高锰酸钾反应生成氯气；硝酸具有氧化性；本身可干扰测定，其中混杂的亚硝酸也有干扰。
（2）高锰酸钾溶液的浓度应控制在c（1/5 KMnO4）= 0.01mol/L左右。浓度大，有机物被氧化的程度大，结果偏高；反之，浓度过小，结果偏低。由于新配制的高锰酸钾溶液浓度不稳定，应提前两周配制，临用时用草酸标准溶液校正。
（3）加热方式和加热时间也是影响测定结果的重要因素。加热方式过去一般采用在电炉上加热煮沸10min，由于电炉温度难以控制，使得各样品加热至煮沸的时间和蒸发程度不一致，使反应时间、酸度和高锰酸钾浓度均不一致，因而使测定结果可比性差。现行方法改用沸水浴加热，则可准确控制加热温度和反应时间，提高了测定结果的精密度、准确度和可比性。加热时间必须准确控制为30min，否则结果不可靠。为了准确控制时间，在加热后需立即加入过量的草酸溶液终止氧化反应，用高锰酸钾溶液回滴，而不是直接用草酸溶液滴定剩余的高锰酸钾，在测定多个样品时，每个样品应有足够的时间间隔。
（4）水样应适当的稀释，保证在沸水浴中加热30min后消耗的高锰酸钾溶液为加入量的二分之一左右。已有研究结果表明：只有当反应消耗的高锰酸钾为原加入量的一半左右时，化学耗氧量与有机物含量之间才成比例关系，才可作不同水体在有机污染程度的比较，否则，结果无意义。这是因为，样品中有机物的含量直接影响氧化剂的氧化速度和氧化能力的大小，所以，同一水样，由于稀释倍数不同，测得的COD值也不完全一致。因此，必须在报告结果时注明稀释倍数。
2．当水样中含有大量的NO2－、S2－、Fe2＋等还原性无机物时，COD值会增高，显然增高的COD值与有机物无关，应消除其影响。方法是取另一份水样在不加热的情况下测定其冷耗量，再从COD值中减去冷耗量即可。
3．水样中氯离子浓度超过300mg/L时，在酸性介质中被高锰酸钾氧化而生成氯气，这样就消耗了高锰酸钾，使结果偏高。此时可采用碱性高锰酸钾法测定，即用氢氧化钠溶液替代硫酸溶液，让高锰酸钾在碱性条件下氧化水中的有机物，这样不但可避免大量氯离子的干扰，而且有研究表明，有些氯化物（如氯化钙、氯化锶等）还可提高高锰酸钾的氧化效率。
4．测定COD的水样，最好用玻璃瓶采集，塑料瓶恐有有机物溶出。采集的水样应尽快测定，不能尽快测定的要有有效的保存措施，否则耗氧量会迅速降低。加硫酸调至pH＜2、或加氯化汞50mg/L、或加硫酸铜2 mg/L～5mg/L，低温下，样品可保存两周。
5．样品氧化时所用锥形瓶事先要用酸性高锰酸钾煮沸数分钟，以消除可能存在的有机物。
【思考题】
1．测定COD应注意哪些问题，为什么？
2．测定COD应严格控制的条件有哪些，为什么？
实验七 4－氨基安替比林光度法测定水中挥发性酚类
【目的和要求】
掌握水中挥发性酚类的4-氨基安替比林光度测定法。
【方法原理】
水样经蒸馏后，取一定量馏出液分析。在pH10.0±0.2和有氧化剂铁氰化钾的溶液中，试样中的酚类与4-氨基安替比林反应生成红色的安替比林染料。直接比色或经三氯甲烷萃取后比色定量。反应式为：
【仪器与试剂】
1．仪器 全玻璃蒸馏器，500ml（不得用橡胶塞、橡胶管连接蒸馏瓶及冷凝器）；分液漏斗，500ml；具塞比色管，10ml；容量瓶，250ml；分光光度计。
2．试剂 实验用水不得含酚及游离余氮。最好使用超纯水，如无超纯水，则需于去离子水中滴加氢氧化钠溶液至pH为12以上，进行重蒸馏。在碱性溶液中，酚形成酚钠不被蒸出。
三氯甲烷（AR）；硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶液：100g/L；淀粉溶液：5g/L；硫酸溶液：1＋9。
