环境监测实验与实习指导书.docx
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1、环境监测实验指导书实验一 天平的称量操作一、实验目的1、了解分析天平的结构和原理2、掌握差减法称量方法二、实验说明(一)天平原理 杠杆原理。(二)天平精度 用分度值/最大载荷量表示。(三)天平灵敏性 灵敏度=指针偏移格数/毫克,单位:格/mg。分度值=1/灵敏度,单位:mg/格。分度值为0.1mg/格的天平也称万分之一的天平。(四)天平的稳定性 天平梁在平衡状态受到扰动后,能自动回到初始平衡状态(位置)的能力。(五)称量方法1、直接称量法:如称出空烧杯的质量,称出称量瓶的质量等。2、减量法(差减法):将装有固体试剂的称量瓶,放入天平盘称出其质量,然后倒出一定质量的试剂于烧杯中,再称出称量瓶的质
2、量,称量瓶两次质量的差值,即为称出药品的质量。一次倒出不成功的话,可多次倒出,直到符合规定质量范围的药品为止。3、固定质量称量法:将干净的烧杯或称量纸放到天平盘上称出其原始质量,然后向烧杯或称量纸上倒入规定质量(或质量范围)的药品,多倒的可以用角匙挑出,直到符合规定为止。此称量方法适合于那些不易吸湿、潮解的药品的称量。(六)注意:固体试剂在用天平称量之前,通常要在规定的温度下烘干规定的时间,一般是105110,烘24个小时,冷却后再用于分析天平的称量。对于有效数字不要求很多的溶液配制,试剂的称量可不用万分之一的天平,而用普通台秤就可以满足要求了。三、仪器与试剂仪器:万分之一的分析天平,称量瓶,
3、锥形瓶,烧杯等。试剂:固体硼砂(Na2B4O710H2O)。四、操作步骤1、取300mL锥形瓶2只,洗净,带往天平室。2、取下天平罩,叠放好,检查零点,打扫天平盘。3、将装硼砂的称量瓶放入天平盘上,称质量m1,倒出0.30.4g的硼砂,再称量质量m2,(倒出m1-m2),如此重复,称两份。4、称取固体硼砂试剂0.3525g两份(在称量纸上操作)。5、天平整理,签名。作业:书写实验报告。实验二 溶液的配制与滴定操作一、实验目的1、掌握溶液的配制方法;2、掌握容量仪器的规范化操作;3、熟练掌握滴定分析操作。二、实验说明1、溶液浓度的表示:常见的浓度有:质量分数(%)、物质的量的浓度(mol/L)、
4、体积比浓度(如a+b,a表示溶质的体积,b表示溶剂的体积)、质量体积比浓度(mg/L,g/mL)等。2、计算与称量:溶液配制之前需要计算和换算。计算必须根据容量瓶的容积进行,如配制250mL浓度为100.0mg/L的Hg2+溶液,需要称取HgCl2固体多少克?计算:Hg2+的质量为:0.250100.0=25.0 mg,即0.025g 换算:HgCl2固体的质量为:=0.0338g当配制的溶液浓度过小,以至于计算、换算后不能满足天平的称量精度时,应先配成浓溶液,再进行稀释得到所需浓度的溶液。3、仪器的选取与洗涤:玻璃仪器一般选择硬质玻璃,测定有机物时尽可能不选择塑料容器,以防止产生吸附。溶液储
5、存时一般放在大的试剂瓶里,放置时间短的,可用容量瓶存放。玻璃仪器的洗涤一般程序是:首先是自来水,再次是洗涤剂(中性洗衣粉溶液),再次考虑是否用硫酸-铬酸洗液、盐酸(3mol/L)、有机溶剂等,洗液洗完后都要用自来水冲洗,蒸馏水荡洗。洗净的仪器应内壁不挂水珠。4、移液管规格与选用:移液管有不同规格,常见的有1mL、2mL、5mL、10mL、15mL、20mL、25mL、50mL、100mL等。在名称上有胖肚移液管和刻度移液管之分,为了量取的体积准确,优先选择胖肚移液管,它属于完全流出式。对于刻度移液管,又要优先选择与量取体积接近的移液管。5、移液管的使用(1)刻度移液管也称分度吸管,常为直形,它
