實驗1 水樣色度、濁度、酸度和鹼度的測定（監測實驗）
一目的和要求
（1） 了解色度、濁度、酸度和鹼度的基本概念。
（2） 掌握色度、濁度、酸度和鹼度的測定方法。
二原理 水中色度、濁度、酸度和鹼度均是衡量水質的重要指標，現將它們的定義和測定方法簡述如下：
1. 色度
色度是水樣顏色深淺的度量。某些可溶性有機物、部分無機離子和有色懸浮微粒均可使水著色。水樣的色度應以除去懸浮後為準。
色度通常採用鉑鈷比色法測定，即把氯鉑酸鉀和氯化鈷配成標準色列，與被測水樣的顏色進行比較，並規定濃度為1mg/l的鉑所產生的顏色為1度。
2. 濁度
濁度是表示水中懸浮物對光線通過時所發生的阻礙程度。它與水樣中存在顆粒物的含量、粒徑大小、形狀及顆粒表面對光散射性等有關。水樣中的泥沙、黏土、有機物、無機物、浮游生物和其他微生物等懸浮物和膠體物質都可使水體濁度增加。
我國採用1l蒸餾水中含有1mg二氧化矽所產生的濁度為1度。
3. 酸度
酸度是指水中含有能與強鹼發生中和作用的物質的總量，主要來自水樣中存在的強酸、弱酸和強酸弱鹼鹽等物質。酸度採用氫氧化鈉標準溶液滴定水樣測得。通常把用甲基橙作為指示劑滴定的酸度（ph4.
3）稱為甲基橙酸度或強酸酸度；用酚酞作為指示劑滴定的酸度（ph8.3）稱為酚酞酸度或總酸度。
4. 鹼度
鹼度是指水中含有能與強酸產生中和作用的全部物質，主要來自水樣中存在的碳酸鹽、重碳酸鹽及氫氧化物等。鹼度可用鹽酸標準溶液進行滴定，其反應為
oh-+ h+→h2o
co32-+h+→hco3-
hco3-+h+→h2o+co2↑
用酚酞作為指示劑的滴定結果稱為酚酞鹼度，表示氫氧化物中已經中和，co32-全部轉化為hco3- 。以甲基橙作為指示劑的滴定結果稱為甲基橙鹼度或總鹼度。通過計算可以求出相應的碳酸鹽、重碳酸鹽和氫氧根離子的含量，但對廢水、汙水等由於其組分複雜，這種計算是沒有實際意義的。
酸度和鹼度單位常用mg/l表示，現在常以碳酸鈣的mg/l表示。此時1mg/l的酸度與鹼度相當於50mg/l的碳酸鈣。
三：儀器與試劑
（1）無色度、濁度水。將蒸餾水通過0.2m濾膜過濾。棄去最初的250ml，以後用這樣的水配製色度和濁度的標準溶液。
（2）鉑鈷標準溶液。稱取1.246g氯鉑酸鉀（k2ptcl6）及1.
000g 氯化鈷（cocl2.6h2o），溶於200ml水中，加100ml濃鹽酸，轉入1000ml容量瓶後用水稀釋至刻度，此標準溶液的色度相當於500度。
（3）二氧化矽濁度溶液。稱取約3g純白陶土置於研缽中，加入少量水充分研缽成糊狀，移入1000ml量筒中加水至標線。充分攪拌後靜置24h，用虹吸法先棄去表面5cm深的液層，然後收集500ml中間層的溶液。
取50ml此懸濁液置於已恒重的蒸發皿中，在水浴上蒸乾，隨後置於105℃烘箱內烘2h，冷卻，稱量。求出每毫公升懸濁液中含白陶土的質量（mg）。
邊搖邊振，吸取含250mg白陶土的懸濁液置於1000ml容量瓶中，加水至標線。此溶液振搖均勻後的濁度為250度。取此溶液100ml置於250ml容量瓶中，加水至標線得到濁度為100度的標準溶液。
在各標準溶液中加入1g氯化汞儲存，防止菌類生長。
（4）碳酸鈉標準溶液（0.0100mol/l）。溶解1.
