文档介绍：2013年秋季学期试卷
课程名称《化学海洋学实验》
一、考试内容
简易快速水质分析箱研制及应用
二、考试要求
通过已学过的基础知识,3人一组,自行设计和制作简易快速的水质分析箱(主要测定指标有:pH、DO、氨氮)现场监测应用并和实验室标准方法对照检验。
pH的设计
pH的测定方法电测法(pH计法)
比色法(目视法、分光法)
电测法
优点:快速、准确、使用方便
缺点:①养殖水体因饵料、有机物等悬浮物较多,常附在电极表面,影响测定
②标准缓冲液要标准,更换
原理:用玻璃电极和甘***电极组成电池即:
Hg-HgCl2(饱和KCl)∣待测H+∣,AgCl-Ag
比色法
优点:简便、廉价,无须专业人员操作
缺点:若精度达到要求的话,则无缺点。
原理:某些指示剂在不同的pH值有不同的颜色。
因为[HOAc]=[H+]+[OAc-],
故[H+]=K· [HOAc]/[OAc-]
则其缓冲溶液的范围可通过调节比值[HOAc]/[OAc]而改变[H+]值。
若能用缓冲溶液配制一系列pH不同的溶液,用指示剂使其显色,就可得到标准色阶(其pH值可用pH计准确测定)。
同样可用指示剂将样品显色后对照标准色阶,就可知道样品的pH值。
不同水体和不同的研究目的,对pH测定精度有不同要求:
作为水团结构标志: 为±
作为海水CO2分量测定:
对CO2总量:±
对各碳酸盐分量:±~
作为养殖水体:±~
(本实验要求为±)
通常水体的pH值范围:
~
~
设计的关键问题:
①指示剂的选择:提示用酸碱指示剂
②缓冲溶液的选择:提示要达到水质测定的精度和范围。
③要考虑盐效应
盐度升高,离子强度也升高,碳酸的电离度下降,氢离子活度下降,所以pH升高。
S
5
8
10
12
15
⊿pHs
-
-
-
-
S
18
22
25
30
35
⊿pHs
-
-
-
-
-26
(2) DO的设计
DO的常规测定方法是Winkler碘量法,要求:
①要有标准溶液→精度达±
②要用Na2S2O3→要经常标定
需要较完善的实验室和经过专业培训,这对个体养殖专业户而言有一定难度。因此,需设计简单的方法。本实验拟采用比色法。
Winkler法原理
水样固定:
MnCl2+2NaOH = Mn(OH)2↓+2NaCl
2Mn(OH)2+1/2O2 =
MnMnO3 (褐色)↓+2H2O
酸化和滴定:
MnMnO3+3H2SO4+2KI
= 2MnSO4+I2+K2SO4+3H20
I2+2Na2S2O3 = 2NaI+Na2S4O6
由反应可知:
①水中DO与析出I2成当量关系
②沉淀溶解后的溶液有颜色,即为碘的颜色
因此可根据碘液的颜色判断DO含量,从而避免Winkler法中后半部的滴定操作及Na2S2O3和KIO3标准液的配制和标定。
设计的关键
①DO与I2的当量