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1、河北大学环境化学实验讲义 化学与环境科学学院实验目录实验实验 名称学时 1大气中硫化氢含量的测定5 2大气中氮氧化合物的测定5 3废水化学需氧量的测定 6 4以硫酸铝赋 活的活性氧化铝饮 水除氟（选修）55天然水中Cr（III）的沉积曲线5 6Fenton 试剂 氧化法处理有机废水（选修）5 7对二甲苯、萘的辛醇一水分配系数的测定5 8底泥中腐殖质物质的提取和分离59土壤的阳离子交换量510底泥中铬的简单 状态鉴别 （选修）5实验一 大气中硫化氢含量的测定 实验目的 掌握亚甲基蓝分光光度法测定大气中硫化氢的测定原理和操作技 术。 实验原理 硫化氢被氢氧化镉聚乙烯醇磷酸铵溶液吸收，生成硫化镉胶状
2、 沉淀。聚乙烯醇磷酸铵能保护硫化镉胶体，使其隔绝空气和阳光， 以减少硫化物的氧化和光分解作用。在硫酸溶液中，硫离子与对氨 基二甲基苯胺溶液和三氯化铁溶液作用，生成亚甲基蓝，根据颜色 深浅，用分光光度法测定。反应式如下： 方法检出限为0.07g/10ml(按与吸光度0.01相对应的硫化氢浓度 计)，当采样体积为60L时，最低检出浓度为0.001mg/m3。 仪器及试剂 (1)气泡吸收管，容量10ml。 (2)具塞比色管，容量10ml。 (3)空气采样法，流量范围01L/min。 (4)分光光度计。 (5)吸收液：称取4.3g硫酸镉（3CdSO48H2O）、0.30g 氢氧化钠和l0.0g聚乙烯醇
3、磷酸铵，分别溶解于少量水后 ，将三种溶液混合在一起，强烈振强，混合均匀，用水 稀释至1000ml，此溶液为乳白色悬浮液。在冰箱可保存 一周。 (6)三氯化铁溶液：称取50g三氯化铁(FeCl36H2O)，溶 解于水中，稀释至50ml。 (7)磷酸氢二铵溶液：称取20g磷酸氢二铵 ，溶解于水中 ，稀释至50ml。 (8)碘酸钾溶液C( KIO3)=0.1000 mol/L：优级纯，105 110干燥2h，称取3.567g碘酸钾，溶解于水，移入 1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。 (9)硫代硫酸钠标准溶液 1)贮备液C(Na 2S2O3)=0.1000mol/L：称取25.0g硫代硫酸钠
4、(Na 2S2O3 5H20)，溶解于1000ml新煮沸并已冷却的水中，加0.20g无水碳酸钠，贮于棕色细口瓶中，放置一周后标定其浓度。若溶液呈现挥 浊时，应该过滤。 标定方法：吸取0.1000mol/L碘酸钾溶液10.00ml，置于250ml碘量 瓶中，加80ml新煮沸并已冷却的水，和1.2g碘化钾，振摇至完全溶解 后，加(1+9)盐酸溶液l0ml或(1+9)磷酸溶液57ml，立即盖好瓶塞， 摇匀。于暗处放置5min后，用0.10mol/L硫代硫酸钠贮备溶液滴定至 淡黄色，加淀粉溶液2ml，继续滴定至蓝色刚好褪去。记录消耗体积 (V)，按下式计算浓度： C(Na 2S2O3)= 式中 C(N