060g預先在270~ 300℃乾燥至恒重的基準無水碳酸鈉（na2co3，優級純），並轉入1000ml容量瓶中，用無二氧化碳的水（即煮沸後的冷卻水，下同）稀釋至刻度。
（5）鹽酸標準溶液（約0.0200mol/l）。用水稀釋至8.
3ml濃鹽酸至1000ml，得到0.1mol/l儲存溶液。取此溶液200ml用無水二氧化碳的水稀釋至1000ml，並用碳酸鈉標準溶液標定其精確濃度，以chcl表示。
（6）氫氧化鈉標準溶液（0.0200mol/l）。用無二氧化碳的水稀釋至20.
0ml1mol/l氫氧化鈉至1000ml，其精確濃度可用標準鎝.0200mol/l鹽酸標定，以cnaoh表示。
（7）改良甲基橙溶液（0.1%）。稱取甲基橙1.
0g，用500ml水溶解，另稱取1.8g藍色染料二甲苯賽安路ff用500ml乙醇溶解，然後將兩種指示劑混合均勻。在一定體積的0.
1mol/l氫氧化鈉溶液中加2滴此指示劑，再用0.1mol/l鹽酸滴定，檢查是否有鮮豔的色度。如終點顏色呈藍灰色，可滴加0.
1%甲基橙少許；如終點顏色為灰綠色帶有紅色，可滴加少許藍色染料，直至有敏銳的終點（既從綠色變為淡灰色）。
（8）酚酞指示劑（0.5%）。稱取0.5g酚酞溶於50ml95%乙醇中，然後用水稀釋至100ml。
四：實驗步驟
1、 色度的測定
(1)取色度為500度的標準溶液1.00、2.00、3.
00、4.00、5.00、6.
00、7.00、8.00、9.
00、10.00、12.00、14.
00ml置於100ml比色管中，用水稀釋標線。其色度分別為5、10、15、20、30、35、40、45、50、60、70度。若封住管口，可長期儲存。
(2)取100ml澄清水樣（若渾濁，先經離心處理，取上層清夜）盛於100ml的比色管中，與標準鉑鈷色度系列做目視比色，比色應在自然光線下進行，比色管底部襯一張白紙或白色瓷板，比色管要稍微傾斜，使光線由液柱底部向上透過。如水樣色度超過70度，可用水稀釋後比色。
2、 濁度的測定
1)濁度為1～10mg/l的水樣
(1)吸取濁度為100mg/l的標準溶液0、1.00、2.00、4.
00、6.00、8.00、10.
00ml置於100ml比色管中，加水至標線，混勻。其濁度依次為0、1.0、2.
0、4.0、6.0、8.
0、10.0度。
(2)吸取100ml均勻水樣置於100ml比色管中，和（1）配製的標準系列在黑色底板上進行目視比色。
2)濁度為10～100mg/l的水樣
(1)吸取濁度為250mg/l的標準溶液0、10.0、20.0、30.
0、40.0、50.0、60.
0、70.0、80.0、90.
