水分析化学四大仪器分析

引言概述：水分析化学是研究水体中各种物质的含量、组成以及化学性质的科学方法和技术。

通过水分析化学，可以准确判断水的质量，了解水中各种成分的含量和可能存在的污染物种类，为水质监测和处理提供科学依据。

本文将以《水分析化学(第四版)》为基础，从五个大点展开对水分析化学的详细阐述。

正文内容：1.水的样品处理1.1.样品的采集和储存方法1.1.1.采集位置选择和采样工具的使用1.1.2.样品的储存方式和条件控制1.2.样品预处理方法1.2.1.固体样品的溶解和过滤1.2.2.液体样品的浓缩和稀释1.2.3.气体样品的收集和分析2.水中常见离子的分析方法2.1.阴离子的分析方法2.1.1.离子交换色谱法和电化学法2.1.2.石墨炉原子吸收光谱法和紫外可见光谱法2.1.3.其他常见分析方法的应用2.2.阳离子的分析方法2.2.1.物质浓度测定法和滴定法2.2.2.电导率法和荧光光谱法2.2.3.其他常见分析方法的应用3.水中有机物的分析方法3.1.传统分析方法3.1.1.气相色谱法和液相色谱法3.1.2.紫外可见光谱法和红外光谱法3.2.先进分析方法3.2.1.高效液相色谱质谱联用法3.2.2.核磁共振谱学和质谱联用法3.2.3.其他新兴分析方法的应用4.水中微量元素的分析方法4.1.常见微量元素的分析方法4.1.1.原子吸收光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法4.1.2.石墨炉原子荧光光谱法和质谱联用法4.2.金属离子的分析方法4.2.1.离子选择性电极法和电感耦合等离子体质谱法4.2.2.原子力显微镜和电子能谱法4.3.有机微量元素的分析方法4.3.1.气相色谱质谱联用法和液相色谱质谱联用法4.3.2.紫外可见光谱法和红外光谱法5.水中污染物的分析方法5.1.有机污染物的分析方法5.1.1.气相色谱质谱联用法和液相色谱质谱联用法5.1.2.环境样品前处理方法5.2.无机污染物的分析方法5.2.1.原子吸收光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法5.2.2.石墨炉原子荧光光谱法和质谱联用法5.3.微生物污染物的分析方法5.3.1.基因测序和聚合酶链反应法5.3.2.免疫分析方法和细胞培养方法总结：水分析化学是研究水体组成和性质的科学方法和技术。

第一章：1.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一门学科。

作用：在水环境污染治理与水资源规划、评价中起着“眼睛”和“哨兵”的作用。

其基本要求为掌握四大滴定方法(酸碱、络合、沉淀和氧化还原滴定法)和主要的仪器分析方法(吸收光谱法、电位分析法、原子吸收法及色谱法等)的基本原理、基本理论、基本知识、基本概念和基本技能，掌握水质分析的基本操作，培养严谨的科学态度，树立准确“量”的理念，具备数据处理能力、选择分析方法、拟订实验方案的能力。

2.水质分析方法的分类按分析方法的原理和手段分：A.化学分析法(常量组分)：以化学反为基础的分析方法,将水中被分析物质与已知成分、性质和含量的物质发生化学反应，产生具有特殊性质的新物质，由此确定被测物质的存在以及组成成分、性质和含量。

