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1、 有益金属有益金属 ? 铜 ?人体是由化学元素组成的，其中有钙、钠、 ? 铜 ?锌 ?人体是由化学元素组成的，其中有钙、钠、 钾、镁、碳、氢、氧、硫、氮、磷、氯等11 种属必需的定量元素； ?铁 种属必需的定量元素； ?铁、铜、锌、锰、钴、钒、铬、钼、硒、 碘等十余种必需的微量元素。 ?硒、锶 碘等十余种必需的微量元素。 致硬金属物质 1、定义和分类、定义和分类 水的硬度: 指水中Ca2+和Mg2+的总量。 水的硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。水的硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。 碳酸盐硬度:主要是由钙、镁的碳酸氢盐Ca(HCO ) 、碳酸盐硬度:主要是由钙、镁的碳酸氢盐Ca(HCO3)2
2、、 Mg(HCO3)2所形成的硬度，还有少量的碳酸盐硬度。碳酸氢盐 硬度经加热之后分解成沉淀物从水中除去，故又叫暂时硬度。硬度经加热之后分解成沉淀物从水中除去，故又叫暂时硬度。 非碳酸盐硬度:由钙镁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐等盐类所 形成的硬度 不受加热影响, 又称永久硬度。如、形成的硬度, 不受加热影响, 又称永久硬度。如CaSO4、MgSO4、 CaCl2、MgCl2、Ca(NO3)2、 Mg(NO3)2等。 2、单位、单位 3、硬度测定的意义、硬度测定的意义 4、硬度的测定、硬度的测定 取一定体积的水样，并加入pH=10 缓冲溶液(NH3-NH4Cl) 和铬黑T(EBT)指示剂后，用EDT
3、A标准溶液滴定至溶液由红 色变为蓝色即为终点。色变为蓝色即为终点。 原理原理： 以铬黑T（EBT）为指示剂，铬黑T先与部分Mg2+络合为 原理原理： Mg-EBT（酒红色）。当EDTA滴入时，EDTA与Ca2+、Mg2+ 络合，终点时EDTA夺取Mg-EBT中的Mg2+，将EBT置换出来，络合，终点时夺取g中的g ，将置换出来， 溶液从酒红色转为纯蓝色。用EDTA标准溶液直接测定Ca2+和 2 总量。Mg2+总量。 有害金属有害金属 ?种类：种类： 汞、镉、铬、铅、铜、锌、镍、钡、汞、镉、铬、铅、铜、锌、镍、钡、 钒、砷 ?测定方法：测定方法： -分光光度法分光光度法 -原子吸收法 - 原子发
4、射 汞（日本水俣病） （）冷原子吸收法冷原子吸收法（一一）冷原子吸收法冷原子吸收法 （二）冷原子荧光法（二）冷原子荧光法 （三三）双硫腙分光光度法双硫腙分光光度法（三三）双硫腙分光光度法双硫腙分光光度法 ?双硫腙分光光度法 镉（痛痛病） （一）原子吸收分光光度法（一）原子吸收分光光度法(AAS) （）硫腙分光光度法硫腙分光光度法（二二）双双硫腙分光光度法硫腙分光光度法 （三三）示波极谱及阳极溶出伏安法示波极谱及阳极溶出伏安法（三三）示波极谱及阳极溶出伏安法示波极谱及阳极溶出伏安法 ?双硫腙分光光度法 检测范围： 0 05mg/l检测范围： 0.05mg/l 方法基于在强碱性介质中，镉离子与双硫
5、腙生成红色螯合物， 用三氯甲烷萃取分离后，于518 nm处测其吸光度，与标准溶液 比较定量。 本方法适用于受镉污染的天然水和废水中镉的测定 铅 铬 1) 六价铬的测定六价铬的测定（已用已用90年之久年之久）) 六价铬的测定六价铬的测定（已用已用年之久年之久） Cr6+ DPC 络合物络合物540nm紫红色紫红色 2) 总铬的测定总铬的测定 Cr3+Cr6+ DPC络合物络合物540nm O 紫红色紫红色Cr3+ Cr6+ DPC 络合物络合物540nm KMnO4 紫红色紫红色 NaNO2分解过量的分解过量的KMnO4尿素分解过量的尿素分解过量的NaNO2 砷 该方法适用于地面水和地下水痕量砷
