1、螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄蟻蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒞蝿肈羅莁螈螇芁芇螇袀肄薆螆羂艿蒂螅肄肂莈螅螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿芆蒈葿蚈聿蒄蒈袁莄莀蒈羃膇芆蕆肅羀薅蒆螅膅蒁蒅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆腿薂螁膂薇薂羄羅蒃薁肆芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁薈羀肁蒀蚇蝕芇莆蚆螂聿節蚆裊芅羋蚅肇膈薆蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄蟻蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒞蝿肈羅莁螈螇芁芇螇袀肄薆螆羂艿蒂螅肄肂莈螅螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿芆蒈葿蚈聿蒄蒈袁莄莀蒈羃膇芆蕆肅羀薅蒆螅膅蒁蒅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆腿薂螁膂薇薂羄羅蒃薁肆芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁薈羀肁蒀蚇蝕芇莆蚆螂聿節蚆裊芅羋蚅肇膈薆蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄蟻蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒞蝿肈羅莁螈螇芁芇螇袀肄薆螆羂艿蒂螅肄肂莈螅

2、螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿芆蒈葿蚈聿蒄蒈袁莄莀蒈羃膇芆蕆肅羀薅蒆螅膅蒁蒅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆腿薂螁膂薇薂羄羅蒃薁肆芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁薈羀肁蒀蚇蝕芇莆蚆螂聿節蚆裊芅羋蚅肇膈薆蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄蟻蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒞蝿肈羅莁螈螇芁芇螇袀肄薆螆羂艿蒂螅肄肂莈螅螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿芆蒈葿蚈聿蒄蒈袁莄莀蒈羃膇芆蕆肅羀薅蒆螅膅蒁蒅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆腿薂螁膂薇薂羄羅蒃薁肆芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁薈羀肁蒀蚇蝕芇莆 第一章 概論水是人類生存和萬物生長必不可少的物質。當水中的雜質數量達到一定程度后，就會對水體產生污染，對人類環境或水的利用產生不良影響，隨著社會的發展和人們生活水平的不斷提高，對水質的要求也不斷提高，

3、用量也不斷增加,同時對水造成的污染也越來越嚴重。城市供水水質關系著千家萬戶的安全與健康，如何合理利用有限的水資源（水面占地球面積的70%，全球總水量為1.4*1011億米3,海水占總水量的97.3%,淡水占總水量的2.7%，而冰川占2.0%，只有0.7%的淡水可供利用），節約水資源，保護好水資源是當前世界必須重視的問題。本課程是給水排水專業、環境工程專業學生在學完無機化學、有機化學之后的一門專業基礎課，它是研究水中雜質及其組成、性質、含量和分析方法的一門學科。在水環境污染治理監測中起著“眼睛”和“哨兵”的作用。 本課程的教學目的與任務是使學生樹立準確“量”的概念，能對給水排水工程設計、水處理工

4、藝、水環境質量評價及廢水綜合利用效果等作出正確判斷和評價。通過課程教學使學生掌握水分析化學的四大滴定法(酸堿滴定法、配位滴定法、沉淀滴定法和氧化還原滴定法)和主要儀器分析(如：吸收光譜法、氣相色譜法和原子吸收法等)的基本原理、基本知識、基本理論和基本技能；通過實驗教學使學生正確掌握水分析化學的基本操作；整個教學環節都要注重培養學生嚴謹的科學態度，培養學生獨立分析問題和解決問題的能力。 水分析化學課程的實踐性較強，要求學生能獨立地進行常規項目的分析測定。掌握常見水質指標(例如堿度、硬度、色度、濁度、ph值、電導率、余氯、高錳酸鹽指數、codcr、do、 等)和水質有機物污染綜合指標(例如，toc