a.重量分析法:是通过化学反应及一系列操作步骤使试样中的待测组分转化为另一种化学组成恒定的化合物，再称量该化合物的质量，从而计算出待测组分的含量。

分离方法有：沉淀、气化、萃取、电解等。

b.滴定分析法(容量分析法）：将一已知准确浓度的试剂溶液和被分析物质的组分定量反应完全，根据反应完全时消耗试剂溶液的浓度和用量，计算出被分析物质的含量方法。

包括酸碱滴定法、沉淀滴定法、络合滴定法和氧化还原滴定法四种。

滴定分析法要求：反应完全，反应速度快，无副反应，有适当的方法确定化学计量点。

B.仪器分析法：用仪器测定被测物质的物理或物理化学性质，以确定水样的组成和性质的方法。

包括光分析法、电化学分析法、色谱法、质谱、电子能谱、活化分析等3.分析方法的选择原则是：方法成熟、准确；操作简便、成本低抗干扰能力强所用试剂毒性小4.水质指标中水中杂质分类：5.水质指标分类：物理指标：不涉及化学反应，参数测定后水样不发生变化，包括水温、臭味和臭阈值、颜色和色度、浊度、残渣、电导率、紫外光吸光度值、氧化还原电位。

微生物指标：主要有细菌总数、总大肠杆菌群、游离性余氯和二氧化氯。

实验室常用水质分析仪器
1、pH计：pH计是对水样中氢离子浓度的测定，主要分为普通pH计和半电极pH计两类，用于实验室测量水样中的pH值，is常用于水质分析领域，它可以测量水样中离子浓度的变化。

2、浊度仪：浊度仪是用来测量水样中悬浮物和其他微粒大小的仪器。

它通常由垂直光栅仪（Nephelometer）来测量浊度和粒度分析仪（turbidimeter）来测量粒度构成两部分组成，常常用于测定水样中悬浮物的含量，反映水样透明度，具有很高的计量精度，可以反映水体中杂物的量化比例。

3、水质分析仪：它是用于测量水样的主要参数，如氨、硫化物、氯化物、水温等参数，例如氨氮分析仪、硫化氢分析仪、盐度分析仪、水温分析仪等，可以快速准确测量水样中各类参数，具有实用性和可靠性。

4、溶解氧分析仪：溶解氧分析仪用于测量水中的溶解氧，是实验室常用的水质分析仪器，用于测量水体中的溶解氧，可以用来评价水体的环境质量。

5、离子色谱仪：离子色谱仪是利用高效液相色谱（HPLC）技术，结合色谱技术，根据物质吸收或发射的光谱特性，以达到分析物质的特性及分子结构的目的。

附录V A 紫外-可见分光光度法（4）比色法供试品本身在紫外-可见区没有强吸收，或在紫外区虽有吸收但为了避免干扰或提高灵敏度，可加入适当的显色剂显色后测定，这种方法为比色法。

用比色法测定时，由于显色时影响显色深浅的因素较多，应取供试品与对照品或标准品同时操作。

除另有规定外，比色法所用的空白系指用同体积的溶剂代替对照品或供试品溶液，然后依次加入等量的相应试剂，并用同样方法处理。

在规定的波长处测定对照品和供试品溶液的吸光度后，按上述（1）对照品比较法计算供试品浓度。

当吸光度和浓度关系不呈良好线性时，应取数份梯度量的对照品溶液，用溶剂补充至同一体积，显色后测定各份溶液的吸光度，然后以吸光度与相应的浓度绘制标准曲线，再根据供试品的吸光度在标准曲线上查得其相应的浓度，并求出其含量。

附录ⅧA 电位滴定法与永停滴定法电位滴定法与永停滴定法是容量分析中用以确定终点或选择核对指示剂变色域的方法。

选用适当的电极系统可以作氧化还原法、中和法（水溶液或非水溶液）、沉淀法、重氮化法或水分测定法第一法等的终点指示。

1.电位滴定法选用两支不同的电极。

一支为指示电极，其电极电位随溶液中被分析成分的离子浓度的变化而变化；另一支为参比电极，其电极电位固定不变。

在到达滴定终点时，因被分析成分的离子浓度急剧变化而引起指示电极的电位突减或突增，此转折点称为突跃点。

2.永停滴定法采用两支相同的铂电极，当在电极间加一低电压（例如50mV）时，若电极在溶液中极化，则在未到滴定终点时，仅有很小或无电流通过；但当到达终点时，滴定液略有过剩，使电极去极化，溶液中即有电流通过，电流计指针突然偏转，不再回复。

