水质分析基础课件

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1、* *主讲人：主讲人：李慎新李慎新电电电电 话话话话: : 67105水水分析化学分析化学水质分析基础第第第第4 4 4 4章章章章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法氧化还原滴定法氧化还原滴定法第第第第2 2 2 2章章章章 酸碱滴定法酸碱滴定法酸碱滴定法酸碱滴定法第第第第3 3 3 3章章章章 配位滴定法配位滴定法配位滴定法配位滴定法第第第第5 5 5 5章章章章 沉淀滴定法沉淀滴定法沉淀滴定法沉淀滴定法第第第第8 8 8 8章章章章 电位分析法及电导分析法电位分析法及电导分析法电位分析法及电导分析法电位分析法及电导分析法第第第第9 9 9 9章章章章 气相色谱法气相色谱法气相色谱法气相色谱法第

2、第第第6 6 6 6章章章章 吸光光度法吸光光度法吸光光度法吸光光度法第第第第7 7 7 7章章章章 原子吸收光谱法原子吸收光谱法原子吸收光谱法原子吸收光谱法 第第第第1 1 1 1章章章章 天然水的水质及水质分析基础天然水的水质及水质分析基础天然水的水质及水质分析基础天然水的水质及水质分析基础目目目目 录录录录* * 2 2水质分析基础第4章 氧化还原滴定法4学时第2章 酸碱滴定法 6学时第3章 配位滴定法 6学时第5章 沉淀滴定法2学时第8章 电位分析法 2学时第9章 气相色谱法 2学时第6章 吸光光度法 2学时第7章 原子吸收光谱法 2学时第1章 水质分析基础 4学时学时分配学时分配*

3、* 3 3理论部分：理论部分：30学时学时水质分析基础l随着社会发展，人们生活品位越来越高，各行各业科技含量越来越高。l举例说明：例1“布料怎样？”(是全棉吗？是真丝吗？)布料布料感感官官检检验验棉柔软，吸湿易燃，烧纸味，灰散碎丝柔软，光泽卷缩，臭味，灰颗粒合成纤维弹性，耐热卷缩，冒黑烟，灰小球水质分析基础l例2“碘盐如何？”(含不含？含多少？)lIO3-+5I-+6H+3I2+3H2Ol用KI淀粉试纸检验(含不含碘)。l用仪器分析测定碘的含量。l例3：“这套新装修房子能住吗？”(指甲醛含量)l可用银镜反应或与新配制Cu(OH)2作用来检验。l用仪器分析测定甲醛含量。水质分析基础课程概述及参考

4、书课程概述及参考书课程概述及参考书课程概述及参考书 天天然然水水是是一一个个复复杂杂的的体体系系，水水质质是是水水及及其其杂杂质质共共同同表表现现出出的的综综合合特特性性。水水能能否否利利用用以以及及污污染染的的程程度度，通通过过水水质质分分析析才才能能作作出判断。出判断。 水分析化学水分析化学: :研究水及其杂质研究水及其杂质的性质和测量方法的一门学科。的性质和测量方法的一门学科。 作用：作用：在水环境污染治理与水资源规在水环境污染治理与水资源规划、评价中起着划、评价中起着“眼睛眼睛”和和“哨兵哨兵”的作的作用。用。 6 6* *水质分析基础课程概述及参考书课程概述及参考书课程概述及参考书课

5、程概述及参考书 课程性质与任务课程性质与任务 7 7* * 水分析化学水分析化学是研究水及水中污染物是研究水及水中污染物的组成、性质、含量和分析方法的一门的组成、性质、含量和分析方法的一门学科。水分析化学是给水排水工程专业学科。水分析化学是给水排水工程专业的重要的重要专业技术基础课专业技术基础课、必修课，主要、必修课，主要培养学生的水质工程分析技能，为学习培养学生的水质工程分析技能，为学习专业课打下坚实的基础。专业课打下坚实的基础。水质分析基础 基本要求基本要求 8 8* * 水分析化学是研究水中杂质及变化规律的重水分析化学是研究水中杂质及变化规律的重要学科。要学科。掌握掌握四大滴定方法四大滴

6、定方法( (酸碱、配位、沉淀和酸碱、配位、沉淀和氧化还滴定法氧化还滴定法) )和主要的仪器分析方法和主要的仪器分析方法( (吸收光谱吸收光谱 法、电位分析法、原子吸收法及色谱法等法、电位分析法、原子吸收法及色谱法等) )的基本的基本原理、基本知识、基本概念和基本技能，原理、基本知识、基本概念和基本技能，掌握掌握水水质分析的基本操作，培养严谨的科学态度，树立质分析的基本操作，培养严谨的科学态度，树立准确准确“量量”的理念，初步具备数据评价能力、具的理念，初步具备数据评价能力、具备查阅文献、选择分析方法、拟订实验方案的能备查阅文献、选择分析方法、拟订实验方案的能力，培养观察、分析和解决实际问题的能

7、力。力，培养观察、分析和解决实际问题的能力。水质分析基础课程概述及参考书课程概述及参考书课程概述及参考书课程概述及参考书 水分析化学的特点水分析化学的特点 9 9* * (1) (1) 突出突出“量量”的概念：如测定的数据不可随意取舍；的概念：如测定的数据不可随意取舍；数据准确度、偏差大小与采用的分析方法有关。数据准确度、偏差大小与采用的分析方法有关。 (2) (2)分析试样分析试样( (水样水样) )是一个获取信息、提供可靠数据的是一个获取信息、提供可靠数据的过程。过程。 (3) (3) 实验性强：强调动手能力、培养实验操作技能，实验性强：强调动手能力、培养实验操作技能，提高分析解决实际问题