氨水－氯化铵缓冲溶液：pH9．8。称取20g氯化铵(NH4C1)，溶于100ml浓氨水中。
4-氨基安替比林溶液：20g/L，贮存于棕色瓶中，临用时配制。
铁氰化钾溶液：80g/L，贮存于棕色瓶中，临用时配制。
溴酸钾－溴化钾溶液：0.1mol/L。称取2.78g干燥的溴酸钾(KBrO3)，溶于纯水中，加入10g溴化钾(KBr)，并稀释至l000ml；
酚标准储备溶液：溶解1g白色精制苯酚于1000ml纯水中，标定后保存于冰箱中；酚标准使用溶液1μg/ml：临用时将酚标准储备液用纯水稀释成1μg/ml。
酚的精制：取苯酚于具空气冷凝管的蒸馏瓶中，加热蒸馏，收集182～184℃的馏出部分。精制酚冷却后应为白色，密塞，储于4℃冰箱中。
酚标准储备溶液的标定：吸取10.00ml待标定的酚储备溶液于250ml碘量瓶中，加入100ml纯水，然后准确加入25.00ml溴酸钾－溴化钾溶液。立即加入5ml浓盐酸，盖严瓶塞，缓缓旋摇混匀。静置10min后，加入1g碘化钾，盖严瓶塞，摇匀，于暗处放置5min后，用0.0500mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至呈浅黄色时，加入1ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好消失为止。同时用纯水作试剂空白滴定。按下式计算酚标准贮备液的浓度：
（9-14）
式中，C—酚标淮溶液(以苯酚计)的质量浓度，μg/ml；Vo—试剂空白消耗硫代硫酸钠溶液的体积，ml；V1—酚标准储备液消耗硫代硫酸钠溶液的体积，ml；15.68—1mmol硫代硫酸钠标准溶液相当的苯酚质量，mg。
硫代硫酸钠溶液的标定方法：称取25g硫代硫酸钠(Na2S2O3.5H2O)溶于1000ml新煮沸放冷的纯水中，加入0.40g氢氧化钠或0.20g无水碳酸钠，储存于棕色瓶内，7～10d后进行标定。
准确吸取25.00ml 0.1000mol/L重铬酸钾标准溶液于500ml碘量瓶中，加入2.0g碘化钾和20ml硫酸（1＋9）溶液，密塞，摇匀，于暗处放置10min。加入150ml纯水，用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定，直到溶液呈浅黄色时，加入1ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色变为亮绿色。同时做空白试验。平行滴定所用硫代硫酸钠溶液体积相差不得大于0.2％。按（9-15）式计算硫代硫酸钠溶液的浓度：
（9-15）
式中，
—硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；
—重铬酸钾标准溶液的浓度，mol/L；V1—硫代硫酸钠标淮溶液的用量，ml；V0—空白试验硫代硫酸钠标准溶液的用量，ml。
使用前用水稀释成0.0500mol/L的应用液。
【操作步骤】
1．水样处理 量取250ml水样，置于500ml全玻璃蒸馏瓶中。以甲基橙为指示剂用硫酸溶液调pH至4.0以下，使水样由桔黄色变为橙色，加入5ml硫酸铜溶液及数粒玻璃珠，加热蒸馏。待蒸馏出总体积的90％左右，停止蒸馏。稍冷，向蒸馏瓶内加入25ml纯水，继续蒸馏，直到收集250ml馏出液为止。
2．显色萃取 将水样馏出液全部转入500ml分液漏斗中，另取酚标准使用液0，0.50，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00和10.00ml，分别置于预先盛有l00ml纯水的500ml分液漏斗内，最后补加纯水至250ml。向各分液漏斗内加入2ml氨水-氯化铵缓冲液，混匀。再各加1.50ml 4－氨基安替比林溶液，混匀，最后加入1.5ml铁氰化钾溶液，充分混匀，准确静置l0min。加入10.0ml三氯甲烷，振摇2min，静置分层。