5、、tod、cce等)的測定意義、測定原理和條件。牢固地掌握標準溶液的配制和溶液濃度的表示方法、標準曲線繪制以及滴定分析和主要儀器分析中有關計算。 該課程共計36學時，其中理論教學24學時。主要參考文獻：1、水分析化學學習輔導與習題精解 廖慧 高云霞編 中國建筑工業出版社2、分析化學 薛華等編 清華大學出版社3、水分析化學 王國惠主編 化學工業出版社4、定量分析化學簡明教程 彭崇惠等編 北京大學出版社5、水分析化學試題精選與答題技巧 崔崇威主編 哈爾濱工業大學出版社1-1 水分析化學的任務和分類一、水分析化學的任務 1.掌握常量組分定量分析的基本知識,基本理論和基本分析方法. 2.掌握分析測定中

6、的誤差來源,誤差的表征,及初步學會實驗數據的統計處理方法. 3.了解常見的水質指標的定義和測定方法。 4.了解分光光度法、電化學分析法、氣相色譜法和原子吸收光譜法的原理及應用.二、水分析化學的分類 1、按目的和任務分:定性分析,結構分析,定量分析. 2、按分析對象分:無機分析和有機分析. 3、按測定原理和操作方法分:化學分析,儀器分析. 1） 化學分析：重量分析、滴定分析 重量分析：將水中被分析組分與其中的其它組分分離后，轉化為一定的稱量形式，然后用稱重方法計算該組分在水樣中的含量。 滴定分析：又稱容量分析法，包括酸堿滴定、絡合滴定、沉淀滴定和氧化還原滴定。2）儀器分析分為:光分析、電分析、色

7、譜法。4、按試樣的用量或組分在試樣中的相對含量分為：常量分析：試樣質量100-1000mg,試樣液體體積10-100ml，相對含量1%微量分析:試樣質量0.1-10mg,試樣液體體積0.01-1ml,相對含量0.01-1%半微量分析:介于常量分析與微量分析這間的痕量分析：相對含量bod:cod與bod的差值可表示不為微生物降解的有機物。 5、ph值：反映水的酸堿強弱的指標 ph值在水的化學混凝、消毒、軟化、除鹽及生物化學處理等過程中是一重要因素和指標，對水中有毒物質的毒性和一些重金屬絡合物結構等都有重要影響。 6、硬度：鈣、鎂離子的含量。1mmol/l硬度=100mgcaco3/l=5.61德

8、國度=10法國度1德國度=10mgcao/l 1法國度=10mgcaco3/l 7、余氯：飲用水經過加氯消毒，在一定時間后仍有適量的余氯存在于水中，以控制細菌繼續繁殖，保證持續的殺菌能力。國家生活飲用水衛生標準規定：出廠水中限值為4 mg/l，在與水接觸30min后應不低于0.3mg/l,集中式給水除出廠水應符合上述要求外，管網末端水不應低于0.05毫克/升。 8、細菌總數：細菌總數是微生物指標，消毒后水中的細菌總數，在一定程度上可反映微生物污染程度.水中大多數細菌并不致病，當然自來水中細菌總數越少越好。國家生活飲用水衛生標準規定每毫升水樣細菌總數不得大于100個。 9、總大腸菌群：總大腸菌群

9、是飲用水的微生物安全性指標，如果飲用水中總大腸菌群沒有檢出，說明飲用水無腸道致病菌存在。國家生活飲用水衛生標準規定每100毫升水中總大腸菌群不得檢出。 類 型必 測 項 目選 測 項 目河 流水溫、ph、總不可濾殘渣、總硬度、電導率、溶解氧、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、揮發性酚、氰化物、砷、汞、六價鉻、鉛、鎘、石油類等硫化物、氟化物、氯化物、有機氯農藥、有機磷農藥、總鉻、銅、鋅、大腸菌群、總、總、鈾、鐳、釷等飲用水源地水溫、ph、渾濁度、總硬度、溶解氧、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、揮發性酚、氰化物、砷、汞、六價鉻、鉛、鎘、氟化物、細菌總數

