山东农业大学：《水分析化学》课程教学资源（教案讲义）第1章天然水的水质及水质分析基础.pdf_大学文库

山东农业大学重点建设精品课程-水分析化学第1章天然水的水质及水质分析基础本章基本要求明确水分析化学的性质和任务,了解水质指标和水质标准,水样的采集、保存与预处理,理解水质分析分析结果的误差及其表示方法,掌握滴定分析对化学反应的要求及基准物质应具备的条件,掌握溶液浓度的表示方法及换算,正确使用有效数字,掌握水质分析结果的计算二、讲授内容: 水分析化学的性质和任务,水质指标和水质标准,天然水的水质,水样的保存和预处理,水质分析分析结果的数据处理,滴定分析基础知识,提高分析结果准确度的方法。 (一)水分析化学研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含量和它们的分析方法的一门学科。分定性和定量。它是研究水中杂质及其变化的分析方法水是人类生存和万物生长必不可少的物质。天然水是重要的水源。水本来是纯洁无暇的,天然水看起来清澈透明,一般都有某些物质溶于水中,因此,有的地方水质优良, 如:山泉水清澈可口,独具风味,有的地方水口感苦,由于水中溶入的杂质过多,主要是含盐分过高;有的水浊度高,颜色加深,使水的利用价值受到一定的限制。如水中含有对人体及周围环境有害的物质,饮用此水,则有害健康。水能否利用以及污染的程度,要通过水质检测(水质分析)才能做出判断。水质分析在各个领域肩负这重要的使命。在水环境治理与水资源规划、评价中起着“眼睛”和 “哨兵”的作用。学习时使要牢固树立准确“量”的概念。给水排水设计、水处理工艺水环境评价、废水综合利用等都必须考虑以水分析结果为依据,并作出准确的判断与评价。本课程使给水排水工程专业的一门专业技术课。通过学习掌握水质分析的基本知识和基本操作技能,掌握水质方法及应用悬浮物质(粒径:>10-mm) (二)天然水中的杂质胶体物质(粒径:10~10mm) 溶解物质(粒径:<103mm

山东农业大学重点建设精品课程-----水分析化学第 1 章天然水的水质及水质分析基础一、本章基本要求：明确水分析化学的性质和任务，了解水质指标和水质标准，水样的采集、保存与预处理，理解水质分析分析结果的误差及其表示方法，掌握滴定分析对化学反应的要求及基准物质应具备的条件，掌握溶液浓度的表示方法及换算，正确使用有效数字，掌握水质分析结果的计算。二、讲授内容：水分析化学的性质和任务，水质指标和水质标准，天然水的水质，水样的保存和预处理，水质分析分析结果的数据处理，滴定分析基础知识，提高分析结果准确度的方法。 (一) 水分析化学研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含量和它们的分析方法的一门学科。分定性和定量。它是研究水中杂质及其变化的分析方法。水是人类生存和万物生长必不可少的物质。天然水是重要的水源。水本来是纯洁无暇的，天然水看起来清澈透明，一般都有某些物质溶于水中，因此，有的地方水质优良，如：山泉水清澈可口，独具风味，有的地方水口感苦,由于水中溶入的杂质过多，主要是含盐分过高；有的水浊度高，颜色加深，使水的利用价值受到一定的限制。如水中含有对人体及周围环境有害的物质，饮用此水，则有害健康。水能否利用以及污染的程度，要通过水质检测（水质分析）才能做出判断。水质分析在各个领域肩负这重要的使命。在水环境治理与水资源规划、评价中起着“眼睛”和 “哨兵”的作用。学习时使要牢固树立准确“量”的概念。给水排水设计、水处理工艺、水环境评价、废水综合利用等都必须考虑以水分析结果为依据，并作出准确的判断与评价。本课程使给水排水工程专业的一门专业技术课。通过学习掌握水质分析的基本知识和基本操作技能，掌握水质方法及应用。 (二) 天然水中的杂质溶解物质（粒径： 10-4 mm）胶体物质 (粒径：10-4～10-6mm) １