6、有完全流出式、不完全流出式和吹出式3种。分度表的刻法也不尽相同,其中不完全流出式的分刻表与滴定管相似,而吹出式的管上标有“吹”字,只有吹出式移液管在溶液放尽后,才须将尖嘴部分残留液吹入容器内(自然放液过程中不吹)。(2)刻度移液管使用时,要吸满刻度再放液,放下的体积是我们所需要的体积。(3)使用前需用移取液润洗23次。(4)移取液体时,管尖应插入液面下,并始终保持在约1 2 cm左右。用嘴或洗耳球抽吸液体至刻度线以上2 cm处时,迅速用食指按住上口,辅以母指和中指配合,保持移液管垂直,并左或右旋动同时稍松食指,使液面下降至所需刻度(弯月面底部与标线相切)。若管尖挂有液滴,可使其与容器壁接触,做
7、一个拖的动作让其落下。(5)放出液体时,保持移液管垂直,其下端伸入倾斜的容器内磨口下方,管尖与容器内壁接触(但不要和内部溶液接触),放开食指,使液体自然流出,放完也要继续抵住内壁(完全放出溶液时保持15秒,不完全放出溶液时保持3秒,标有“快”字的移液管也是保留3秒),做一个拖的动作,使残存的溶液能够顺利流到容器中。除“吹”出式移液管外,残留在管尖的液滴均不能用外力使之滴入容器内。(6)移液管用后,若短期内不再使用它吸取同一溶液,应及时用水洗净,并上下各加一纸套后存放在架上。6、滴定管使用滴定管是容量分析中用于滴定操作的较精密的玻璃仪器,它属量出式。滴定管的种类较多。有的无色透明,有的滴定管在背
8、面涂有一条白底蓝线,对于有色溶液便于观察和读数。酸碱中和滴定时常使用无阀滴定管和有阀滴定管2种。无阀滴定管也称碱式滴定管,其下部用一小段乳胶管将管身与管尖连接,在乳胶管内放入一个外径大于乳胶管内径的玻璃珠,起封闭液体的作用。有阀滴定管的下部带有磨砂活动玻璃阀(活塞),因宜用于盛装酸性溶液,所以又称它为酸式滴定管。所有滴定管的分度表数值都是由上而下均匀地递增排列在表的右侧,零刻度在上方,最大容积值在下方,每10条分度线有一个数字。常用25 mL和50 mL两种规格。滴定管使用时要注意如下事项:(1)酸式滴定管不能装碱性溶液,也不能装对玻璃有腐蚀作用的液体,但可以用来盛装氧化性、还原性的溶液;而碱
9、式滴定管只盛碱液,不装酸性溶液。(2)酸式滴定管在使用之前应检查玻璃活塞是否转动良好,碱式滴定管玻璃珠挤压是否灵活,有无漏液、阻塞现象。滴定管检漏的方法是:将滴定管装满水,直立5分钟(时间长短视滴定分析所用时间长短而定,在整个滴定全程中,不应该有一滴溶液产生滴落),没有溶液滴落的,为符合要求的滴定管。碱式滴定管若漏液,必须更换碱式滴定管玻璃珠,酸式滴定管若漏液可将活塞上涂抹凡士林(有机物质的测定除外)。酸式滴定管涂抹凡士林的方法是:将滴定管平放在桌面上,取出活塞,将活塞及塞套分别用吸水纸擦干,用手指占少量凡士林,在活塞的两头(塞孔两侧)周围涂上一层薄薄的凡士林,在滴定管平放的情况下,将涂好凡士