10、、大腸菌群等錳、銅、鋅、陰離子洗滌劑、硒、石油類、有機氯農藥、有機磷農藥、硫酸鹽、碳酸根等湖泊、水庫水溫、ph、總不可濾殘渣、總硬度、溶解氧、透明度、總氮、總磷、化學需氧量、五日生化需氧量、揮發性酚、氰化物、砷、汞、六價鉻、鉛、鎘等鉀、鈉、藻類（優勢種）、浮游藻、總可濾殘渣、銅、大腸菌群等排污河（渠）根據納污情況定二、水質標準-生活飲用水水質衛生規范見附表1第二章 水分析測量的質量保證水分析測量質量保證就是采取一切正確的分析手段和有效措施來減少誤差，保證分析結果的可靠性和可比性。重點：1）如何采樣、預處保存、理，才能使所測數據可靠和具有代表性。2）掌握分析結果的誤差來源及其表示方法。3）掌握標

11、準溶液的配制和物質的量濃度的有關計算2-1 水樣的采集一、水樣的采集 (一).采樣器（圖） 采樣瓶 采樣器（1） 采水瓶使用前必須洗滌干凈。玻璃瓶可用洗液浸泡，再用自來水和蒸餾水洗凈；聚乙烯瓶可用10%的鹽酸溶液浸泡，再用自來水和蒸餾水洗凈。采樣前應用所取的水樣沖洗采水瓶23次。 (二)水樣的量：供一般物理與化學分析用水樣量約需2l3l，如待測的項目很多，需要采集5l10l，充分混合后分裝于1l2l的貯樣瓶中。 表 水樣采集量（單位：ml）監 測 項 目水 樣 采 集 量監 測 項 目水 樣 采 集 量總不可濾殘渣100凱氏氮500色度50硝酸鹽氮100嗅200亞硝酸鹽氮50濁度100磷酸鹽5

12、0ph50氟化物300電導率100氯化物50金屬1000溴化物100硬度100氰化物500酸度、堿度100硫酸鹽50溶解氧300硫化物250氨氮400cod100bod51000苯胺類200油1000硝基苯100有機氯農藥2000砷100酚1000顯影劑類100 (三)布點方法:水樣采樣點的布置原則 在布置監測采樣點時要注意取得有代表性的數據，同時要避免過多的采樣。不必要的樣品不僅耗費資金，也給數據處理帶來不便。樣品及其調查監測數據的代表性取決于采樣位置、采樣斷面和采樣點的代表性。而采樣點的布設則根據調查監測目的、水資源的利用情況及污水與天然水體的混合情況等因素而定。特別應注意水質突變和水質污

13、染嚴重的采樣點布設。在這些區域一般采樣點應當密一些。在水的漸變處的布點可以稀疏一些。 1、河流 在選擇河流采樣斷面時，先進行調查研究，了解監測河段內生產、生活取水口的位置、取水量，廢水排放口的位置及污染物排放情況，河流的水文、河床、水工建筑、支流匯入等情況。由于河流水文和水化學條件的不均勻性，導致了水質在時空上的差異。因此，在布設采樣點時需考慮河面的寬窄、河流的深度及采樣的頻率等。在測點的布設上可以采用兩種方法： （1）單點布設法 適用于河面狹窄、水淺、流量不大的小河流，且污染物在水平和垂直方向上都能充分混合，可以直接在河中心采樣。 （2）斷面布設法 對于較大的河流，如河面寬，水量大（150m