6、的测定该方法适用于地面水和地下水痕量砷的测定 ? 新银盐分光光度法 AgNO3溶液 +3 As )( 5+ As H AsH 黄色单质黄色单质黄色单质黄色单质 400nm As )(As AsH 胶态银胶态银胶态银胶态银 测吸光度测吸光度 B. 二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法 原理原理: 水中的砷还原砷化氢，被吸收于二乙氨基二硫 代甲酸银(AgDDC)-三乙醇胺的三氯甲烷溶液中，生成红代甲酸银(AgDDC)-三乙醇胺的三氯甲烷溶液中，生成红 色的胶体银，在510nm波长处分析 以三氯甲烷为参比测其经空白校正后的吸光度以三氯甲烷为参比测其经空白校正后的吸光度 测定范
7、围测定范围:0 007-0 50mg/L测定范围测定范围: 0.007-0.50mg/L 该方法适用于地面水和废该方法适用于地面水和废/污水的测定污水的测定 ?二乙氨基二硫代甲酸银（AgDDC)分光光度法 +3 A +5 A +2eH g +3 As +5 As Ag AsH gDDC 红色红色 胶体银胶体银 红色红色 胶体银胶体银 510nm 测吸光度测吸光度 胶体银胶体银胶体银胶体银 测吸光度测吸光度 元素 汞 Hg镉 Cd铅 Pb铬Cr砷 (As) 元素 汞g镉铅铬砷 () MercuryCadmiumLeadChromiumArsenic 污水排 放标准 (mg/L) 0.050.11
8、.01.5(Cr6+毒性 高) 0.5 (As3+有 毒性) 酸性介质下酸性介质在pH=8 5 9 5 在酸性介质水中的砷酸性介质下 消解，不同 价态的Hg 转变为H 2+ 酸性介质, 与 双硫腙 反应生成橙 色鳌和物 在pH=8.5-9.5 的氨性柠檬 酸盐-氰化物 的还原介质 在酸性介质 中, Cr6+与二 苯碳酰二肼 反应 生成紫 水中的砷 还原砷化 氢，被吸 收，生成 分光光 度法 转变为Hg2+, 与 双硫腙 反应生成橙 色鳌和物 色鳌和物, 用CCl4萃取 的还原介质 中, Pb2+与双 硫腙反应生 成红色鳌和 反应, 生成紫 红色络和物 收，生成 单质银, 或 红色胶体 银 度法
9、 色鳌和物成红色鳌和 物, 用CCl4萃 取 银 485nm518nm510nm540nm 400/540nm 原子发射光谱原子发射光谱 原子吸收光谱原子吸收光谱 原子发射光谱原子发射光谱 处于激发态的原子不稳定，在极短的时间，外层电子跃迁 回基态或其它较低能级，同时将相应的能量以光的形式辐射出回基态或其它较低能级，同时将相应的能量以光的形式辐射出 来，产生了原子发射光谱。 激发态 E=hc/E hc/ 基态 e 特征谱线 E3=hc/3 E不同 E2=hc/2 E1=hc/1 不同 不同原子自己独特的特征谱线 Eii t fEii t f HHEmission spectrum ofEmis
10、sion spectrum of HH2 2 Emission spectrum ofEmission spectrum of FeFeEmission spectrum ofEmission spectrum of FeFe 分析依据 定性某物质特征谱线存在与否 定量某物质特征谱线的强度定量某物质特征谱线的强度 应用：元素/特别是金属分析 电感耦合等离子光谱 (ICP-AES) 1 1、方法原理方法原理1 1、方法原理方法原理 I a C b I a C 式中：I发射特征谱线的强度； 被测元素的浓度；C被测元素的浓度； a与试样组成、形态及测定条件等有关的系数； b自吸系数，b1。b自吸系数