10、林的活塞小心插入塞套,然后向同一方向转动活塞。涂好后,用橡皮将活塞固定好,以防脱落打碎,涂抹不合格须重新涂抹。合格标准为:活塞与塞套之间不留有气泡,均匀透明,活塞转动灵活,经检漏后在规定条件下无漏水现象。(3)滴定管在注入溶液前,应用所盛的溶液润洗23次,以保证其浓度不被稀释。注入溶液后,管内不能留有气泡。若有气泡,必须排除。其方法是:对于酸式滴定管,打开滴定管活塞,让溶液急速下流冲出气泡;对于碱式滴定管,将橡胶管向上弯曲,同时挤压玻璃珠,使溶液从滴头喷出而排出气泡。 (4)滴定时,要将滴定管调整到适当高度,以使锥形瓶能够在其下方来去自如。滴液过程中,要将锥形瓶套上滴定管下尖嘴上方,以防溶液滴
11、落外面。初滴定时速度可以快一些,近终点则要缓慢,要一滴、半滴、小半滴的滴落。要学会任意控制滴定体积,这是控制滴定终点的关键。(5)每次滴定时,起始读数都要回零或零刻度附近,以消除滴定管的上下刻度误差。滴定结束后,将剩余溶液倒掉,并用水洗净,然后用蒸馏水充满滴定管,垂直夹在滴定管夹子上,下方放一烧杯,上方用一小烧杯倒扣上管口。长时间不使用的滴定管,应在活塞上包上一层纸,以防活塞和塞套粘结。三、仪器与试剂仪器:托盘天平、烧杯、容量瓶、试剂瓶、移液管、酸式滴定管、碱式滴定管。试剂:浓盐酸、氢氧化钠固体颗粒。四、操作步骤1、仪器选用与洗涤2、0.1mol/L氢氧化钠的配制:计算,称量,溶解,定量转移,
12、初混,定容,试剂瓶润洗,装瓶,贴标签。3、0.1mol/L盐酸溶液的配制:计算,量取,溶解,定量转移,初混,定容,试剂瓶润洗,装瓶,贴标签。4、将实验一称得的硼砂试剂中加入约25mL的水,再以配制的未知盐酸溶液滴定该硼砂溶液,计算消耗的盐酸体积。平行滴定两分,由此求得盐酸的浓度大小。5、吸取氢氧化钠溶液25.00mL于锥形瓶中,加入甲基橙(红)指示剂两滴,然后以盐酸溶液滴定氢氧化钠溶液,记录消耗的体积,平行滴定两分,由此求得氢氧化钠的浓度大小。五、数据处理(一)盐酸溶液的标定滴定管初读数滴定管终读数消耗体积(mL)硼砂质量(g)盐酸浓度(mol/L)盐酸平均浓度(mol/L)(二)氢氧化钠溶液
13、的标定滴定管初读数滴定管终读数消耗体积(mL)盐酸平均浓度(mol/L)氢氧化钠浓度(mol/L)氢氧化钠平均浓度(mol/L)作业:1、如何选取移液管?使用中应注意哪些问题? 2、分析滴定分析中的误差来源和减免方法。 3、书写实验报告。实验三 酸度的测定与调节一、实验目的1、掌握pH测定的原理与方法;2、了解溶液pH的调节和控制方法。二、实验说明1、酸度的测定方法:酸度的测定可用酸度计,对于高浓度的酸或碱的溶液,也可以采用滴定的方法测定。2、分析中pH值控制的重要性:一般监测分析常在水溶液中进行,而溶液的pH会影响水解、络合及可逆反应的进行程度等,因而常要对溶液的pH进行调节。溶液酸度的调节
14、经常采用滴定管滴加盐酸、氢氧化钠等溶液的方法进行。3、常用来调节pH的溶液:NaOH、HCl(H2SO4)、NH3H2O、HAc等。4、pH测定原理:将pH玻璃电极作指示电极,饱和甘汞电极作参比电极,浸入待测溶液中,其电动势大小在一定条件下与溶液的pH值成直线关系,符合公式E=K+SpH。采用标准pH缓冲溶液进行定位,就可以测出溶液pH的大小了。用于定位的标准pH缓冲溶液,其标准pH要尽可能地接近于待测溶液的pH,否则测定结果误差大。5、pH玻璃复合电极在使用之前应先在蒸馏水中浸泡24hr以上,以使电极膜表面能够形成溶胀的硅酸层,在测定时能够很快形成稳定的膜电位,使测定顺利进行。pH玻璃复合电