14、3/s）,水深流急,可以采用多點斷面混合采樣法.采用斷面布設法時,對于河流取樣斷面分別找出對照斷面、污染斷面和結果斷面（又稱下游凈化斷面）。 對照斷面 反映進入本地區河流水質的初始情況，一般設在進入城市、工業廢水排放口的上游，基本不受本地區污染影響處。 污染斷面 反映本地區排放的廢水對河段水質的影響，設在排污區（口）的下游、污染物與河流能較充分混合處。 結果斷面 反映河流對污染物的稀釋凈化情況，設在污染斷面的下游，主要污染物濃度有顯著下降處。 污水排放口對照斷面監測斷面有污水流入時采樣斷面的布設有支流入口的采樣斷面布設 有些情況，采樣斷面需要適當增加。例如，一條較長的河段里有幾個大污染源時，為

15、了研究每個污染源對水質的影響，需要增設幾個控制斷面。在所研究的河段里有支流入口時，也需要增加控制斷面。 此外，一些特殊地點或地區，如飲用水或水資源豐富地區，可視其需要設采樣斷面。在大城市或大工業區的取水口上游處最好設一個采樣斷面。 （3）采樣點的布設 斷面位置確定后，斷面上采樣點的布設應根據河流的寬度和深度而定。 表 斷面垂線設置水面寬度（m）垂線數量說 明50一條(中泓線)1、斷面上垂線的布設應避開岸邊污染帶。有必要對岸邊污染帶進行監測時，可在污染帶內酌情增設垂線。2、對無排污河段并有充分數據證明斷面上水質均勻時，可只設中泓一條垂線。50100二條（左、右近岸有明顯水流處）100三條（左、中

16、、右） 表 垂線上采樣點的設置水深（m）采 樣 點 數 量說 明5一點（水面下0.5m處）1、水深不足1m時，設在1/2水深處。 2、河流封凍時，在冰下0.5m處。 3、若有充分數據證明垂線上水質均勻，可酌情減少采樣點數目。510二點（水面下0.5m，河底上0.5m）10三點（水面下0.5m、1/2水深、河底上0.5m） 2、湖泊（水庫） 對于湖泊、水庫采樣斷面和采樣點的布設可根據江河入湖（庫）的河流數量、流量、季節變化情況、沿岸污染源對湖（庫）水體的影響、湖（庫）水體的生態環境特點及污染物的擴散與水體的自凈情況等，按照下述原則設置采樣斷面。 （1）在入、出湖（庫）河流匯合處； （2）在沿岸的

17、城市工業區大型排污口、飲用水源及風景游覽區； （3）在湖（庫）中心、沿水流流向及滯流區； （4）在湖（庫）中不同魚類的回游產卵區。 表 湖(庫)水質分層采樣數水深(m)分 層 數 目20表層、底層、每隔10m一層、溫躍層上、下 3、工業廢水采樣布點 工業廢水的采樣點往往要根據分析目的來確定，并且應考慮到生產工藝。先調查生產工藝、廢水排放情況，然后，按照以下原則確定采樣點。 （1）要測定一類污染物，應在車間或車間設備出口處布點采樣。一類污染物主要包括汞、鎘、砷、鉛、cr（vi）和強致癌物等。 （2）要測定二類污染物，應在工廠總排污口處布點采樣。二類污染物有總不可濾殘渣、硫化物、揮發性酚、氰化物、

18、有機磷、石油類、銅、鋅、氟、硝基苯類、苯胺類等。 （3）有處理設施的工廠，應在處理設施的排出口處布點。為了解對廢水的處理效果，可在進水口和出水口同時布點采樣。 圖 湖泊、水庫水質采樣點的布設二、水樣的保存（冷藏法和化學法） 適當的保護措施雖然能夠降低水樣變化的程度和減緩其變化速度，但并不能完全抑制其變化。有些項目特別容易發生變化，如水溫、溶解氧、二氧化碳等，必須在采樣現場進行測定。有一部分項目可在采樣現場對水樣做簡單的預處理，使之能夠保存一段時間。水樣允許保存的時間，與水樣的性質、分析的項目、溶液的酸度、貯存容器的材質以及存放溫度等多種因素有關。 水樣的保存要求 （1）抑制微生物作用； （2）