反之，若电极由去极化变为极化，则电流计指针从有偏转回到零点，也不再变动。

仪器装置电位滴定可用电位滴定仪、酸度计或电位差计，永停滴定可用永停滴定仪。

电流计的灵敏度除另有规定外，测定水分时用10-6A／格，重氮化法用10-9A／格。

方法电极系统说明水溶液氧化还原法铂-饱和甘汞铂电极用加有少量三氯化铁的硝酸或用铬酸清洁液浸洗水溶液中和法玻璃-饱和甘汞非水溶液中和法玻璃-饱和甘汞饱和甘汞电极套管内装氯化钾的饱和无水甲醇溶液。

实验1 仪器的认领和洗涤一. 目的要求1.熟悉仪器名称、规格，掌握玻璃仪器洗涤方法。

2.认识仪器洗涤在分析化学实验中的重要作用，洗净一套符合分析要求的仪器。

3.了解常用洗涤剂的配制方法。

二. 概述分析仪器的洁净与否，是影响分析结果准确度的重要原因之一，其影响主要是两个方面：1. 不清洁仪器在测定过程中可能带入干扰成份。

2. 不清洁仪器内壁挂水珠难以准确计量溶液体积。

所以分析工作者要有误差观念，按分析要求，充分重视并认真洗涤仪器。

玻璃仪器大体可分两类：1. 是用来准备准确计量溶液体积的，如移液管、滴定管、容量瓶等。

这类仪器的内壁不仅要求清洁，而且要求光滑，所以不能用普通毛刷蘸去污粉擦洗内壁，而只能用适当的洗涤剂或用质软的羊毛刷蘸肥皂洗涤。

2. 是除上述以外的一般玻璃仪器，其内、外壁均可用毛刷蘸去污粉擦洗。

仪器的洁净标准标志是：清洁透明，水沿器壁自然流下后，不挂水珠。

分析仪器每次使用后必须洗净放置，以备下次再用。

三. 几种常用洗涤剂的配制1. 铬酸洗液：过去曾广泛使用，但由于六价铬有毒，污染环境，近几年来逐渐减少使用。

其配制方法如下：称取20克K2Cr2O7（工业纯）于1000 cm3烧杯中，加水40 cm3，加热溶解、冷却，边搅拌边缓缓加入360 cm3浓H2SO4（工业纯），冷却后贮于玻璃瓶中，待用。

（注意：（1）加浓硫酸时发出大量的热，甚至引起局部沸腾，故浓H2SO4应在搅拌下缓慢加入。

（2）铬酸洗液具有强氧化性，易灼伤皮肤，烧烂衣服，使用时必须十分小心。

）2. 合成洗涤剂：用于一般洗涤，将合成洗涤粉用热水配成浓溶液。

3. NaOH-KMnO4溶液：用于洗涤油污及有机物。

4克KMnO4（工业纯）溶于少量水中，缓缓加入100 cm310% NaOH溶液（洗涤后若仪器壁上附着MnO2可用Na2SO3溶液或HCl-NaNO2溶液洗去）。