山东农业大学重点建设精品课程-水分析化学净化,这一过程称为水体自净。水中无机污染物:Hg、Cr、Cd、Pb、As(五毒) 9需氧有机物: (1)COD:在一定条件下,用某种氧化剂氧化水中的有机物,所消耗氧化剂的数量来代表有机物的含量,以Omg/L表示 KMnO4法(清洁水) 方法 K2Cr2O7(污水废水) (2)BOD:在一定条件下,使水样中的有机物在微生物作用下进行生物氧化,于定期间内所消耗DO的量。可间接反映出有机物的含量,也称为生物化学需氧量。简称生物需氧量,目前,国内外普遍采用20℃,五昼夜的生物氧化,称BOD5,最终BOD20 。BOD为65~80%BOD20 3)ToC:总有机碳=总碳量-无机碳量在900℃,Pt为催化剂使水样燃烧汽化, 测定气体中CO2的含量,计算水样中C元素总量,再减碳酸盐等碳元素的含量,可得TOC 值 (4)TOD:有机物中C、H、N、P、S等元素氧化需氧量,测定在特殊的燃烧器中,900℃、Pt为催化剂,取一定体积水样气化,其中有杋物燃烧,测定气体载体中氧的减少量,即为有机物需氧量,快速简便,3min得出结果,可控制进行。 10.水体“富营氧化”:含有N、P等植物营养物的废水排入水体,使藻类大量繁殖,藻类死亡后,残体分解需消耗大量的氧,生物死亡,在厌氧条件下,N、P等重新释放进入水体,再供藻类利用,这样周而复始循环,使N、P长期保存水中。 (四)水质分析方法滴定分析(酸碱,氧化还原,沉淀,络合) 水质分析方法重量分析仪器分析:光学,电化学等含量在几mg/以下 1.标准溶液(滴定剂):已知准确浓度的溶液,一般要求四位有效数字。 (1)化学计量点:标液与被测液完全反应时(正好符合化学反应式所表示的化学计量关系),也称理论终点。由指示剂颜色变化确定的终点,叫滴定终点。指示剂变色不一定正好在化学计量点上,滴定终点与化学计量点不一定恰好完全相等,由此引起的

山东农业大学重点建设精品课程-----水分析化学净化，这一过程称为水体自净。水中无机污染物：Hg 、Cr、 Cd、 Pb、 As（五毒） 9. 需氧有机物： (1) COD：在一定条件下，用某种氧化剂氧化水中的有机物，所消耗氧化剂的数量来代表有机物的含量，以O2mg/L表示， KMnO4法（清洁水）方法 K2Cr2O7（污水废水）（2）BOD：在一定条件下，使水样中的有机物在微生物作用下进行生物氧化，于一定期间内所消耗DO的量。可间接反映出有机物的含量，也称为生物化学需氧量。简称生物需氧量，目前，国内外普遍采用 20℃ ，五昼夜的生物氧化，称BOD5，最终BOD20 。BOD5为 65～80％BOD20。（3）TOC：总有机碳=总碳量-无机碳量在 900℃ ，Pt为催化剂使水样燃烧汽化，测定气体中CO2的含量，计算水样中C元素总量，再减碳酸盐等碳元素的含量，可得TOC 值。（4）TOD：有机物中 C、H、N、P、S 等元素氧化需氧量，测定在特殊的燃烧器中，900℃、Pt 为催化剂，取一定体积水样气化，其中有机物燃烧，测定气体载体中氧的减少量，即为有机物需氧量，快速简便，3min 得出结果，可控制进行。 10. 水体“富营氧化”：含有 N、P 等植物营养物的废水排入水体，使藻类大量繁殖，藻类死亡后，残体分解需消耗大量的氧，生物死亡，在厌氧条件下，N、P 等重新释放进入水体，再供藻类利用，这样周而复始循环，使 N、P 长期保存水中。 (四) 水质分析方法滴定分析（酸碱，氧化还原，沉淀，络合）水质分析方法重量分析仪器分析：光学，电化学等含量在几 mg/l 以下 1．标准溶液（滴定剂）：已知准确浓度的溶液，一般要求四位有效数字。（1）化学计量点：标液与被测液完全反应时（正好符合化学反应式所表示的化学计量关系），也称理论终点。由指示剂颜色变化确定的终点，叫滴定终点。指示剂变色不一定正好在化学计量点上，滴定终点与化学计量点不一定恰好完全相等，由此引起的３