19、減緩化合物或配合物的水解、解離及氧化還原作用； （3）減少組分的揮發和吸附損失。 部分水樣監測項目保存方法測定項目保存溫度()保 存 劑可保存時間（h）備 注酸度、堿度4-24生化需氧量4-6化學需氧量4加h2so4至ph27（d）總有機碳-24硬 度4-7（d）溶 解 氧-加1mlmnso4和2ml堿性ki48現場固定氟化物4-7（d）氯化物-7（d）氰化物4加naoh至ph=1324現場固定氨 氮4加h2so4至ph224硝酸鹽4加h2so4至ph224亞硝酸鹽4-24硫酸鹽4-7（d）硫化物-每升加2mlzn(ac)2(aq)24現場固定亞硫酸鹽4-24砷-加h2so4至ph26（m）硒

20、-加hno3至ph26（m）總金屬-加hno3至ph26（m）總 汞-加hno3至ph213（d）硬塑容器溶解汞-過濾，加hno3至ph238（d）玻璃容器cr(vi)-加naoh至ph=89當天測定新硬質玻璃瓶總鉻-加hno3至ph2當天測定酚類4加h3po4至ph4、500ml水樣加1gcuso424油和動物脂4加h2so4至ph離心濾紙砂芯漏斗。要測定可濾態部分，應在采樣后立即用0.45m的微孔濾膜過濾。在暫時無0.45m濾膜時，泥砂型水樣可用離心等方法分離；含有機質多的水樣可用濾紙（或砂芯漏斗）過濾；采用自然沉降取上清液測定可濾態物質是不恰當的。如果要測定全組分含量，應在采樣后立即加入

21、保護劑，分析測定時充分搖勻后取樣。2、濃縮：如水樣中被分析組分分含量較低，可通過蒸發、溶劑萃取或離子交換等措施濃縮后再進行分析。3、蒸餾排除干擾雜質：將被測組分蒸餾出來后測定，而把干擾的物質留在蒸餾液中，而消除干擾。4、消解：如通過酸性消解（用硫酸、硝酸混合酸），可把水樣中無機態和有機態金屬釋放出來，再進行測定。四、步驟 1.水樣的采集和保存 2.水樣的預處理（干擾物質的分離和待測物的富集） 3.試樣中待測組分的測量: 4.分析結果的計算和數據處理 表 常用水質項目的分析方法基本分析方法水 質 分 析 項 目重量法總不可濾殘渣、總殘渣、蒸發殘余量、總可濾殘渣、灼燒減重、有機碳等容量法酸度、堿度

22、、硬度、ca2+、mg2+、耗氧量、溶解氧、生化需氧量、化學需氧量、cl-、硫化物、al3+等比色法cl-、so42-、sio2、nh4+-n、no2-n、no3-n、fe2+、fe3+、al3+、mn2+、mn4+、cu2+、pb2+、zn2+、cr3+、cr6+、hg2+、f-、cn-、as、p、酚類、余氯、硫化物、abs、木質素、腐殖酸、色度、有機磷等比濁法渾濁度、透明度、so42-等電化學法電導率、ph、溶解氧等火焰光度法na+、k+原子吸收法hg、cd、zn、ca、mg等其他溫度、外觀、臭味等2-2 水分析結果的誤差及其表示方法一. 準確度和精密度 誤差和偏差1. 誤差的分類 1)系

23、統誤差:系統誤差由一些固定原因造成,所以在多次測定中重復出現,且為單向性,影響分析結果的準確度. 它是可避免和消除的。系統誤差包括： 方法誤差:分析方法本身所造成; 儀器和試劑引起的誤差:來源于儀器本身不夠精確; 操作誤差:由于分析人員一些生理上或習慣上的原因而造成的. 2）偶然誤差(不可測誤差,隨機誤差):由某些難以控制且無法避免的偶然因素造成的.是可以允許的. 3）過失誤差:工作中的差錯,是可以避免的.2.準確度與誤差 準確度是指測量值x與真實值xt相接近的程度;是由系統誤差和隨機誤差決定的. 誤差:測量值與真實值之間的差,用來衡量分析結果的準確度. 絕對誤差:x xt 相對誤差: re%