3．光度测定 在分液漏斗颈部塞入滤纸卷将三氯甲烷萃取溶液缓缓放入干燥比色管中，用分光光度计，于460nm波长，用2cm比色皿，以三氯甲烷为参比，测量吸光度。绘制标准曲线或作线性回归，从标准曲线或从回归方程计算出样品比色液中酚的质量。
4．计算
（9-16）
式中，c—水样中挥发性酚(以苯酚计)的质量浓度，mg/L；m—从标准曲线上查得的样品管中酚的质量(以苯酚计)，μg；V—水样体积，ml。
【注意事项】
1．各种试剂加入的顺序不能随意更改。4—氨基安替比林的加入量必须准确，以消除其可能分解生成的安替比林红，使空白值增高所造成的误差。
2．4—氨基安替比林与酚在水溶液中生成的红色染料萃取至三氯甲烷层中可稳定4h，时间过长颜色由红变黄。
3．本实验涉及的反应式：
（1）酚标定：
（2）硫代硫酸钠标定：
【思考题】
1．什么是挥发性酚？主要包括哪些酚？
2．在水样中酚的蒸馏中，为什么要求蒸馏液体积至少达到原水样体积？
3．简述4-氨基安替比林光度法的原理。为什么要求控制显色液pH至10.0±0.20？
4．4-氨基安替比林光度法测定水中挥发性酚的干扰有哪些？如何消除这些干扰？
实验十九 游泳池水中尿素的测定
【目的和要求】
掌握游泳池水中尿素测定原理；熟悉游泳池水中尿素测定的操作细则；了解游泳池水其它常见卫生指标的检测。
【方法原理】
尿素与二乙酰一肟及安替比林反应反应生成黄色化合物，在460nm比色定量。
【仪器与试剂】
1．仪器 25ml棕色具塞比色管；恒温水浴箱；722N型分光光度计。
2．试剂
0.2％二乙酰一肟溶液：称取0.2g二乙酰一肟溶于10％乙酸中，并稀释至100ml，保存于棕色瓶备用。
0.2％安替比林溶液：称取0.2g安替比林（1，5－二甲基－2－苯－3－吡唑酮），溶于1＋1硫酸中并用混酸稀释至100ml，棕色瓶中保存。
尿素标准溶液：准确称取0.1000g尿素于小烧杯中，加少量纯水溶解后转入1000ml容量瓶中，加0.1ml氯仿并用纯水定容，此液每ml含0.1mg尿素。冷藏保存。
尿素标准使用溶液，准确吸取尿素标准储备溶液10.00ml于100ml容量瓶中，用纯水定容，此液每ml含0.01mg尿素。
【操作步骤】
1． 吸取水样10ml（尿素含量在0.001mg～0.015mg范围内）于25ml棕色具塞试管中，另取棕色具塞试管加入尿素标准使用液0、0.1、0.3、0.5、0.7、1.0、1.5ml，并用纯水稀释至25ml。
2． 于上述各管加入1.0ml二乙酰—肟溶液，混均。再加安替比林溶液2.0ml，混匀。
3． 将上述试管在沸水浴中加热50min。取出并在流动的自来水中冷却2min。立即以纯水为对照，于460nm处，用1cm比色皿，测定各管吸光值。
4． 以浓度对吸光值制备标准曲线。以水样吸光值从曲线上查出尿素含量。
5．计算
（9-28）
式中，c—水样中尿素浓度mg/L；M—从曲线上查得的尿素含量，mg；V—水样体积，ml。
【注意事项】
1．配制0.2％安替比林溶液，如果硫酸浓度大于1＋1时，显色缓慢且操作不便。
2．沸水浴中加热时间控制在45min～55min，有色物颜色最深，若再延长时间吸光值下降。
3．显色后溶液遇光褪色，故采用棕色具塞比色管。
【思考题】
1．如何采用单因素变化试验考察本试验的最优反应条件？
2．针对本试验线性范围比较窄的情况，宜采用什么方法提高测定的准确性？