8、的能力。提高分析解决实际问题的能力。 (4) (4)综合性强：涉及化学、生物、电学、光学、计算机综合性强：涉及化学、生物、电学、光学、计算机等等, ,体现能力与素质。体现能力与素质。水质分析基础 1010* *基本原理基本原理基本理论基本理论基本知识基本知识基本概念基本概念基本操作基本操作基本技能基本技能注重培养严谨的科学态度注重培养严谨的科学态度培养独立分析和解决水质培养独立分析和解决水质分析中实际问题的能力分析中实际问题的能力强化并树立准确强化并树立准确“量量”的观的观念念掌握掌握6个基本点个基本点注重注重2个培养个培养树立树立1个个“量量”概念概念水质分析基础 1111* * 水分析化学

9、是一门从实践中来到实水分析化学是一门从实践中来到实践中去的学科。以解决水中的实际问题践中去的学科。以解决水中的实际问题为目的。学习水分析化学好比射击，只为目的。学习水分析化学好比射击，只会把枪打响而打不准是毫无用处的。学会把枪打响而打不准是毫无用处的。学习时要牢固树立准确习时要牢固树立准确“量量”的概念。的概念。如何学习水质分析化学水质分析基础第第第第1 1章章章章 天然水的水质及水质分析基础天然水的水质及水质分析基础天然水的水质及水质分析基础天然水的水质及水质分析基础1.1天然水的水质天然水的水质1.3水质分析指标和水质标准水质分析指标和水质标准1.4水质分析程序水质分析程序1.2水质分析方

10、法与计算水质分析方法与计算1.5误差与数据处理误差与数据处理* * 1212返回返回水质分析基础1.11.1天然水的水质天然水的水质天然水的水质天然水的水质比热大比热大(4.186(4.186kJkJ. .kgkg-1.-1.-1-1) )热稳定性高热稳定性高(2000(2000分解不足分解不足2%)2%)温度体积效应异常温度体积效应异常表面张力大表面张力大溶解能力强溶解能力强* * 1313一一.水的五大特性和杂质水的五大特性和杂质返回返回1 1、五大特性：、五大特性：水质分析基础按粒径分按粒径分悬浮物质悬浮物质(粒径：粒径：10-4mm)溶解物质溶解物质(粒径：粒径：10-6mm)按性质分

11、：无机物、有机物、微生物按性质分：无机物、有机物、微生物胶体物质胶体物质(粒径：粒径：10-410-6mm)2 2、杂质：、杂质：水质分析基础盐类盐类溶解溶解物质物质气体：气体：O2、CO2、N2、H2S有机物：有机物：COD、BOD、TOC、TOD工程应用：工程应用：过滤、过滤、 混凝过滤、混凝过滤、软化、软化、除盐除盐反渗透离子交换电渗析阳离子：阳离子：阴离子：阴离子：* * 1515Ca2+、Mg2+、Na+、K+HCO3-、SO42-、Cl-、CO32-返回返回水质分析基础饮用水饮用水自来水自来水纯净水纯净水矿泉水矿泉水(长期饮用降低免疫力)(有条件不妨常喝)(当天烧开当天喝)特点：特

12、点：纯净水：纯净水：无细菌、无病毒、干净卫生，大量饮用会带走人体有用的微量元素，增加钙的流失，易产生疾病。矿泉水：矿泉水：含多种矿物质和微量元素含多种矿物质和微量元素(Li、Sr、CO2等等)，pH:78与人体液相吻合，有利于维持酸碱与人体液相吻合，有利于维持酸碱平衡，促进新陈代谢。平衡，促进新陈代谢。自来水：自来水：营养成分不如矿泉水，基本能满足人营养成分不如矿泉水，基本能满足人体所需，存放会使细菌增加。体所需，存放会使细菌增加。* * 1616返回返回3 3、几种常见的饮用水：、几种常见的饮用水：水质分析基础 矿化度矿化度(含盐量、总溶解固形物、电导率含盐量、总溶解固形物、电导率s/cm)

13、 溶解氧（溶解氧（DO） 游离游离CO2、侵蚀侵蚀CO2： 酸雨酸雨:pH5.65形成与危害：煤和石油燃烧产生形成与危害：煤和石油燃烧产生SO2、NOx与水蒸汽与水蒸汽形成形成H2SO4、HNO3。* * 1717二二.几个概念几个概念CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2游离分子状态存在于水中，与水层深游离分子状态存在于水中，与水层深度成反度成反比，随温度升高而降低，随压力升高而升高。比，随温度升高而降低，随压力升高而升高。返回返回水质分析基础 水体自净：水体自净：水体中的微生物氧化分解有机物，水体中的微生物氧化分解有机物，使其浓度降低，水体得以净化。使其浓度降低，水体得以净化。 需氧