24、=e/ xt 100% 在實際水處理和分析實踐中，通常以“回收率”表示方法的準確度：回收率=（加標水樣測定值-水樣測定值）/加標量*100% 回收率越大，方法的準確度越高。標準值:采用各種可靠方法,使用精密儀器,經過不同實驗室,不同人員進行平行分析,用數理統計方法對分析結果進行處理,確定出各組分含量;以此代表該物質各組分的真實值. 3.精密度與偏差 精密度:幾次平行測定結果相互接近的程度(類似重現性);是由隨機誤差決定的 絕對偏差:個別測量值與平均值之間的差值;用來衡量分析結果精密度的好壞。 相對偏差:平均偏差：偏差絕對值的平均值,相對平均偏差: 標準偏差:相對標準偏差(也稱變異系數):二、提

25、高準確度與精密度的方法（一）、減少系統誤差減小方法誤差、減少儀器和試劑引起的誤差、減少操作誤差 1、選擇合適的分析方法.2、 校準儀器; 3、進行空白試驗; 4、做對照試驗; 5、對分析結果校正;. （二）、增加測定次數 同一水樣，多做幾次取平均值，可減少隨機誤差。測定次數越多，平均值越接近真值。一般2-4次（三）減少過失誤差2-3 數據處理一.有效數字的意義及位數 意義:實際能測到的數字;其最后一位是可疑數字; 有效數字位數:直接影響測定的相對誤差. 注意“0”的作用:在中間和末尾為有效,在最前面為無效. 如:1.008 4308 19.08% 四位有效數字 1.00 3.50% 三位有效數

26、字 0.9 0.05% 一位有效數字 h 、m、 logk等對數值:其有效數字取決于小數部分(即尾數)數字的位數 ph=11.20 h+=6.310-12 mol/l兩位有效數字二.有效數字的修約規則: 四舍六入五成雙 如:150.650-150.6 10.2150-10.22 16.851-16.9三. 計算規則 1.加減法:以小數點后位數最少的數據為準保留有效數字的位數.（根據是此數的絕對誤差最大）. 例:0.0121+25.46=25.47 2.乘除法:以有效數字位數最少的數據為準.（其根據是該數的相對誤差最大）. 例: 0.012125.46 1.05782=0.328四.分析化學中數

27、據記錄及計算分析結果的基本規則 1.記錄測定結果只保留一位可疑數字; 2.分析結果的表示: 高含量(10%):四位有效數字 54.63% 含量(1-10%):三位有效數字 1.34% 低含量(99.9% 2.穩定。不吸水、不分解、不揮發、不吸收二氧化碳、不被空氣氧化。 3.易溶解。 4.試劑最好有較大的摩爾質量。可減少稱量誤差. 5、定量參加反應，無副反應。 6、組成與它的化學式完全相符。 二、標準溶液的配制和標定(一)、直接法:準確稱取一定量的物質,溶于適量水后,定量轉移入容量瓶中.以水稀釋至刻度,然后根據物質的質量和容量瓶的體積算出準確濃度.(二)、間接法:(又稱標定法)有許多物質不能直接

28、用來配制標準溶液,將其先配成一種近似所需濃度的溶液,然后用基準物質來測定它的準確濃度.(如鹽酸等) 例如，在酸堿滴定分析法中，標準溶液的配制有兩種方法。由于鹽酸不符合基準物質的條件，只能用間接法配制，再用基準物質來標定其濃度。標定鹽酸常用的基準物質有無水碳酸鈉na2co3和硼砂na2b4o710h2o。采用硼砂較易提純，不易吸濕，性質比較穩定，而且摩爾質量很大，可以減少稱量誤差。 硼砂與鹽酸的反應為: na2b4o7 10h2o + 2hcl = 2nacl + 4h3bo3 + 5h2o三.標準溶液濃度的表示方法（一）物質的量濃度 1.物質的量(n)及其單位摩爾(mol) 2.摩爾質量(m)