4. KOH乙醇溶液：用于洗涤油污，一般配成W/V的百分浓度。

5. HNO3乙醇溶液：用于洗涤油污及有机物。

引言概述：水是人类生活中必不可少的重要物质，对于保障人类健康和环境保护具有重要意义。

而水分析化学作为研究水质及其中溶质的性质和组成的科学，对于水的安全和饮用水标准的制定起着关键作用。

根据不同的原理，水分析化学可以分为溶解度分析、滴定分析、电化学分析、光谱分析和色谱分析等几种类。

下面将详细介绍这几种水分析化学方法的原理和应用。

正文内容：一、溶解度分析1.溶解度概念：溶解度是指单位温度下单位溶剂中能溶解的溶质的最大量。

通过溶解度分析可以确定水中某种物质的溶解性质。

2.主要方法：普通溶解度分析、倾斜度分析、浸渍度分析等。

3.应用领域：溶解度分析主要用于工业产品的质量控制、环境监测和药物研发等方面。

二、滴定分析1.滴定原理：滴定是指将已知浓度的溶液通过滴定管逐滴加入待测溶液中，使得滴加后化学反应完全达到终点的分析方法。

2.主要方法：酸碱滴定、氧化还原滴定和络合滴定等。

3.应用领域：滴定分析广泛应用于饮用水检测、工业产品质量控制等领域。

三、电化学分析1.电化学原理：电化学分析是利用电化学方法研究电解质溶液的性质和组成，通过测定溶液中的电流、电压和电荷等参数来进行分析。

2.主要方法：电位滴定、离子选择性电极和电导度分析等。

3.应用领域：电化学分析被广泛应用于环境水质监测、药物分析和生物学研究等领域。

四、光谱分析1.光谱原理：光谱分析是利用物质对电磁辐射的吸收、发射和散射的特性进行分析的方法。

2.主要方法：紫外可见光谱、红外光谱和原子吸收光谱等。

3.应用领域：光谱分析广泛应用于环境水质监测、食品安全检测和医学诊断等领域。

五、色谱分析1.色谱原理：色谱分析是通过物质在固定相和流动相之间进行分配达到分离的方法，利用不同物质在固定相和流动相上吸附、解吸差异进行分析。

2.主要方法：气相色谱、液相色谱和超高效液相色谱等。

3.应用领域：色谱分析广泛应用于环境水质监测、食品安全检测和药物分析等领域。

总结：水分析化学是研究水及其中溶质的性质和组成的科学，根据不同的原理，可以分为溶解度分析、滴定分析、电化学分析、光谱分析和色谱分析等几种类。

大学课件《水分析化学》(第四版)x（一）引言概述：大学课件《水分析化学》(第四版)x（一）是一门涉及水样分析方法和技术的重要课程。

水分析化学在环境、食品、药品等领域起着至关重要的作用。

本课件旨在介绍水分析化学的基本概念、分析方法和实验操作技术，并提供了相关案例分析和实践指导。

一、水样采集与前处理1.1 水样采集的方法和技巧1.2 不同类型水样的前处理方法1.3 水样中常见污染物的特性与预处理方案1.4 常用的水处理装置和设备1.5 前处理实验操作的注意事项和技巧二、水样分析方法2.1 水质指标分析方法的原理和应用2.2 溶解氧和氨氮测定方法2.3 pH值和电导率测定方法2.4 大气沉降物和地下水中常见离子测定方法2.5 高浓度有机物和重金属离子的测定方法三、仪器分析技术3.1 分光光度法和原子吸收光谱法的原理和应用3.2 气相色谱和液相色谱的原理和应用3.3 质谱分析技术在水分析中的应用3.4 离子色谱和电化学分析技术的原理和应用3.5 超声波和微波辅助分析技术的原理和应用四、质量控制与实验室管理4.1 误差分析和不确定度评定方法4.2 校准和验证方法的选择和实施4.3 质量管理体系的建立和维护4.4 实验室安全操作规范和控制措施4.5 实验室数据处理和记录的技巧和要求五、案例分析与实践指导5.1 典型水样的分析案例5.2 实验室中常见问题的解决方案5.3 实验室实践操作技巧和实验设备的维护5.4 水质监测和评价的实践指导5.5 实验室实训和科研项目的设计与实施总结：大学课件《水分析化学》(第四版)x（一）通过系统地介绍水分析化学的基本概念、分析方法和实验技术，帮助学生全面了解和掌握水质分析技术的原理、应用和实验操作。