14、有机物需氧有机物化学需氧量化学需氧量COD(以以O2mg/L计计)生化需氧量生化需氧量BOD总有机碳总有机碳TOC总需氧量总需氧量TOD* * 1818 水中无机污染物：水中无机污染物：Hg、Cr、Cd、Pb、As返回返回水质分析基础1.任务定性分析定量分析结构分析2.对象无机分析有机分析3.原理化学分析仪器分析4.试样用量l常量分析半微量分析微量分析超微量分析1001000mg101000.1100.110100mL1100.0111%l微量成分分析0.011%l痕量成分分析99.9%)；反应速度快；反应速度快；无副反应；无副反应；有适当的方法有适当的方法确定化学计量点确定化学计量点返回返回

15、水质分析基础(Water Quality Index and Water Quality Standard )一、水质指标水质指标l定定义义：表示水中杂质的种类和数量，它是判断水污染程度的具体衡量尺度。l分类分类：物理指标(Physical)、化学指标(ChemicalIndex)、微生物指标(Micro-organismIndex)。l在水质标准中，生活饮用水标准常分为：感观性状（物理指标）和一般化学指标、毒理学指标、细菌学指标、放射性指标。1.1.33水质指标和水质标准水质指标和水质标准水质分析基础（一）、物理指标（一）、物理指标1 1、 水温，臭、味水温，臭、味lA、温度水体的物理性质与

16、水温有关。常用颠倒温度计（主表-235，分度值0.1，测水；辅表-2050，分度值0.5，测环境）。lB、臭： 臭阈值表示法：水样被稀释至刚刚可以闻出臭味的稀释倍数。它=（A+B）/A A、B分别为水样和无臭水的体积。无臭水常用自来水脱氯的方法制取，用3.5g/L硫代硫酸钠溶液1毫升可脱去1毫克余氯。 文字描述法：六等级记录法。水质分析基础 0级、无味、无任何气味； 1级、微弱、敏感者可觉察； 2级、弱 、一般饮用者刚刚觉察； 3级、明显、已能明显觉察，不加处理不能饮用； 4级、强 、有明显臭味； 5级、很强、强烈臭味。lC、味： 通常用无味、酸、甜、苦、咸来描述。水质分析基础2 2、 色度色

17、度l真色与表色； 真色是指除去悬浮物后的水的颜色，色度一般是指真色。l定量方法分为铂钴比色法和稀释倍数法。 铂钴比色法：规定每升水中含铂钴标准每含1mg铂和0.5mg钴产生的颜色深浅为1度。实践中常用重铬酸钾代替氯铂酸钾。 我国生活饮用水水质卫生规范规定生活饮用水色度不得高于15度。水质分析基础3 3、 浊度：浊度： 浊度是指水中的悬浮及胶体杂质产生不透明的浑浊现象，这是一种光学效应，表现出光线透过水层时受阻的程度，与颗粒的数量、大小、形状有关。l 浊度的测定分为目视比色法、光度法和浊度仪法，而浊度仪法中又分为透过光或散射光浊度测定。 目视比色法中规定1L水中含1mg一定粒度的硅藻土所产生的浊

18、度为1度，单位是“JTU”；而光度法和浊度仪法测定的单位是“NTU”，浊度仪法是用0.13mg/L的硅藻土用浊度仪测定时，规定其浊度为1度。水质分析基础4 4、透明度：、透明度：l 反映水样透明程度，常用厘米数表示。通常有铅字法和塞氏盘法。l铅字法：长330mm直径25mm的刻度玻璃圆筒，底部为带“E”印刷符号磨砂玻璃片。水深超过30cm仍可见“E”字的水样为透明水样；l塞氏盘法：将直径20cm的白色铁圆板放入水中，到刚好不能见盘的白色时的深度（cm）即为水的透明度。水质分析基础5 5、 电导率：电导率：l 电极插入水中，距离1厘米，截面积1平方厘米的两个电极间所测得电阻倒数为该水样的电导率。

19、它反映了水样中离子成份的总浓度。6 6、 残渣：残渣：l总残渣（总固体）：水浴蒸干，103-105烘干称重。l总可滤残渣（可溶性固体）：将水通过0.45m膜过滤后的水样用水浴蒸干，103-105烘干称重。l总不可滤残渣（悬浮物，SS）：将水通过0.45m膜过滤后的过滤器上的固体物质用水浴蒸干，103-105烘干称重。总残渣=总可滤残渣+总不可滤残渣水质分析基础（二）化学指标（二）化学指标 是以水中存在的具体化学物质及浓度为检测目标的水质指标，分为有机物和无机物。l 主要离子组成：钙离子、镁离子、钠离子、钾离子、碳酸氢根、硫酸根、氯离子、硅酸根。l 化学指标主要有pH、酸度、碱度、硬度、氯化物、

20、硫酸盐、氟化物、总含盐量、重金属、DO、高锰酸钾指数、COD、BOD、TOC、TOD等。水质分析基础（三）微生物指标（三）微生物指标l以微生物的种类和数量作为判断污染程度的指标，包括细菌总数、大肠菌群、游离性余氯和新增加的粪大肠菌群等。水质分析基础二、二、水质标准水质标准l定义：是表示生活饮用水等各种用途的水中污染物质的最高容许浓度或限量阈值的具体限制和要求。l意义：水质标准是水的物理、化学和生物学的质量标准。水质分析基础三、三、21世纪水质新标准世纪水质新标准水质标准主要分为：地表水质量标准、地下水质量标准、城市供水质量标准、生活饮用水质量标准、农田灌溉水质标准和污水排放标准。l其 中 生

