化學分析實驗設計

2023-01-02 06:36:06 字數 3662 閱讀 5104

分析化學課程設計

實驗組 :

小組成員:

輔導老師:

目錄1. 前言

2. 實驗內容

2.1水的總硬度測定

2.2水中氯化物的測定

2.3水中化學耗氧量的測定

3. 結束語

——前言——

地球表面的70%被水覆蓋,但淡水資源僅佔所有水資源的2.5%,近70%的淡水固定在南極和格陵蘭的冰層中,其餘多為土壤水分或深層地下水,不能被人類利用。地球上只有不到1%的淡水或約0.

007%的水可為人類直接利用,而中國人均淡水資源只佔世界人均淡水資源的四分之一。

地球的儲水量是很豐富的,共有14.5億立方千公尺之多。地球上的水,儘管數量巨大,而能直接被人們生產和生活利用的,卻少得可憐。

首先,海水又鹹又苦,不能飲用,不能澆地,也難以用於工業。其次,地球的淡水資源僅佔其總水量的2.5%,而在這極少的淡水資源中,又有70%以上被凍結在南極和北極的冰蓋中,加上難以利用的高山冰川和永凍積雪,有87%的淡水資源難以利用。

人類真正能夠利用的淡水資源是江河湖泊和地下水中的一部分,約佔地球總水量的0.26%。全球淡水資源不僅短缺而且地區分布極不平衡。

按地區分布,巴西、俄羅斯、加拿大、中國、美國、印度尼西亞、印度、哥倫比亞和剛果等9個國家的淡水資源佔了世界淡水資源的60%。約佔世界人口總數40%的80個國家和地區約15億人口淡水不足,其中26個國家約3億人極度缺水。更可怕的是,預計到2023年,世界上將會有30億人面臨缺水,40個國家和地區淡水嚴重不足。

水在人類生產和生活中占有特別重要的地位,被廣泛利用,不僅用於農業灌溉、工業生產、城市生活,而且還用於發電、航運、水產養殖、旅遊娛樂、改善生態環境等。世界和各國的可利用水資源量是十分有限的,且隨著工農業的發展和城市化程序,水資源在遭受這嚴重的汙染,造成水質型缺水。水中的好壞直接影響著水的使用。

水分析化學是進行水質分析的重要工具。水質分析的全過程包括水樣的採集、儲存、預處理和採用適宜的方法分析測定水樣中的組分以及含量並對測定結果進行處理。本次實驗我們採集了白河水樣進行測定。

實驗內容

2.1水的總硬度的測定

水總硬度水總硬度是指水中ca2+、mg2+的總量,它包括暫時硬度和永久硬度。水中ca2+、mg2+以酸式碳酸鹽形式的部分,因其遇熱即形成碳酸鹽沉澱而被除去,故稱為暫時硬度;而以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等形式存在的部分,因其性質比較穩定,故稱為永久硬度。 硬度又分為鈣硬和鎂硬,鈣硬是由ca2+引起的,鎂硬是由mg2+引起的。

水硬度是表示水質的乙個重要指標,對工業用水關係很大。水硬度是形成鍋垢和影響產品質量的主要因素。因此,水的總硬度即水中鈣、鎂總量的測定,為確定用水質量和進行水的處理提供依據。

水的硬度分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度兩種。

2.11實驗目的

(1)熟練掌握edta標準溶液的配製和標定

(2)掌握水中總硬度的測定

2.12實驗原理

水的總硬度主要由於水中含有鈣鹽和鎂鹽,其他金屬離子有鐵、鋁、錳、鋅等離子也形成硬度、但一般含量甚少,測定工業用水總硬度時可忽略不計。測定水的總硬度採用配位滴定法,用乙二胺四乙酸二鈉鹽(edta)的標準溶液滴定水中ca、mg總量,然後換算為相應的硬度單位

按國際標準方法測定水的總硬度,在ph=10的nh3-nh4cl緩衝溶液中,以鉻黑t(ebt)為指示劑,用edta標準溶液滴定至溶液由紫紅色變為純藍色即為終點,滴定過程反應如下:

2.13實驗試劑及儀器

2.14實驗實施

1)edta標準滴定溶液c(edta)=0.02mol/l

稱取edta二鈉鹽3.75g,溶於100ml水中,可加熱促其溶解,冷卻至室溫用水稀釋至500ml,搖勻備用。

2)edta標準溶液的標定

標定準確稱取0.4g以恆重的基準zno,放入100ml燒杯中,用少量水潤濕,滴加濃hcl(1—2ml)至zno全部溶解,加入25ml水,定量轉移到250ml容量瓶中,洗滌燒杯三次,加水稀釋至刻度,搖勻。用移液管吸取上述溶液25.