5、a 2S2O3)硫代硫酸纳贮备溶液的浓度(mo1L)； V一滴定消耗硫代硫酸钠溶液体积(ml)； 平行滴定所用去的硫代硫酸钠溶液体积之差不超过0.05ml。 2)使用液C(Na 2S2O3 )0.0100mol/L：取标容后的0.1000mol/L硫代 硫酸钠贮备溶液(配制及标定方法见本章实验一)50ml，置于500ml容 量瓶中，用新煮沸并已冷却的水稀释至标线，摇匀，贮于棕色细口瓶 中。 (10)碘溶液 1)贮备液C( I2)=0. l0mol/L：称取12.7g碘(I2)于烧杯中， 加入40g碘化钾和25ml水，搅拌至完全溶解后，用水稀 释。 2)使用液C( I2)=0.0 l0mol/L
6、：量取碘贮备液50ml，用水 稀释至500 ml，贮于棕色细口瓶中。 (11)淀粉溶液：称取0.5g可溶性淀粉，用少量水调成糊 状物，搅拌下倒入l00ml沸水中，煮沸直至溶液澄清，冷 却后贮于细口瓶中 (12)乙酸锌溶液：称取0.20g乙酸锌溶解于200ml水中。 (13) (1 1)盐酸溶液 (14)对氨基二甲基苯胺溶液 1)贮备液：量取浓硫酸25. 0ml边搅拌边倒入15. 0ml水 中，待冷。称取6.0g对氨基二甲基苯胺盐酸盐 2HCl溶 解于上述硫酸溶液中，在冰箱中可长期保存。 2)使用液：吸取2.5ml贮备液，用1 1硫酸溶液稀 释至100ml。 3)混合显色剂。临用时，按1.00m
7、l对氨基二甲基苯胺使 用液和l滴(约0.04ml)三氯化铁溶液的比例相混合。若溶 液呈现混浊，应弃去，重新配制。 (13)硫化氢标准溶液 1)制备：按图示连接，从第一个瓶通入高纯氮气，吹气5min后，将 0.25g硫化钠(Na2S 9H20晶体)投入第一个瓶中，迅速盖塞，逐个 鼓泡通氮气约5min，待第三个瓶的溶液呈微浑浊(生成硫化锌胶体 溶液)，停止通气，该溶液经中速定量滤纸过滤后标定。此硫化锌 胶体溶液贮于冷暗处可稳定37天。 2)标定：吸取0.010 mol/L碘溶液20.00ml于250ml碘量瓶中，加水 90ml、(1+1)盐酸溶液1.0ml和制得的硫化锌胶体溶液10.00ml，摇
8、匀，放暗处3min，用0.0100mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定淡黄色 ，加新配制的0.5%淀粉溶液20ml，继续滴定至蓝色刚消失，1min 内不变蓝为终点。记录消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积(V1)。 另取水10ml，同法作空白滴定，记录消耗硫代硫酸钠标准溶液的 体积(V0)。 硫化氢（H2Smg/ml）= 式中 C(Na2S2O3)硫代硫酸钠标准溶液的浓度(mol/L)； V0 、V1分别滴定空白溶液、硫化锌胶体溶液消耗的硫代硫酸钠 标准溶液体积 (ml)； 10.00滴定时所取硫化锌胶体溶液体积(ml)； 17.0硫化氢( H2S)的摩尔质量(g/mol)。 实验步骤 1采样 吸取摇匀后
9、的吸收液体10ml于气泡吸收管中，以1.0L/min的流量 ，避光采样60min，样品带回实验室分析。 2标准曲线的绘制 取7支10ml具塞比色管，按下表配制标准色列。 硫化氢标准色列 向各管加入混合显色剂1.00ml，立即加盖，倒转缓慢混匀，放置30min。 加1滴磷酸氢二铵溶液，以排除三价铁离子的颜色，混匀。在波长665nm处 ，用2cm比色皿，以水为参比，测定吸光度。以吸光度对硫化氢含量(g) ，绘制标准曲线。 3样品测定 采样后，加入吸收液使样品溶液体积为10.00ml，以下步骤 同标推曲线的绘制。 管号 0 1 2 3 4 5 6 吸收液（ml） 10.00 9.90 9.80 9.