山东农业大学重点建设精品课程-水分析化学、重点与难点 1.天然水中的杂质分类及溶解物质,需氧有机物及其表示方法。 2.系统误差和误差系统误差是由某种固定原因所造成的恒定误差。其特征是单向性和可测性。从理论上讲,系统误差是可以测定的,故又称之为可测误差、恒定误差,但是在实际工作中有时准确测定系统误差也是十分困难的。偶然误差是由于偶然的因素而产生的误差,其特征是大小不定,方向不定,产生的原因很难确切地肯定。但是偶然误差符合一般的统计规律,运用概率统计学的方法,能够在一定的置信度下判断数据的误差是否来源于随机误差(是否符合分布规律),如果这种判断得到否定的结论,那就意味着在该置信度下,该误差属于系统误差。抓住两种误差的特征,就可以较好地区别它们。 3.偶然误差的分布规律大量的实验数据符合正态分布规律,少量实验数据符合t-分布规律,本章重点要求掌握正态分布概率密度函数表达式y20、( 22的意义,掌握正态分布函数区间概率P=∫(x的意义本章涉及到的少量实验数据的和t一分布和方差的F一分布,其数学意义都可参照下态分布,数学处理的方法也是类似的。在解析涉及分布规律的习题时,应养成绘出大略分布曲线图的方法,这样在处理单边、双边表的问题时,会思路清晰,不致出错。 4.提高分析结果准确度的方法数据处理的最终目的是希望采用数理统计的原理,找到用最低的代价获得最好结果的方法。通常这些方法包括:选择恰当的分析程序、消除系统误差、选择理想的测量工具以及控制测定值的绝对量,这些都很容易理解。另一种重要的方法是控制平行测定的次数,适当增加测定次数n可得到一定置信度下较小的置信区间,即结果更准确。这主要是由于统计的重要结论:s-=-掌握这一原理,我们在实际工作中一般不作那种平行测定一次的实验,一般的实验测定要3次以上,多的5~9次即可。 5.数字修约规则数字修约应按照国家标准GB1.1-81执行,简称“四舍六入五留双”,这是一项很

山东农业大学重点建设精品课程-----水分析化学三、重点与难点 1. 天然水中的杂质分类及溶解物质，需氧有机物及其表示方法。 2. 系统误差和误差系统误差是由某种固定原因所造成的恒定误差。其特征是单向性和可测性。从理论上讲，系统误差是可以测定的，故又称之为可测误差、恒定误差，但是在实际工作中，有时准确测定系统误差也是十分困难的。偶然误差是由于偶然的因素而产生的误差，其特征是大小不定，方向不定，产生的原因很难确切地肯定。但是偶然误差符合一般的统计规律，运用概率统计学的方法，能够在一定的置信度下判断数据的误差是否来源于随机误差（是否符合分布规律），如果这种判断得到否定的结论，那就意味着在该置信度下，该误差属于系统误差。抓住两种误差的特征，就可以较好地区别它们。 3.偶然误差的分布规律大量的实验数据符合正态分布规律，少量实验数据符合 t- 分布规律，本章重点要求掌握正态分布概率密度函数表达式 y = ( )2 2 2 2 1 σ µ σ π − − x e 的意义，掌握正态分布函数区间概率 P＝ ( ) 的意义。 ∫ 2 1 x x f x dx 本章涉及到的少量实验数据的和 t－分布和方差的 F－分布，其数学意义都可参照下态分布，数学处理的方法也是类似的。在解析涉及分布规律的习题时，应养成绘出大略分布曲线图的方法，这样在处理单边、双边表的问题时，会思路清晰，不致出错。 4.提高分析结果准确度的方法数据处理的最终目的是希望采用数理统计的原理，找到用最低的代价获得最好结果的方法。通常这些方法包括：选择恰当的分析程序、消除系统误差、选择理想的测量工具以及控制测定值的绝对量，这些都很容易理解。另一种重要的方法是控制平行测定的次数，适当增加测定次数 n 可得到一定置信度下较小的置信区间，即结果更准确。这主要是由于统计的重要结论：s n s x = 掌握这一原理，我们在实际工作中一般不作那种平行测定一次的实验，一般的实验测定要 3 次以上，多的 5～9 次即可。 5. 数字修约规则数字修约应按照国家标准 GB1.1-81 执行，简称“四舍六入五留双”，这是一项很７

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