21、活 饮 用 水 水 质 卫 生 规 范 GB5749-2006从2007年7月1日起指标总数由35项上升为106项。增加了耗氧量指标、粪大肠菌群指标、浊度由3度降为1度等，其中大幅度增加了有机物的检测指标。水质分析基础 3636* *取样取样( (有代表性有代表性) )采样容器的选择和洗涤采样容器的选择和洗涤 试样的保存和预处理试样的保存和预处理 分析方法的选择和测定分析方法的选择和测定分析结果的计算和数据处理及评价分析结果的计算和数据处理及评价1.1.44水质分析程序水质分析程序水质分析基础 水样的预处理水样的预处理（1 1） 过滤过滤: :水样浊度较高或带有明显的颜色可水样浊度较高或带有明

22、显的颜色可影响分析结果影响分析结果, ,可采用澄清、离心、过滤等措可采用澄清、离心、过滤等措施以除去残渣及细菌或藻类。施以除去残渣及细菌或藻类。 阻留不可滤残渣的能力大小顺序为：阻留不可滤残渣的能力大小顺序为： 滤膜滤膜离心离心滤纸滤纸砂芯漏斗。砂芯漏斗。（2 2） 浓缩浓缩: :低含量组分低含量组分, ,可通过蒸发、溶剂萃取可通过蒸发、溶剂萃取或离子交换等措施浓缩后再进行分析。例如饮或离子交换等措施浓缩后再进行分析。例如饮用水中氯仿的测定，采用正己烷用水中氯仿的测定，采用正己烷/ /乙醚溶剂萃乙醚溶剂萃取浓缩后取浓缩后, ,再用气相色谱法测定。再用气相色谱法测定。水质分析基础（3 3） 蒸馏

23、蒸馏: :利用水中各污染组分具有不同的沸利用水中各污染组分具有不同的沸点而使其彼此分离的方法。如测定水样中挥点而使其彼此分离的方法。如测定水样中挥发酚、氰化物、氟化物时，均需要在酸性介发酚、氰化物、氟化物时，均需要在酸性介质中进行预蒸馏分离。质中进行预蒸馏分离。水质分析基础消解的目的是破坏有机物、溶解悬浮物，将各消解的目的是破坏有机物、溶解悬浮物，将各种价态的欲测元素氧化成单一的高价态或转变成易种价态的欲测元素氧化成单一的高价态或转变成易于分离的无机化合物，以便测定。消化后的水样应于分离的无机化合物，以便测定。消化后的水样应清澈、透明、无沉淀。清澈、透明、无沉淀。（4）消解消解酸式消解：当水样

24、中同时存在无机结合态和有机结酸式消解：当水样中同时存在无机结合态和有机结合态金属，可加合态金属，可加H2SO4HNO3或或HCl,HNO3HClO4等，经过强烈的化学消解作用，破坏有机物，等，经过强烈的化学消解作用，破坏有机物，使金属离子释放出来，再进行测定。使金属离子释放出来，再进行测定。水质分析基础干式消解：通过高温灼烧去除有机物后，将干式消解：通过高温灼烧去除有机物后，将灼烧后残渣（灰分）用灼烧后残渣（灰分）用2 2HNOHNO3 3溶解。溶解。 高温易挥发损失的高温易挥发损失的AsAs、HgHg、CdCd、SeSe、SnSn等等元素，不宜用此法消解。元素，不宜用此法消解。在样品预处理中

25、使用的试剂应要求纯度高，在样品预处理中使用的试剂应要求纯度高，空白值低。空白值低。 水质分析基础 水质分析结果的表示方法水质分析结果的表示方法（1 1）物质的量浓度（摩尔浓度）物质的量浓度（摩尔浓度) )： mol/L/L、 mmol/L/L、umol/L/L（2 2）g/mL(ppm) g/mL(ppm) ug/L (ppb)g/L (ppb) 1ppm=1ppm=百万分之一百万分之一;1/10;1/106 6 1ppb=1ppb=十亿分之一十亿分之一.1/10.1/109 9 1mg/L=1g/mL=1ppm 1mg/L=1g/mL=1ppm 1 1ug/L=1ppbg/L=1ppb（3

26、3）百分浓度）百分浓度(%)(%) (4) (4) 其它其它, ,如如“度度”、“NTU”NTU”等等水质分析基础 4242* *一一.误差的概念误差的概念二二.有效数字及其运算规则有效数字及其运算规则三三.回归分析法回归分析法1.1.55水质分析的误差与数据处理水质分析的误差与数据处理水质分析的误差与数据处理水质分析的误差与数据处理返回返回水质分析基础 4343* *一一. .误差的概念误差的概念1准确度和误差准确度和误差l l 真值真值（xT）:某一物理量本身具有的客观存某一物理量本身具有的客观存在的真实数值，即为该量的真值。在的真实数值，即为该量的真值。 理论真值理论真值：如某化合物的理

27、论组成等。计：如某化合物的理论组成等。计量学约定真值：国际计量大会上确定的长度、量学约定真值：国际计量大会上确定的长度、质量、物质的量单位等。质量、物质的量单位等。返回返回水质分析基础相相对对真真值值:认认定定精精度度高高一一个个数数量量级级的的测测定定值值作作为为低低一一级级的的测测量量值值的的真真值值。例例如如科科研研中中使使用用的的标标准准样样品品及及管管理理样样品品中中组分的含量等。组分的含量等。l平均值平均值:n 次测量值的算术平均值虽不是真次测量值的算术平均值虽不是真值，但比单次测量结果更接近真值，它表示值，但比单次测量结果更接近真值，它表示一组测定数据的集中趋势。一组测定数据的集