29、 3.物質的量濃度(c,簡稱濃度) (二)滴定度 滴定度：是指1ml標準溶液相當于被測組分的質量，用tx/s表示 例：2.5 p56(三)百分比濃度 （四）ppm（百萬分之幾，mg/l）,ppb(十億分之幾，ug/l)和ppt(萬億分之幾，ng/l)濃度作業：p57 1-6第三章 酸堿滴定法重點：1、水中堿度的組成及其測定方法2、酸堿質子理論和ph的計算3、滴定曲線及指示劑的選擇原則3-1 酸堿質子理論1、酸堿的定義1923年，丹麥bronsted和英國lowry提出 酸:凡是能給出質子h+的物質; 堿:凡是能接受質子的物質; 酸堿反應的實質:酸堿之間的質子轉移作用; 酸堿可為兩性物質,中性物

30、質,陰陽離子;如 例如： 等都能給出質子，都是酸；而 等都能接受質子，都是堿。 共軛酸堿對:酸堿之間僅相差一個質子,如: -nh3, hcl-等. 無鹽的概念和鹽的水解,它是水與離子酸堿的質子轉移反應物質的酸堿性，不僅與物質本身的性質有關，而且與溶劑的性質有關。2、共軛酸堿對中ka和kb的關系?ka和kb 均為弱酸弱堿的離解常數 在水溶液中kakb =kw =110-14 pka+pkb =14.00 在其它溶液中kakb =ks(溶劑的質子自遞常數) 同種溶劑分子之間質子的轉移作用稱為溶劑的質子自遞反應，平衡常數叫溶劑的質子自遞常數。 所以知道弱酸或弱堿的k值即可求其共軛堿或酸的k值. 對于

31、多元酸堿: kb1 = kw / kan, kb2 = kw/ kan-1 , kbn= kw/ ka1.3-2 酸堿平衡中有關組分濃度的計算一、酸度對弱酸(弱堿)溶液中各種型體分布的影響 1、一元弱酸溶液中各種型體的分布 一元弱酸（ha）在溶液中以ha和a-兩種型體存在，在水溶液中存在如下的電離平衡： ha=h+ +a- ,酸離解常數表示為ka，由酸的ka和溶液的ph值就可以計算出兩種型體的分布分數，對指定的酸堿而言，分布分數是h+的函數，控制溶液的ph值，就可以控制溶液中各型體的濃度。這樣繪制的i- ph曲線叫做酸堿型體分布圖(一般只選繪范圍)。 如對一元酸，當ph = pka時，ha=a

32、-，有 ha=a-。 隨著ph值增大，ha在此點呈下降趨勢，a-在此點呈上升趨勢，ha和a-的變化率相等。一元酸（堿）型體分布圖以ph=pka 為分界點，分為共軛酸（ha）型體主要存在區（ph pka）。2、多元弱酸(堿)溶液中各種型體的分布 從多元酸(堿)型體分布圖，可直觀地了解酸堿型體分布的特點。上圖為二元弱酸碳酸各型體分布圖，多元酸某一共軛酸堿對，最本質聯系是其相對應的酸(或堿)離解常數。現以二元酸h2a的酸堿型體分布圖討論多元酸堿型體分布的特點。 碳酸與碳酸氫根、碳酸氫根與碳酸根兩對共軛酸堿對的交點處正是ph=pka1=6.38, ph=pka2=10.25處,這兩個交點處相對應的共軛