00ml,置於錐形瓶中,加50ml水,滴加(1+1)氨水至剛好出現白色渾濁(此時溶液ph應為7--8),再加10mlnh3-nh4cl緩衝溶液及4滴鉻黑t指示液,用edta標準滴定溶液滴定,至溶液由酒紅色變為純藍色即為終點。同上操作,平行測定三次,同時做空白對照。

3)資料記錄及處理

2.15水總硬度的測定

1)滴定

移取水樣100.0ml於250ml錐形瓶中,加1—2滴hcl微沸數分鐘以除去,待冷卻後,加入3ml三乙醇胺(若水樣中含有重金屬離子,則加入1ml 2%溶液掩蔽)5ml氨性緩衝溶液、2—3滴鉻黑t(ebt)指示劑,用edta標準溶液滴定至溶液由紫紅色變為純藍色,即為終點。

注意接近終點時應慢滴多搖。平行測定三次,計算水的總硬度,以mg·表示分析結果。

2)資料記錄及處理

將水的總硬度含量測定實驗資料填入下表,並進行計算

壹壩水樣

肆壩水樣

3)水總硬度計算公式

總硬度(mgcaco3·l-1)=*1000

式中 c(edta)——edta標準滴定溶液濃度,mol·;

——測定總硬度時消耗edta標準溶液的體積,l;

m(ca)——ca摩爾質量,g·;

v——水樣體積,l;

2.16小結

壹壩水樣平均總硬度為393.0708mgcaco3/l,肆壩水樣平均總硬度為258.8755mgcaco3/l,說明壹壩水總硬度比較高。

2.2水中氯化物的測定

氯化物是水和廢水中一種常見的無機陰離子。在人類的生存活動中,氯化物有很重要的生理作用及工業用途,因此,在生活汙水和工業廢水中均含有相當數量的氯離子。氯離子可與水中有機物結合,生成三氯甲烷等致癌物,且含量高時,會損害金屬管道和構築物,並妨礙植物的生長。

測定氯化物的方法較多,目前國內外常用的有化學滴定法、電位滴定法、流動注射法和離子色譜法。

2.21實驗目的

1) 學習硝酸銀沉澱滴定法;

2) 學習實際水樣的預處理方法;

3) 掌握莫爾法;

4) 進一步掌握滴定終點的判斷;

2.22實驗原理

在中性至弱鹼性至弱鹼性範圍(ph6.5—10.5)內以鉻酸鉀為指示劑用硝酸銀滴定氯化物時,由於氯化銀的溶解度小於鉻酸銀的溶解度,氯離子首先被完全沉澱出來後,然後鉻酸銀以鉻酸的形式被沉澱,產生磚紅色沉澱指示滴定終點到達。

該沉澱滴定的反應如下:

2.23儀器與試劑

2.24實驗步驟

1)agno3溶液c(agno3)=的配製

稱取0.85gagno3,溶於500ml不含cl-的蒸餾水中,貯於棕色瓶中,搖勻。置暗處儲存,待標定。

2)agno3溶液的標定

準確稱取0.12-0.15g基準nacl於錐形瓶中,加50ml水,加

1mlk2cro4指示劑,在不斷搖動下,用agno3標準滴定溶液滴定至溶液微呈淡橙色即為終點,平行測定三次,同時做空白。

3)水中氯離子含量的測定

用移液管吸取50.00ml水樣或經過預處理的水樣(若氯化物含量高,可取適量水樣用蒸餾水稀釋至50ml)置於錐形瓶中。另取一錐形瓶加50ml蒸餾水做空白實驗。

如若水樣的ph在6.5-10.5範圍,可直接滴定。超出此範圍的水樣應以酚酞作指示劑,用稀硫酸或氫氧化鈉的溶液調至紅色剛剛褪去。

加入1ml鉻酸鉀溶液,用硝酸銀標準溶液滴定至磚紅色沉澱剛剛出現即為滴定終點,同法做空白滴定。平行測定三次。

2.25實驗資料記錄及處理

硝酸銀溶液標定資料記錄及處理

水樣中氯化物含量資料記錄及處理

壹壩水樣

肆壩水樣agno3溶液稀釋5倍

綜合設計實驗 化學分析設計性實驗題目及要求

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