15、极在使用时要特别注意保护好玻璃膜,不要用硬物碰撞和摩擦,用滤纸吸干水分时也要注意动作要轻。玻璃电极法测定溶液pH基本不受溶液的颜色、浊度、胶体物质、氧化剂和还原剂以及高含盐量的干扰。但是在pH大于9时,会产生碱误差,使用中要加以注意。6、pH标准缓冲溶液的配制(1)pH标准溶液甲(pH=4.00825) 称取先在110130干燥23h的邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)10.12g溶于水并在容量瓶中稀释至1L。(2)pH标准溶液乙(pH=6.86525)分别称取先在110130干燥23h的磷酸二氢钾(KH2PO4)3.388g和磷酸氢二钠(Na2HPO4)3.533g溶于水并在容量瓶中稀释至1
16、L。磷酸氢二钠应该用pH基准级的,是无水的。(3)pH标准溶液丙(pH=9.18025)为了使晶体具有一定的组成应称取与饱和溴化纳(或氯化钠加蔗糖)溶液(室温)共同放置在干燥器中平衡两昼夜的硼砂(Na2B4O710H2O)3.80g溶于水并在容量瓶中稀释至lL。现在有现成的pH基准级混合磷酸盐卖,根据自己的需要可选择购买。无水磷酸氢二钠,别名磷酸二钠,简称二钠,白色固体粉末,易吸潮,100时溶解度为51.004%,不溶于醇。注意:缓冲溶液的pH必须要和测定溶液的pH相近,这样测定比较(定位),结果才比较可靠。三、仪器与试剂(一)仪器:25型酸度计、pH玻璃复合电极、pH试纸、酸式滴定管、碱式滴
17、定管(二)试剂:0.1mol/LNaOH、0.1mol/LHCl、标准pH缓冲液。四、操作步骤1、连接pH玻璃复合电极和25型酸度计,接通电源,预热仪器。预热完毕后,采用标准pH缓冲液定位;2、用pH试纸初步测量溶液pH范围;3、用滴定管滴加NaOH和HCl溶液,初步调节溶液pH至5.6(6.5、9.0、10.00)附近。4、插入pH玻璃复合电极,用25型酸度计测定pH,继续用NaOH和HCl溶液调节溶液pH,边调边测定,直至符合规定的pH为止(允许误差0.2)。作业:1、简述如何借助于酸度计,调节溶液pH值的大小? 2、书写实验报告。实验四 铂钴比色法测定水的色度一、实验目的1、掌握水的色度
18、的概念、测定原理与方法;2、熟练掌握比色管的使用操作;3、掌握目视比色法。二、实验说明纯水是无色透明的,存在某些杂质时会表现出一定的颜色。水养的色度应以除去悬浮物以后的色度为准。完全除去悬浮物后呈现的颜色为真色,没有除去悬浮物的颜色称为表色,水样的色度一般是对真色而言。较清洁的带黄色调的水样用铂钴比色法测定,严重污染的水样通常用文字描述。用铂钴比色法测定水样时规定:以1mg的铂和0.5mg的钴产生的颜色称为色度的1度。这里的铂是以PtCl62-离子的形式存在的铂。水温和pH对色度有影响,在测量色度时,应同时测定溶液的水温和pH值。要注意水样的代表性。所取的水样应无树叶、枯枝等杂质。测定色度时,
19、水样禁止用滤纸过滤。色度过高的水样,应稀释后再进行测量。三、分析原理以K2PtCl6和CoCl2配成标准色列,和待测水样进行比较,目测色度的大小。四、仪器与试剂(一)仪器:比色管、移液管、洗耳球、pH计(二)试剂:1、pH标准缓冲液:按照实验三说明部分的要求,配制所需要的标准pH标准缓冲液。2、色度标准液(500度):称取1.246g氯铂酸钾(K2PtCl6)及1.000g的氯化钴(CoCl26H2O),溶于100mL水中,加100mL浓盐酸,用水稀释至1000mL。此标准溶液相当于色度500度。五、操作步骤1、配制色度标准色列:分别吸取色度为500度的标准液0.50,1.00,1.50,2.