11、，b1。 2、装置、装置 工作气体(Ar)则由中部的石英管道引入，开始 工作时启动高压放电装置让工作气体发生电离，被 电离的气体经过环绕石英管顶部的高频感应圈时， 线圈产生的巨大热能和交变磁场，使电离气体的电 子、离子和处于基态的氖原子发生反复猛烈碰撞，子、离子和处于基态的氖原子发生反复猛烈碰撞， 各种粒子的高速运动，形成一个类似线圈状的等离 子体炬区面，此处温度高达6000一10000摄氏度。样 品由超雾化装置变成全溶胶由底部导入管内，经轴 心的石英管从喷咀喷入等离子体炬内，绝大部分立 即分解成激发态的原子、离子状态。当这些激发态即分解成激发态的原子、离子状态。当这些激发态 的粒子回收到稳定
12、的基态时要放出一定的能量(表现 为一定波长的光谱)，测定每种元素特有的谱线和强 度，和标准溶液相比，就可以知道样品中所含元素 的种类和含量。 优点: ?化学干扰少，激发能力强，谱线强度大 ?对许多元素的检测限都在ng级，检出限较低，精密度好 ?可同时测定多个元素，可测元素达多种?可同时测定多个元素，可测元素达70多种 ?工作气体氩气消耗量大，操作维持费用高 缺点: ?工作气体氩气消耗量大，操作维持费用高; ?非金属元素分析灵敏度较低 ; ?不能用于固体样品的直接分析，存在光谱干扰不能用于固体样品的直接分析，存在光谱干扰 原子吸收光谱原子吸收光谱 1860年，克希霍夫(G. R. Kirchof
13、f)和本生(R. Bunsen)用钠 光灯照射含有食盐的火焰，发现这些火焰对钠光有吸收现象。 原理原理 当光源发射某一特征波长的光通过原子蒸气时，当光源发射某一特征波长的光通过原子蒸气时， 原子中的外层电子将选择性的吸收其同种元素所发 射的特征谱线，产生原子吸收光谱，其光谱照影是射的特征谱线，产生原子吸收光谱，其光谱照影是 一些暗线。由特征谱线辐射强度被减弱的程度来测 定试样中待测元素含量的方法。定试样中待测元素含量的方法。 一定元素的共振发射线通常只能被该元素基态 原子所吸收； 共振线被吸收的强度(吸收度的大小)与该元素共振线被吸收的强度(吸收度的大小)与该元素 的含量成正比； 根据元素的共
14、振线是否被吸收，可对该元素进 行定量性分析；并根据共振线被吸收产生的吸光度，行定量性分析；并根据共振线被吸收产生的吸光度， 可对该元素进行定量分析。 试样在原子器中获得能量后，变成原子蒸气； 原子蒸气中的待测元素的基态原子吸收从光源发出 的该元素的共振线，使得共振线变弱，产生吸光度。 根据共振线是否被吸收，对待测元素进行定性 分析；根据共振线被吸收产生的吸光度，可对该元分析；根据共振线被吸收产生的吸光度，可对该元 素进行定量分析。 原子发射光谱原子发射光谱原子吸收光谱原子吸收光谱 原理原理利用原子或离子在一定条件 下受激而发射的特征光谱来 研究物质化学组成的分析方 利用气态原子可以吸收一定 波长的光辐射，使原子中外 层的电子从基态跃迁到激发研究物质化学组成的分析方 法。 层的电子从基态跃迁到激发 态的现象而建立 定性定性/ /量分量分待测元素的特征谱线是否存以光源发生待测元素的共振定性定性/ /量分量分 析依据析依据 待测元素的特征谱线是否存 在； 以待测元素特征谱线的强度 以光源发生待测元素的共振 线是否被吸收； 以共振线被吸收后产生的吸 光度光度 分析元素分析元素均可测定70多中元素，主要用于无机金属元素和部分非金属 元素的测定，无法测定有机物和大部分非金属元素 分析范围分析范围0.001-百分之十低含量组分，1%