同时，通过案例分析和实践指导，培养学生解决实际问题和开展科学研究的能力，为他们未来在环境保护、食品安全等领域的工作提供有力支持。

《⽔分析化学》课后习题答案⽔分析化学平时作业整理第⼀章1.简述⽔分析化学课程的性质及任务。

性质：⽔分析化学是研究⽔及其杂质、污染物的组成、性质、含量和它们的分析⽅法的⼀门学科。

任务：通过⽔分析化学学习，掌握⽔分析化学的四⼤滴定⽅法（酸碱滴定法、络和滴定法、沉淀滴定法和氧化还原滴定法）和主要仪器分析法（如吸收光谱法、⾊谱法和原⼦光谱法等）的基本原理、基本理论、基本知识、基本概念和基本技能，掌握⽔质分析的基本操作，注重培养学⽣严谨的科学态度，培养独⽴分析问题和解决实际问题的能⼒。

2.介绍⽔质指标分⼏类，具体包括哪些指标？(1) 物理指标 1) ⽔温 2) 臭味和臭阈值 3) 颜⾊和⾊度 4)浊度 5)残渣 6)电导率 7)紫外吸光度值 8)氧化还原电位（2）微⽣物指标 1) 细菌总数 2) 总⼤肠菌群 3) 游离性余氯 4) ⼆氧化氯(3) 化学指标 1) pH 值 2) 酸度和碱度 3) 硬度4) 总含盐量 5) 有机污染物综合指标 6) 放射性指标第⼆章1.简述⽔样分析前保存的要点是什么？⽔样保存希望做到：减慢化学反应速度，防⽌组分的分解和沉淀产⽣；减慢化合物或络合物的⽔解和氧化还原作⽤；减少组分的挥发溶解和物理吸附；减慢⽣物化学作⽤。

⽔样的保存⽅法主要有加⼊保存试剂，抑制氧化还原反应和⽣化作⽤；控制pH 值和冷藏冷冻等⽅法，降低化学反应速度和细菌活性。

2.测定某废⽔中的COD ，⼗次测定结果分别为50.0,49.2,51.2,48.9,50.5,49.7,51.2,48.8,49.7和49.5 mgO 2/L ，问测量结果的相对平均偏差和相对标准偏差（以CV 表⽰）各多少？第三章1.已知下列各物质的Ka或Kb，⽐较它们的相对强弱，计算它们的Kb或Ka，并写出它们的共轭酸（或碱）的化学式。

（1）HCN NH4+ H2C2O44.93×10－10（Ka）5.6×10－10（Ka） 5.9×10－2（Ka1）6.4×10－5（Ka2）（2）NH2OH CH3NH2 AC－9.1×10－9（Kb） 4.2×10－4（Kb） 5.90×10－10（Kb）解：（1）酸性强弱：H2C2O4 > NH4+ >HCN（2）碱性强度：CH3NH2 > NH2OH >AC－2.简述酸碱滴定中指⽰剂的选⽤原则。

水质分析的方法与水中待测定成分的性质和含量有关系。

常用的水质分析方法化学法、气相色谱法、离子色谱法、原子吸收法、原子荧光法、电极法等。

其中化学法包括重量法、容量滴定法和光度法三种，容量滴定法又可分为沉淀滴定、氧化还原滴定、络合滴定和酸碱滴定等，光度法又可分为比浊法、比色法、紫外分光光度法、红外分光光度法和可见光光度法等。

表9—4列出了以上这些方法在水质分析中的应用举例。

为了方便迅速地得到检测结果，现在各种水质分析项目的检测有向仪器方法发展的趋势，但水质的常规分析还是以化学法为主，只有待测成分含量较少、使用普通化学分析法无法准确测量时，才考虑使用仪器法，而且仪器法往往也需要用化学法予以校正。