28、中趋势。 水质分析基础 4545* *l中位数中位数(xM):一组测量数据按大小顺序排列，中一组测量数据按大小顺序排列，中间一个数据即为中位数间一个数据即为中位数x，当测量值的个数为偶数，当测量值的个数为偶数时，中位数为中间相临两个测量值的平均值。时，中位数为中间相临两个测量值的平均值。优点优点:能简单直观说明一组测量数据的结果，且不受两能简单直观说明一组测量数据的结果，且不受两端具有过大误差数据的影响；端具有过大误差数据的影响；缺点缺点:不能充分利用不能充分利用数据，因而不如平均值准确。数据，因而不如平均值准确。续前续前返回返回l l 准确度准确度:指测量值与真值之间接近的程度，其指测量值与

29、真值之间接近的程度，其好坏用误差来衡量。好坏用误差来衡量。水质分析基础 4646* *误差误差:测量值测量值(x)与真值与真值(xT)之间的差值之间的差值(E)绝对误差绝对误差:测量值与真值测量值与真值(xT)之差。之差。 在实际分析中，待测组分含量越高，相对误在实际分析中，待测组分含量越高，相对误差要求越小；待测组分含量越低，相对误差要求差要求越小；待测组分含量越低，相对误差要求较大。较大。相对误差相对误差:续前续前Er =100%x返回返回E =xxE水质分析基础 4747* *例例：用用分分析析天天平平称称样样，一一份份0.2034克克，一一份份0.0020克克，称称量量的的绝绝对对误误

30、差差均均为为+0.0002克克，问问两两次称量的次称量的Er%？解：解：第一份试样第一份试样:第二份试样第二份试样:续前续前返回返回水质分析基础 48482 精密度和偏差精密度和偏差 精密度：精密度： 用用相相同同的的方方法法对对同同一一个个试试样样平平行行测测定定多多次次，得得到到结结果果的相互接近程度。以的相互接近程度。以偏差偏差来衡量其好坏。来衡量其好坏。 重重复复性性：同同一一分分析析人人员员在在同同一一条条件件下下所所得得分分析析结结果果的的精密度。精密度。 再再现现性性：不不同同分分析析人人员员或或不不同同实实验验室室之之间间各各自自的的条条件件下所得分析结果得精密度。下所得分析结

31、果得精密度。返回返回水质分析基础 4949* * 偏差：偏差： 一组数据中个别测量值与平均值之间的差值，一组数据中个别测量值与平均值之间的差值，一组数据分析结果的精密度可以用一组数据分析结果的精密度可以用平均偏差平均偏差和和标准偏差标准偏差来表示。来表示。续前续前 平均偏差平均偏差: 绝对偏差绝对偏差：返回返回水质分析基础 5050* * 相对平均偏差相对平均偏差续前续前 标准偏差标准偏差 相对标准偏差相对标准偏差RSD(又称变异系数又称变异系数CV)返回返回水质分析基础 5151* * 偏差和标准偏差关系偏差和标准偏差关系第一组第一组10.02，10.02，9.98,9.98第二组第二组10

32、.01,10.01,10.02,9.96第三组第三组10.02,10.02,9.98,9.98,10.02,10.02,9.98,9.98平均值平均值=10.00=0.02 s=0.02 RSD=0.2%RSD=0.27%RSD=0.21%平均值平均值=10.00=0.02 s=0.027平均值平均值=10.00=0.02 s=0.021返回返回例如：求下列三组数据的例如：求下列三组数据的 和和s水质分析基础 5252* *3 准确度和精密度的关系准确度和精密度的关系返回返回水质分析基础 5353* *关系：关系： 精精密密度度是是保保证证准准确确度度的的先先决决条条件件。精精密密度度差差，所

33、所测测结结果果不不可可靠靠，就就失失去去了了衡衡量量准准确确度度的的前前提。提。 高的精密度不一定能保证高的准确度。高的精密度不一定能保证高的准确度。续前续前返回返回水质分析基础 5454* *4 误差的来源误差的来源(系统误差、偶然误差系统误差、偶然误差) 系系统统误误差差: 由由固固定定的的原原因因造造成成的的，使使测测定定结结果果系系统统偏偏高高或或偏偏低低，重重复复出出现现，其其大大小小可可测测，具具有有“单单向向性性”。可可用用校校正正法法消消除除。根根据据其其产产生生的的原原因分为以下因分为以下4种种。 方法误差方法误差：分析方法本身不完善而引起的。分析方法本身不完善而引起的。 仪

34、器和试剂误差仪器和试剂误差：仪器本身不够精确，试剂不纯仪器本身不够精确，试剂不纯引起误差。引起误差。返回返回水质分析基础 5555* * 随随机机误误差差: 由由一一些些随随机机偶偶然然原原因因造造成成的的、可可变变的的、无法避免，符合无法避免，符合“正态分布正态分布”。 过过失失误误差差(显显著著误误差差) :由由于于不不小小心心引引起起，例例如如运算和记录错误。运算和记录错误。续前续前操作误差操作误差：分析人员操作与正确操作差别引起的分析人员操作与正确操作差别引起的。返回返回水质分析基础 5656* *续前续前 在报告分析结果时，要报出该组数在报告分析结果时，要报出该组数据的集中趋势和精密