20、00,2.50,3.00,3.50,4.00,4.50,5.00,5.50,6.00,6.50,7.00mL于50mL比色管中,用水稀释至标线。其色度分别为5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70度,若封住管口,可长期保存。2、取50mL待测水样于50mL比色管中,和标准色列进行目视比较,记录色度。3、测定水温和pH值,记录数据。作业:如何测定水的色度? 书写实验报告。实验五 EDTA滴定法测定水的硬度一、实验目的1、掌握水的硬度及测定原理;2、掌握终点的判断;3、进一步掌握滴定管的基本操作。二、实验说明水的硬度原指沉淀肥皂的程度,现指水中盐类物质的含量
21、,通常指钙、镁离子的含量,由于测定量与方法有关,故严格地说是指某分析方法能测出水中盐类物质的含量。本方法是指在pH=10时,能被EDTA滴定到的所有金属离子的含量(换算为CaO的量)。硬度常用德国度表示,以1升水中含有10mgCaO称为硬度的1度。三、分析原理在碱性条件下(pH=10),水中的金属阳离子能和EDTA以1:1的摩尔比络合,以铬黑T作指示剂,首先与金属离子结合形成红色,滴定至终点时,EDTA自铬黑T中夺取金属离子,铬黑T变为蓝色。根据EDTA的浓度和消耗体积,即可计算出金属离子的含量(换算为CaO的量)。四、仪器与试剂(一)仪器:酸式滴定管,锥形瓶,移液管,洗耳球(二)试剂:1、0
22、.01mol/L的钙标准溶液:将碳酸钙固体试剂在150干燥2小时,取出于干燥器中冷却至室温,称取1.000g与50mL锥形瓶中,用水浸润后,逐滴加入4mol/L盐酸至碳酸钙完全溶解,避免滴入过量的酸,加200mL的水,煮沸数分钟赶除二氧化碳,冷却至室温后加入数滴甲基红指示剂(0.1g溶于100mL60%的乙醇溶液),逐滴加入3mol/L的氨水至为橙色,在容量瓶中定容至1000mL。此溶液1.00mL含0.4008mg钙。2、4mol/L盐酸:即1+2盐酸溶液。3、氯化铵-氨水缓冲溶液(NH3-NH4Cl)(pH=10):称取16.9g的氯化铵(NH4Cl)溶于143mL的浓氨水中。另取0.78
23、g硫酸镁(MgSO47H2O)(或者0.644g氯化镁MgCl26H2O)和1.179gEDTA二钠二水合物(C10H14N2O8Na22H2O)溶于50mL水,加入2mL配好的氯化铵-氨水溶液,加0.2g左右铬黑T指示剂干粉,此时溶液应显紫红色,如出现天蓝色,应再加入极少量的硫酸镁,使变为紫红色。逐滴加入EDTA二钠溶液,直至溶液由紫红色转变为天蓝色为止(切勿过量)。将两溶液合并,加蒸馏水定容至250mL。如果合并后溶液又转为紫色,在计算结果时,应减去试剂空白。4、铬黑T指示剂溶液:称取0.5g铬黑T,溶于75mL三乙醇胺,加入25mL乙醇,混匀,存放于棕色瓶中,塞紧塞子。或配成铬黑T指示剂
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