化學(xué)指標(biāo)的測(cè)定

1. pH

pH是一項(xiàng)重要的水質(zhì)指標(biāo)，它對(duì)化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)有著重大影響，在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中普

遍受到重視。天然水的pH多在6.8~8.5之間，工業(yè)廢水的pH因其含酸堿量不同而有較大差異，測(cè)定的方法有pH計(jì)法和pH試紙法。

(1) pH計(jì)法

此法是以飽和甘汞電極為參比電極，以玻璃電極為指示電極，與待測(cè)溶液(如水樣)組成電池。此電池的電動(dòng)勢(shì)符合能斯特方程，電池的電動(dòng)勢(shì)E與試液的pH存在線性關(guān)系。因此可以通過(guò)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)來(lái)確定被測(cè)試液的pH。實(shí)際測(cè)定時(shí)以pH緩沖溶液對(duì)儀器校正定位，然后在測(cè)定試液時(shí)直接讀取pH值。

pH計(jì)帶有溫度補(bǔ)償裝置，以校正溫度對(duì)電極的影響。在測(cè)定pH> 10時(shí)產(chǎn)生“鈉差”,使讀數(shù)偏低?？朔扳c差”的方法是采用低鈉差玻璃電極，或用與水樣的pH值相近的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液對(duì)儀器進(jìn)行校正。

(2) pH試紙法

pH試紙利用酸堿指示劑在不同pH值表現(xiàn)出不同顏色的原理制成。測(cè)定時(shí)將pH試紙沾上水樣，觀察試紙顏色的變化，與標(biāo)準(zhǔn)色列進(jìn)行比較，確定水樣pH值。pH試紙法測(cè)定快速、簡(jiǎn)便，但測(cè)定結(jié)果較為粗略，準(zhǔn)確度差。

2. 氧化還原電位En

天然水體中存在著無(wú)機(jī)、有機(jī)物質(zhì)和活的生物體，不斷進(jìn)行著多種復(fù)雜的化學(xué)和生物化學(xué)過(guò)程，其中氧化還原過(guò)程占有重要的地位。

水體中存在著的氧化還原體系，重要的有氧體系、鐵體系、錳體系、硫體系以及各種有機(jī)物體系(包括能起氧化還原反應(yīng)的有機(jī)酸類、酚類、醛類和糖類等化合物)。這些氧化還原體系中的物質(zhì)所處的狀態(tài)不同，決定了水體的氧化還原狀況。水體的氧化還原狀況，可用氧化還原電位來(lái)表達(dá)，它與三氮鹽的轉(zhuǎn)化以及有害物質(zhì)( 如硫化氫等)的產(chǎn)生，都有密切的關(guān)系。

測(cè)定表明，當(dāng)水體的氧化還原電位在-100mV時(shí)，就散發(fā)出惡臭。

原理：在既含氧化態(tài)又含還原態(tài)的某些物質(zhì)的溶液中，若插入像鉑一類的貴金屬電極,電極與溶液之間便產(chǎn)生電位差，該電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成電池時(shí)的電動(dòng)勢(shì)就是該電極的電位，稱為氧化還原電位，常用En表示。

En能反映水體的氧化還原狀態(tài)，是水體綜合指標(biāo)之一。

在實(shí)際測(cè)定中，以鉑電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，用毫伏計(jì)或pH計(jì)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)，儀器以標(biāo)準(zhǔn)電位溶液(如硫酸亞鐵銨硫酸高鐵銨溶液)校正。測(cè)得的電位值要換算成相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電位值。

換算方法:

當(dāng)鉑電極為正極時(shí)：

Eh= E測(cè)得值十E飽和甘汞(t℃)

當(dāng)鉑電極為負(fù)極時(shí)：

Eh= E飽和甘汞(t℃)- E測(cè)得值

3.堿度

水的堿度是指水的中和氫離子能力的量度，該指標(biāo)與水的緩沖能力有關(guān)。測(cè)定方法采用中和法，以強(qiáng)酸(如HCl)滴定水樣，甲基橙為指示劑，根據(jù)滴定到達(dá)終點(diǎn)時(shí)所消耗一定濃度的鹽酸體積，計(jì)算水樣的堿度，單位為mol/L。若以CaCO3的mg/L表示堿度，則可通過(guò)下式進(jìn)行換算:

4.硬度

水的硬度是水中鈣、鎂離子濃度的量度，測(cè)定方法常采用絡(luò)合滴定法，以乙二胺四乙酸(EDTA)作為滴定劑，鉻黑T為指示劑，滴定到水樣溶液的顏色由紅變藍(lán)為終點(diǎn)，根據(jù)消耗一定濃度EDTA的體積，計(jì)算水樣的硬度，以每升水樣消耗EDTA摩爾數(shù)(即水樣鈣、鎂離子的物質(zhì)的量濃度)表示硬度。工業(yè)上也常以相當(dāng)于多少CaCO3 (mg/L) 來(lái)表示硬度，它們的關(guān)系為：

還有一種常用的硬度單位是德國(guó)度，1德國(guó)度相當(dāng)于1L水中含有10mg CaO，因此：

1德國(guó)度=(10/56)mmol/L(式中56為CaO的相對(duì)分子質(zhì)量)。

硬度的測(cè)定也可采用原子吸收分光光度法，通過(guò)分別測(cè)定Ca、Mg離子濃度求得。