35、度：据的集中趋势和精密度： *平均值平均值x（数据集中趋势）数据集中趋势）*测量次数测量次数n（3至至4次）次）*RSD（RD）（精密度）精密度）返回返回水质分析基础 5757* *5 系统误差的检查方法系统误差的检查方法 标标准准样样品品对对照照试试验验法法：选选用用其其组组成成与与试试样样相相近近的的标标准准试试样样，或或用用纯纯物物质质配配成成的的试试液液按按同同样样的的方方法法进进行行分分析析对对照照。如如验验证证新新的的分分析析方方法法有有无无系系统统误误差差。若若分分析析结结果果总总是是偏偏高高或或偏偏低低，则则表表示方法有系统误差示方法有系统误差。返回返回 标准方法对照试验法：标

36、准方法对照试验法：选用国家规定的标准方选用国家规定的标准方法或公认的可靠分析方法对同一试样进行对照试法或公认的可靠分析方法对同一试样进行对照试验，如结果与所用的新方法结果比较一致，则新验，如结果与所用的新方法结果比较一致，则新方法无系统误差。方法无系统误差。水质分析基础 5858* *续前续前 标准加入法标准加入法(加入标准回收法加入标准回收法)：取两份等量试样，：取两份等量试样，在其中一份中加入已知量的待测组分并同时进行测在其中一份中加入已知量的待测组分并同时进行测定，由加入待测组分的量是否定量回收来定，由加入待测组分的量是否定量回收来判断有无判断有无系统误差系统误差。如下表所示。如下表所示

37、。返回返回 内检法：内检法：在生产单位，为定期检查分析人员是在生产单位，为定期检查分析人员是否存在操作误差或主观误差，在试样分析时，否存在操作误差或主观误差，在试样分析时，将一些已知准确浓度的试样（内部管理样）重将一些已知准确浓度的试样（内部管理样）重复安排在分析任务中进行对照分析，以检查分复安排在分析任务中进行对照分析，以检查分析人员有无操作误差。析人员有无操作误差。水质分析基础次数次数加标前加标前/(mg/L)加标量加标量/(mg/L)加标后加标后/(mg/L)回收率回收率/%10.000.200.19520.100.200.30530.200.200.41040.200.400.5955

38、0.150.300.45060.300.150.440平均加标回收率平均加标回收率/%:95.5 5959* *续前续前Fe光度法加标回收实验结果光度法加标回收实验结果返回返回97.5102.5105.098.8100.093.3水质分析基础 6060* *一一一一. . . .选择合适的分析方法选择合适的分析方法选择合适的分析方法选择合适的分析方法(1)根据试样的中待测组分的含量选择分析方法。高含量组根据试样的中待测组分的含量选择分析方法。高含量组分用滴定分析或重量分析法；低含量用仪器分析法。分用滴定分析或重量分析法；低含量用仪器分析法。(2)充分考虑试样中共存组分对测定的干扰，采用适当的掩

39、蔽充分考虑试样中共存组分对测定的干扰，采用适当的掩蔽或分离方法。或分离方法。(3)对于痕量组分，分析方法的灵敏度不能满足分析的要求，对于痕量组分，分析方法的灵敏度不能满足分析的要求，可先定量富集后再进行测定。可先定量富集后再进行测定。返回返回6 提高分析结果准确度的方法提高分析结果准确度的方法水质分析基础 6161* *二二二二. . . . 减小测量误差减小测量误差减小测量误差减小测量误差 称量：分析天平的称量误差为称量：分析天平的称量误差为0.0002g，为了使测量时的为了使测量时的相对误差在相对误差在0.1%以下，试样质量必须在以下，试样质量必须在0.2g以上。以上。 滴定管读数常有滴定

40、管读数常有0.0lml的误差，在一次滴定中，读数两的误差，在一次滴定中，读数两次，可能造成次，可能造成0.02ml的误差。为使测量时的相对误差小的误差。为使测量时的相对误差小于于0.1%，消耗滴定剂的体积必须在，消耗滴定剂的体积必须在20ml以上，最好使体以上，最好使体积在积在25ml左右，一般在左右，一般在20至至30ml之间。之间。 微量组分的光度测定中，可将称量的准确度提高约一个微量组分的光度测定中，可将称量的准确度提高约一个数量级数量级。返回返回水质分析基础 6262* *三三三三. . . . 减小随机误差减小随机误差减小随机误差减小随机误差在消除系统误差的前提下，平行测定次数愈多，

41、平在消除系统误差的前提下，平行测定次数愈多，平均值愈接近真实值。因此，增加测定次数，可以提高平均值愈接近真实值。因此，增加测定次数，可以提高平均值精密度。在化学分析中，对于同一试样，通常要求均值精密度。在化学分析中，对于同一试样，通常要求平行测定平行测定24次。次。返回返回水质分析基础 6363* *(1)对照试验对照试验(2)空白试验空白试验(3)校准仪器校准仪器(4)分析结果的校正分析结果的校正四四四四. .消除系统误差消除系统误差消除系统误差消除系统误差提高准确度的主要途径提高准确度的主要途径提高准确度的主要途径提高准确度的主要途径系统误差是由某种固定的原因造成的，因而找出这一原系统误差