10、60 9.40 9.20 9.00 标准溶液（ml） 0 0.10 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 硫化氢含量（g ）0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 管号 0 1 2 3 4 5 6 吸收液（ ml） 10. 0 09. 9 09. 8 09. 6 09. 4 09. 2 09. 0 0标准溶液 （ml ） 0 0. 1 00. 2 00. 4 00. 6 00. 8 01. 0 0硫化氢含 量（ g）0 0. 51. 02. 03. 04. 05. 0吸光度 数据记录及处理 1标准曲线 硫化氢含量与吸光度的标准曲线为： 2水样测定 测量吸光度： 测量溶液
11、硫化氢含量： 水样硫化氢含量： 注意事项 (1)显色过程中，显色剂加入后，要迅速加盖轻轻转动混匀，避免强 烈振摇。 (2)硫化物易被氧化，在日光照射下会加速氧化，故在采样，样品运 输及保存过程中应避光。采样后，应尽快测定，以减少硫化物的氧 化损失。 (3)二氧化硫浓度在0.8mg/m3以下，氮氧化物浓度在0.08mgm3 以下对硫化氢测定不干扰。 (4)本实验采用气泡式收管采样，避免使用多孔玻板吸收管，以防硫 化氢氧化。 (5)硫化钠(Na2S9H2O)为强还原剂，易被空气氧化，生成S、 SO32-、S2O32-、SO42-等。在用碘量法标定硫化钠溶液时， SO32-和S2O32-离子也能与碘
12、(I2)反应，使标定出的硫化氢浓度数 值偏高；用于绘制标准曲线时，则斜率偏低。硫化钠试剂中的微量 金属杂质(如Fe3+离子)，对S2+离子的氧化起催化作用，故硫化钠 溶液很不稳定，浓度衰减较快。 本实验中，用盐酸与硫化钠作用，生成硫化氢(H2S)二氧化硫 (SO2)气体，二氧化硫在水中溶解度大，故在第二个瓶中即被吸收 。在常温下，硫化氢饱和溶液的浓度为0.1mol/L。进入第三瓶的是 较纯净的硫化氢气体，与乙酸锌溶液反应生成均匀的硫化锌胶体溶 液，浓度稳定，标定后用于绘制标准曲线，重复性及再现性好。其 斜率与用硫化氢标准气体绘制标准曲线时接近，准确度较高。标准 曲线的斜率为0.1470.155
13、吸光度(gH2S11L)。 (6)测定样品与绘制标准曲线时温度之差应不超过2。 (7)显色后溶液颜色可稳定814小时。 实验二 大气中氮氧化合物的测定实验目的 掌握盐酸萘乙二胺分光光度法测定大气中氮氧化物(NO2 和NO)浓度的分析原理及可见分光 光度计的操作技术。 实验原理 大气中氮氧化物包括一氧化氮及二氧化氮等。在测定氮 氧化物时，先用三氧化铬氧化管将一氧化氮氧化成二氧 化氮。二氧化氮被吸收液吸收后，生成亚硝酸和硝酸。 其中亚硝酸与对氨基苯磺酸起重氮化上应，再与盐酸萘 乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，根据颜色深浅， 在540nm处进行光度测定。 该方法检出限为0.05g/5mL(按与吸光
14、度0.01 相对应的 亚硝酸根含量计)，当采样体积为6L时，氮氧化物(以二 氧化氮计)的最低检出浓度为0.01 mg/m3。 仪器及试剂 (1) 多孔玻板吸收管10mL。 (2) 双球玻璃管。 (3) 空气采样器 流量范围01L/min。 (4) 可见分光光度计。 (5)吸收原液 称取5.0g对氨基苯磺酸，通过玻璃小漏斗直接加入 1000mL容量瓶中，再加入50mL冰乙酸 和900mL 水的混合溶液，盖塞振摇使其溶解，待对氨基 苯磺酸完全溶解后，加入0050g 盐酸 萘乙二胺溶解后，用水稀释至标线。此为吸收原液，贮 于棕色瓶中，在冰箱中可保存两个月。保 存时，可用聚四氟乙烯生胶带封住瓶口，以防
15、止空气与 吸收液接触。 (6)采样用吸收液 按4 份吸收原液和1份水的比例混合。（7）三氧化铬-砂子氧化管 筛取2040目海砂(或河砂)，用(1+2)盐酸溶液浸泡，用水洗至中性， 烘干。把三氧化铬及海 砂(或河砂)按重量比1：20 混合，加少量水调匀，放在红外坷下或烘 箱里105烘干，烘干过程 中应搅拌几次。制备好的三氧化铬-砂子，应是松散的，若是粘在一 起，说明氧化铬比例太大， 可适当增加一些砂子，重新制备。 将三氧化铬-石英砂(约8g)装入双球玻璃管，两端用少量脱脂棉塞好 ，用塑料管制的小帽将 氧化管两端盖紧。使用时氧化管与吸收管之间用一小段乳胶管连接 ，采集的气体尽可能少与乳胶 管接触，以防氮氧化物被吸附。 （8）亚硝酸钠标准贮备液 称取0.1500g 粒状亚硝酸钠(预先在干燥器内放置24h 以上)溶解于水 ，移入1000mL(容量瓶中用水稀释至标线。此溶液每毫升含100.0g NO2-，贮于棕色瓶保存在冰暗中，可稳定3 个月。 （9）亚硝酸钠标准溶液。 临用前，吸取贮备液5.00mL于100mL容量瓶中，用水稀释至标线。 此溶液每毫升含5.0g亚硝酸根(NO2-)。实验步骤 1采样 将5.00mL