0、100.0ml置於250ml容量瓶中，加水至標線，混勻，既得濁度依次為0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100度的標準系列，轉入250ml具塞的無色玻璃瓶中。
(2)吸取250ml水樣，置於250ml具塞的無色玻璃瓶中，搖勻。將瓶底放在有黑線的白紙上作為判別標誌，眼睛從瓶前向後看，記錄與水樣有同樣濁度的標準溶液度數。如水樣超過100度時，需稀釋後再測定。
3、 酸度的測定
1)酚酞酸度
取100.0ml水樣置於250ml錐形瓶中，加入2滴酚酞指示劑，以0.020mol/l氫氧化鈉溶液滴定至溶液粉紅色不褪，準確讀出消耗氫氧化鈉溶液的毫公升數（v1）。
2)甲基橙酸度
取100.0ml水樣置於250ml錐形瓶中，加入2滴改良甲基橙，用氫氧化鈉溶液滴定至溶液呈綠色，準確讀出消耗氫氧化鈉溶液的毫公升數（v2）。
4、 酸度的測定
取100.0ml水樣置於250ml錐形瓶中，加入2滴酚酞指示劑，以0.0200mol/l鹽酸溶液滴定至溶液粉紅色剛退去，準確讀出消耗鹽酸溶液的毫公升數（v3），隨後再加入2滴改良甲基橙，繼續用鹽酸溶液滴定至溶液由綠色變為灰色，準確讀出消耗氫氧化鈉溶液的毫公升數（v4）。
五：資料處理
1、色度
c=500
式中： c——水樣的色度，度；
m——相當於鉑鈷溶液用量，ml；
v——水樣體積，ml。
2、濁度
c=式中：c——水樣的濁度，度；
a——稀釋後水樣的濁度，度；
b——稀釋水體積，ml；
v——原水樣體積，ml。
3、酸度
酚酞酸度（以caco3計）（mg/l）=
甲基橙酸度計（以caco3計）（mg/l）=
式中：v1——酚酞作為指示劑時，naoh 標準溶液的耗用量ml；
v2——甲基橙作為指示劑時，naoh標準溶液的耗用量ml；
cnaoh——naoh標準溶液濃度，mol/l；
v——水樣體積，ml;
50.05—— 碳酸鈣（caco3）摩爾質量，g/mol。
4、鹼度
酚酞鹼度（以caco3計）（mg/l）=
總鹼度（以 caco3計）(mg/l)=
式中：v3——酚酞作為指示劑時，hcl標準溶液的耗用量mg/l
v4——甲基橙作為指示劑時，標準溶液的耗用量mg/l；
chcl——標準溶液濃度，mol/l；
v——水樣體積，ml;
50.05—— 碳酸鈣（caco3）摩爾質量，g/mol。
六：注意事項
1、色度
（1）ph對色度影響較大，ph高時往往色度加深，故在測量色度時應測量溶液的ph。
（2）當水體受汙染，水樣的顏色與標準色列不一致時，應用文字描述顏色。
（3）由於氯鉑酸鉀**太貴。也可稱取0.5000g鉑絲，溶於適量王水中，放置在通風廚內，放在石棉網上加熱使鉑絲溶解生成氯鉑酸，蒸發至幹。
加少許鹽酸，加熱使剩餘的硝酸分解，如此反覆處理數次。加入1.000g氯化鉑（cocl2·6h2o）和100ml鹽酸，移入1000ml容量瓶內，用純水定容，所得溶液的色度為500度。
2、濁度
配製濁度標準所用的標準品有矽藻土和高嶺土，他們的成分都以al2o3及sio2為主，但al2o3與sio2的比例卻相差很大，而且與產地有關。用各種高嶺土及矽藻土配製的濁度標準液的吸光度相差很大，其結果可相差2~3倍。
（1） 水樣的濁度也可用光度法進行測定，即在波長為660nm 處，用10mm比色皿測定濁度標準液的吸光度，繪製標準曲線，然後在同樣的條件下測量水樣的吸光度，在標準曲線上查得相應的濁度值。
（2） 透光度的含義與濁光度相反，但二者都反映水中雜質對透過光線的阻礙程度。當對濁度的精確度要求不高時，也可測定水樣的透明度，通過透明度與濁度換算表查得濁度。
3、酸度與鹼度
（1）水樣（尤其是廢水和汙染水）的酸度及鹼度範圍很廣，測定時樣品和試劑的用量、濃度不能統一規定。表1-1-1列出在不同酸度和鹼度範圍時，可供選擇的樣品量和標準溶液的濃度。
表1-1-1
樣品範圍（以caco3計）/（mg/l） 滴定標準溶液濃度/（mol/l） 樣品量/mg
05000.0200100
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