42、是由某种固定的原因造成的，因而找出这一原因，就可以消除系统误差的来源。有下列几种方法：因，就可以消除系统误差的来源。有下列几种方法：返回返回水质分析基础 6464* *(1) 对照试验对照试验 与标准试样的标准结果进行对照与标准试样的标准结果进行对照;标准试样、管理样、合成样、加入回收法标准试样、管理样、合成样、加入回收法 与其它成熟的分析方法进行对照与其它成熟的分析方法进行对照;国家标准分析方法或公认的经典分析方法国家标准分析方法或公认的经典分析方法 由不同分析人员，不同实验室来进行对照试验。由不同分析人员，不同实验室来进行对照试验。内检、外检。内检、外检。续前续前返回返回水质分析基础 65

43、65* *(2) 空白试验空白试验空空白白试试验验：在在不不加加待待测测组组分分的的情情况况下下，按按照照试试样样分分析析同同样样的的操操作作手手续续和和条条件件进进行行试试验验，所所测测定定的的结结果果为为空空白白值值，从试样测定结果中扣除空白值，来校正分析结果。从试样测定结果中扣除空白值，来校正分析结果。消消除除由由试试剂剂、蒸蒸馏馏水水、实实验验器器皿皿和和环环境境带带入入的的杂杂质质引引起起的系统误差，但空白值不可太大。的系统误差，但空白值不可太大。续前续前返回返回水质分析基础 6666* *(3) 校准仪器校准仪器仪仪器器不不准准确确引引起起的的系系统统误误差差，通通过过校校准准仪仪

44、器器来来减减小小其其影影响响。例例如如砝砝码码、移移液液管管和和滴滴定定管管等等，在在精精确确的的分分析析中中，必须进行校准，并在计算结果时采用校正值。必须进行校准，并在计算结果时采用校正值。(4) 分析结果的校正分析结果的校正 校校正正分分析析过过程程的的方方法法误误差差，例例如如用用重重量量法法测测定定试试样样中中高高含含量量的的SiO2，因因硅硅酸酸盐盐沉沉淀淀不不完完全全而而使使测测定定结结果果偏偏低低，可用光度法测定滤液中少量的硅，而后将分析结果相加。可用光度法测定滤液中少量的硅，而后将分析结果相加。续前续前返回返回水质分析基础 6767* *7极差极差(R)和公差和公差 极极差差：

45、衡衡量量一一组组数数据据的的分分散散性性。一一组组测测量量数数据据中中最最大大值和最小值之差，也称全距或范围误差。值和最小值之差，也称全距或范围误差。 R=xmaxxmin 公公差差：生生产产部部门门对对于于分分析析结结果果允允许许误误差差表表示示法法，超超出出此此误误差差范范围围为为超超差差，分分析析组组分分越越复复杂杂，公公差差的的范范围围也也大大些。些。返回返回水质分析基础 6868* *1.有效数字的意义及位数有效数字的意义及位数二二. .有效数字及其运算规则有效数字及其运算规则 实际能测到的数字。在有效数字中实际能测到的数字。在有效数字中, 只有最后一位数是只有最后一位数是可疑的，可

46、疑的，记录测量结果时，只保留一位可疑数据记录测量结果时，只保留一位可疑数据。有效数字。有效数字位数由仪器准确度决定，它直接影响测定的相对误差。位数由仪器准确度决定，它直接影响测定的相对误差。返回返回分析天平称量质量：分析天平称量质量：0.000x g滴定管体积滴定管体积:0.0xmL容量瓶容量瓶:100.0mL,250.0mL,50.0mL吸量管吸量管,移液管移液管:25.00mL,10.00mL,5.00mL,1.00mLpH:0.0x单位单位吸光度吸光度:0.00x水质分析基础零的作用：零的作用： 在在1.0008中，中，“0”是有效数字；是有效数字； 在在0.0382中，中，“0”是定位

47、作用，不是有效数字。是定位作用，不是有效数字。有效数字含义：表示测定结果的大小；表示测量数据的准有效数字含义：表示测定结果的大小；表示测量数据的准确度。如：分析天平称得质量为确度。如：分析天平称得质量为0.2661g，表示最后的，表示最后的1是可疑的，有是可疑的，有0.0001g的误差。的误差。水质分析基础 7070* *1000843.1815位位0.100010.98%4位位0.03821.9810-103位位540.00602位位0.0521051位位3600100位数较含糊位数较含糊续前续前 在在0.0040中，前面中，前面3个个“0”不是有效数字，后面一不是有效数字，后面一个个“0”

48、是有效数字。是有效数字。 在在3600中，一般看成是中，一般看成是4位有效数字，但它可能是位有效数字，但它可能是2位或位或3位有效数字，分别写位有效数字，分别写3.6103，3.60103或或3.600103较好。较好。返回返回水质分析基础 7171* * 倍数、分数关系：无限多位有效数字。倍数、分数关系：无限多位有效数字。pH，pM，lgc，lgK等对数值，有效数字的位数取决等对数值，有效数字的位数取决于小数部分（尾数）位数，因整数部分代表该数的方次。于小数部分（尾数）位数，因整数部分代表该数的方次。如如pH=11.00，有效数字的位数为两位。有效数字的位数为两位。续前续前返回返回水质分析基