33、酸與堿的分布分數相等,如果ph pka,則以共軛堿為主.又如磷酸溶液中各型體的分布:二、酸堿溶液ph的計算（一）質子條件式酸堿反應達平衡時，酸給出的質子數必須等于堿得到的質子數，得失質子的物質的量相等的關系式稱為質子條件式。一般將原始的酸堿組分，即與質子轉移直接相關的溶質和溶劑，作為質子參考水準又稱零水準，然后與零水準相比較，少了質子的就是失質子產物，多了質子的就是得質子產物。如磷酸溶液的質子條件式pbe為：（二）酸堿溶液中氫離子濃度的計算1、強酸（堿）溶液中濃度的計算設hx為強酸，濃度為cmol/l,則pbe為： .例3-4（p68）2、一元弱酸（堿）溶液中濃度的計算設hb為一元弱酸，濃度為

34、cmol/l，離解常數為kapbe為:當時，則可忽略 當時，則 例3-5 （p70）3、多元弱酸溶液中濃度的計算（）pbe為： 當，可忽略當 可忽略二級離解則：例3-6（p72）4、兩性物質溶液中濃度的計算（）pbe為： 當 可忽略當 則例3-8 （p73）3-3 酸堿指示劑一、酸堿指示劑的作用原理 hin表示石蕊 hin + ka = ( )/hin 當c (hin) c (in-)時，溶液呈紅色，是酸性 當c (hin)106,兩個突躍能夠分開，可分步進行 終點觀察的不確定性為0.2ph單位; 觀察誤差在1%范圍內第i步判斷cspka10-10,突躍范圍足夠大，能夠準確滴定 第ii步/10

35、4,兩個突躍能夠分開，可分步進行3-5 水中堿度和酸度一、堿度 1、碳酸平衡 天然水中碳酸的來源主要有以下三個方面：空氣中的二氧化碳溶解于水中而產生；由于水中的水生動物和植物新陳代謝而產生；存在于水中以及土壤、淤泥中的有機物質被微生物分解而產生。 天然水中的碳酸以三種不同的化合態存在： 1)游離碳酸或游離二氧化碳。包括溶解的氣體co2和未離解的h2co3分子。習慣上，可將水中的co2當作碳酸的總量，因為在平衡時，99%是co2，只有1%是h2co3。 2)重碳酸鹽碳酸或重碳酸鹽co2。例如含于或中的co2，主要是以形式存在。 3)碳酸鹽碳酸或碳酸鹽co2。例如中性鹽碳酸鈣caco3，碳酸鎂mg

36、co3中的co2，主要是以形態而存在。碳酸類化合物是天然水中主要的雜質，是決定水中酸、堿度以及ph的主要因素，對水質有多方面的作用，這對于工業水處理中的軟化、除鹽以及循環冷卻水的防垢和防蝕處理，影響很大。因此，必須引起注意。 由于碳酸是二元弱酸，可以進行分級電離，各級的平衡反應式如下： co2 + h2o h2co3 + 2 + 從式中可知碳酸有三種存在形式：h2co3、及，達到平衡的狀態，將決定于水體中離子的濃度。當h+增加時，ph降低，反應向左進行，游離的碳酸h2co3（或co2）增多；當h+減少時，ph升高，反應向右進行，則、依次增多。 由圖可以看出，在低ph時，只有co2 + h2co3；在高ph時，只有；當ph在8.31左右時，占絕對優勢。因此，水中碳酸的平衡與ph有著密切的關系，在一定的ph條件下，三種碳酸存在形式將處于一定的平衡關系。 2、天然水中的堿度及其組成 堿度是指水中能與強酸進行中和反應的物質的含量。天然水中形成堿度的物質主要是碳酸鹽、重碳酸鹽和氫氧化物，此外還有磷酸和硅酸鹽等，但其含量很少，常忽略不計。根據產生堿度的成分，可以將堿度分為以下三種： 1)氫氧化物堿度 由于水中有氫氧根（）的存在而產生的堿度，一般在ph10時主要是。 2)