为了取得准确可靠的数据，污水处理厂分析化验室必须配备一些必要的仪器设备。

(1)精密仪器：分析天平、分光光度计、生物显微镜、pH计、DO分析仪、气相色谱仪、浊度计、余氯测定仪、BOD5测定仪、CODc，测定仪、原子吸收分光光度计等。

(2)电气设备：BOD5培养箱、电冰箱、恒温箱、可调高温¯、六联电¯、恒温水浴箱、电烘箱、电动离心机、蒸馏水器、高压蒸汽灭菌锅、磁力搅拌器等。

(3)玻璃仪器：烧杯、量筒、量杯、酸式滴定管、碱式滴定管、移液管、刻度吸管、DO瓶、试管、比色管、冷凝管、橡皮奶头吸管、蒸馏水瓶、碘量瓶、洗气瓶、具塞锥形瓶、广口瓶、试剂瓶、称量瓶、容量瓶、分液©斗、圆底烧瓶、平底烧瓶、锥形瓶、凯式烧瓶、玻璃蒸发皿、平皿、©斗、玻璃棒、玻璃管、玻璃珠、干燥器、酒精灯等。

(4)其他设备：扭力天平、滴定管架、冷凝管架、©斗架、分液©斗架、比色管架、烧瓶夹、酒精喷灯、定量滤纸、定性滤纸、定时钟表、操作台、医用手套、温度计、采样瓶、搪瓷盘、防护眼镜、洗瓶刷、滴定管刷、牛角匙、白瓷板、标签纸、灭火器、急救药箱等。

关于水质化学分析摘要：水安全是人们最关心的问题之一。

饮用水的安全与人们的身体健康息息相关，要想保障引用水的安全，就要对其质量进行有效的监控，在对饮用水的水质监控过程中，可以采用化学方法来对水质进行研究，以保障饮用水的质量，从而保障人们的身体健康。

本文就水质化学分析方法进行了简要的研究，仅供参考。

关键词：饮用水安全；化学分析；质量监测人类生存所需要的基本物质就是水。

饮用水的质量关系到人们的身体健康，因此，保障水质的安全是相关供水部门的主要责任。

相关部门要加强对水质的监测，采用化学分析方法对水质进行有效的研究，从而对饮用水中的有害物质进行有效的清除，以提高饮用水的质量，保障人们的身体健康。

1 常用的几种水质监测化学方法1.1 仪器分析的方法。

在对水质进行监测时，主要采用的是仪器分析方法，而化学分析也属于仪器分析方法的范畴之内。

仪器分析方法的种类比较多，每种方法都有其独特的特点，但是这些方法也具有一定的共性，其都是建立在物理化学方法之上的。

其中在水质监测时，时常应用的方法为流动注射分析法、放射分析法以及电化学分析法等。

仪器分析方法比较适用于对环境物进行定量和定性测量中，而且能够对水中的各项物质的指标进行有效的判断，另外，仪器分析方法还恩能够对地下水的PH的波动进行长期的监测，对其中所含有的各种化学元素含量进行含量的控制，使得水质满足质量标准。

同时，能够对饮用水的污染情况进行实时的监测，从而有利于提高饮用水的质量，保障人们的用水安全。

1.2 XRF分析法。

水质化学分析的对象面很广，包括农业污水水海水等XRF分析法分析精度高，前期处理简单，可以在很短的时间内将多种元素都精确地分析出来，尤其是XRF分析法在海水分析的过程中，钠盐和氯离子对其分析影响较小，几乎可以忽略不计日前在水质分析中，XRF法应用日益增多，尤其是广泛应用与分析海水中极微量重金属，具有较好的应用前景。

1.3 中子活化分析法。

在活化分析中，应用最多的微量元素分析法应该是中子活化分析法中子活化分析法能够有效地分析无机元素超痕量当试样被中子照射，待测元素受到中子轰击时，可吸收其中某此中子后发生核反应，释放出Y射线和放射性同位素，通过测量放射性同位素的放射性或反应过程发出的Y射线强度，便可对待测元素进行定量，测量射线能量和半衰期使可定性用同样品可进行多种元素的分析。