49、础 7272* *“四舍六入五成双四舍六入五成双”规则：当测量值中修约的那个数字等规则：当测量值中修约的那个数字等于或小于于或小于4时，该数字舍去；等于或大于时，该数字舍去；等于或大于6时，进位；时，进位；等于等于5时时(5后面无数据或是后面无数据或是0时时)，如进位后末位数为偶数则进位，如进位后末位数为偶数则进位，舍去后末位数位偶数则舍去；舍去后末位数位偶数则舍去；5后面有数时，进位。后面有数时，进位。修约数字时，只允许对原测量值一次修约到所需要的修约数字时，只允许对原测量值一次修约到所需要的位数，不能分次修约位数，不能分次修约。2.有效数字的俢约规则有效数字的俢约规则返回返回水质分析基础

50、7373* *续前续前 例题：有效数字的修约：例题：有效数字的修约：0.32554 0.32550.32554 0.3255( (四位四位) )0.36236 0.36240.36236 0.3624( (四位四位) )10.2150 10.22(10.2150 10.22(四位四位) )10.10.225 10.22(225 10.22(四位四位) )75.5 7675.5 76( (二位二位) ) 16.0851 16.0916.0851 16.09( (四位四位) )返回返回水质分析基础 7474* *3.计算规则计算规则加减法：加减法：当几个数据相加减时，它们和或差的有效数字位当几个数

51、据相加减时，它们和或差的有效数字位数，应以数，应以小数点后位数最少小数点后位数最少的数据为依据，因小数点后位的数据为依据，因小数点后位数最少的数据的绝对误差最大。数最少的数据的绝对误差最大。 例：例：0.0121+25.64+1.05782=？ 绝对误差绝对误差 0.0001 0.0001 0.010.01 0.00001 0.00001 在加合的结果中总的绝对误差值取决于在加合的结果中总的绝对误差值取决于25.6425.640.01+25.64+1.06=26.71返回返回水质分析基础 7575* * * 乘除法：乘除法：当几个数据相乘除时，它们积或商的有效数字当几个数据相乘除时，它们积或商

52、的有效数字位数，应以位数，应以有效数字位数最少有效数字位数最少的数据位依据，因有效数字的数据位依据，因有效数字位数最少的数据的相对误差最大。位数最少的数据的相对误差最大。例：例：0.012125.641.05782=？相对误差相对误差0.8%0.4%0.009%所以计算结果的相对误差取决于所以计算结果的相对误差取决于0.0121，因它的相对，因它的相对误差最大，即误差最大，即0.012125.61.06=0.328续前续前返回返回水质分析基础 7676* *分析结果表示的有效数字分析结果表示的有效数字:高含量高含量(大于大于10%)：4位有效数字位有效数字含量在含量在1%至至10%：3位有效数

53、字位有效数字含量小于含量小于1%：2位有效数字位有效数字*分析中各类误差的表示分析中各类误差的表示:通常取通常取1至至2位有效数字。位有效数字。*各类化学平衡计算各类化学平衡计算:2至至3位有效数字。位有效数字。续前续前返回返回水质分析基础标准溶液标准溶液：具有准确浓度的溶液具有准确浓度的溶液1.直接配制：直接配制：K2Cr2O7、KBrO32.标定法配制：标定法配制：NaOH、HCl、EDTA、KMnO4、I3-基准物质基准物质：1.组成与化学式相符组成与化学式相符(H2C2O42H2O、NaCl);2.纯度纯度99.9%;3.稳定稳定(Na2CO3、CaCO3、Na2C2O4等）等）1.1

54、.66基准物质和标准溶液基准物质和标准溶液基准物质和标准溶液基准物质和标准溶液水质分析基础实验室常用试剂分类实验室常用试剂分类级别级别1级级2级级3级级生化试剂生化试剂中文名中文名 优级纯优级纯 分析纯分析纯 化学纯化学纯英文标志英文标志GRARCPBR标签颜色标签颜色 绿绿 红红 蓝蓝 咖啡色咖啡色水质分析基础 滴定分析计算滴定分析计算分析化学中常用的量和单位：分析化学中常用的量和单位：物质的量物质的量n (mol、mmol)摩尔质量摩尔质量M(gmol-1)物质的量浓度物质的量浓度c(molL-1)质量质量m(g、mg)，体积体积V(L、mL)质量分数质量分数w(%),质量浓度质量浓度 (

55、gmL-1、mgmL-1)相对分子量相对分子量Mr、相对原子量、相对原子量Ar必须指明基本单元必须指明基本单元水质分析基础A.标准溶液的配制标准溶液的配制1:稀释后标定稀释后标定(NaOH、HCl)n1=n2c1V1=c2V22:用基准物质直接配制用基准物质直接配制(K2Cr2O7)准确称量并配成准确体积。准确称量并配成准确体积。水质分析基础例1.1配0.01000molL-1K2Cr2O7标准溶液250.0mL,求m=?解：解： m(K2Cr2O7)=nM=cVM =0.010000.2500294.2=0.7354(g)通常仅需要溶液浓度为通常仅需要溶液浓度为0.01molL-1左右左右,做法是做法是:准确称量准确称量0.74g(10%)K2Cr2O7基准物质基准物质,于容量瓶于容量瓶中定容中定容,再计算出其准确浓度：再计算出其准确浓度：水质分析基础B.B.标定及滴定计算标定及滴定计算 换算因数法换算因数法水质分析基础Ca2+C2O42-CaC2O4(s)H2C2O42MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2(g)+8H2On(Ca2+)=n(H2C2O4)=n(KMnO4)5H2C2O42KMnO41Ca2+1H2C2O4水质分析基础水质分析基础