实验十八 气相色谱法测定水中二氯乙酸和三氯乙酸
【目的和要求】
掌握气相色谱法测定水中二氯乙酸和三氯乙酸的基本原理；熟悉气相色谱法测定水中二氯乙酸和三氯乙酸的操作细则；了解气相色谱法中常用的衍生化试剂。
【方法原理】
水样通过固相萃取浓缩净化，经甲醇硫酸衍生化后气相色谱分离，电子捕获检测器(ECD)检测，外标工作曲线法定量。
【仪器和试剂】
1．仪器 气相色谱仪附ECD检测器；色谱数据工作站；自制玻璃柱(Ф=1cm)×10cm：供树脂吸附使用；电热恒温水浴箱；微型旋涡振荡器；钢瓶高纯N2（99.999％）。
2．试剂
甲基叔丁醚（MTBE，色谱纯）；乙腈（色谱纯）；乙醚；正乙烷（分析纯）；
D101大孔树脂。树脂处理方法：将树脂过筛，选用30目～60目，按以下顺序洗涤：去离子水浸泡30min，0.5mol/L盐酸浸泡30min，去离子水洗至中性后再用0.5mol/L的氢氧化钠浸泡30min，去离子水洗至中性，再分别用乙醚和甲醇回流8h以上，甲醇保存备用。
二氯乙酸和三氯乙酸混合标准贮备液: 分别准确称取10.0mg二氯乙酸和三氯乙酸于10ml容量瓶中，以甲基叔丁基醚溶解定容，得浓度为1.0mg/ml二氯乙酸和三氯乙酸混合标准贮备液储备液；该液临用时配成1.0mg/L的标准应用液。
3．色谱条件
色谱柱：玻璃柱（2m×4mm 60目—80目）5%SE-30；柱温：70℃；进样口温度：180℃；检测器温度：200℃；N2流速：40ml/min。
【操作步骤】
1．样品净化浓缩。取100ml～250ml的自来水于分液漏斗中，加入0.5g亚硫酸钠以除去余氯，再加入2.5ml～5ml的浓硫酸，混匀，备用。
取经预处理后的D101大孔树脂，湿法装柱约8cm，小心除去柱内气泡。然后按以下顺序对树脂活化：10 ml甲醇，10 ml乙腈，10ml水，10ml 2%（v/v）硫酸水溶液。酸化样品以2ml/min~3ml/min的流速流经树脂柱。待样品全通过吸附柱后，用洗耳球轻轻吹去柱内大部分水，再用小气流的N2吹柱约5min，尽量排去柱内水，再取2ml～3ml MTBE通过吸附柱，让其自然流下，以除去柱中残留水分。关闭柱活塞加3ml乙腈于吸附柱，用细不锈钢丝轻轻松动树脂，以除去柱中气泡，平衡20min，打开柱活塞，以0.5ml/min~1ml/min的速度放出乙腈，收集洗脱液，待自然停止后再重复洗脱2次，合并洗脱液并通过无水Na2SO4小柱除尽其中水分，最后用少许乙腈淋洗无水Na2SO4小柱，合并有机相。洗脱液经纯氮气常温下浓缩至近干，用甲醇溶解定容至1.00ml备用。
2．衍生化
准确吸取0.5ml浓缩液于10ml具塞刻度离心管中，加入2ml临用新配的10％硫酸甲醇溶液，加塞混匀，60℃水浴中衍生化2h。加入5ml饱和Na2SO4和1.0ml MTBE溶液。振荡萃取2min，静置15min，分离出MTBE液层供测定用。样液进样1μl，以峰面积查得标准曲线对应的含量，换算成样品含量。
3．工作曲线的绘制
准确吸取各为10ng～200ng 的DCAA和TCAA混合标准溶液按上述操作进行，在上述色谱条件下，进样1μl，测定色谱峰面积，以峰面积为纵坐标，待测组分绝对含量（ng）为横坐标，绘制工作曲线并计算样品含量。
4．计算
（9-27）
式中，C—样品中待测物浓度（μg/L）;M—工作曲线所对应含量（μg）；V0—采样体积（ml）；V1—样品富集后定容体积（ml）；V2—衍生化样品体积（ml）。
【注意事项】
1．取MTBE通过吸附柱，自然流下，可有效的去除柱中残留水份。
2．衍生化条件以60℃水浴，时间2h为最佳。
【思考题】
1．工作曲线和标准曲线的忧缺点。
2．如何考察衍生化效率？