项目十 测定水样中氯离子的含量（课件）——中职《化学分析技术》（化工版）

项目十 测定水样中氯离子的含量 化学分析技术 化学分析技术 项目十 测定水样中氯离子的含量 10-1 制备 AgNO3标准滴定溶液 10-2 测定水样中氯离子含量 化学分析技术 学习目的与知识点 学习目的 能够熟练配制、标定硝酸银标准滴定溶液； 能正确判断以铬酸钾作指示剂的滴定终点； 能够应用莫尔法测定水样中氯离子的含量； 能正确记录和处理测定数据； 能陈述莫尔法的测定原理，并正确选择滴定条件； 知识点 莫尔法的测定原理； 莫尔法的滴定条件； 莫尔法的应用； 水中氯离子的危害； AgNO3 的性质； 沉淀滴定对反应的要求； 分级沉淀的概念。 通过理论与实践的结合，提高应用能力。 化学分析技术 你知道吗？ 项目驱动 天然水一般都含有氯化物，主要以钠、钙、镁的 盐类存在 。天然水用漂白粉消毒或加入凝聚剂AlCl3 处理时也会带入一定量的氯化物，因此饮用水中常含 有一定量的氯，一般要求饮用水中的氯化物含量不超 过250mg/L。工业用水含有氯化物对锅炉、管道有腐 蚀作用，化工原料用水中含有氯化物会影响产品质量 ，灌溉用水含有氯化物也不利于农作物的生长，因此不少工业用水和灌溉用水都对氯离子含量作了一定的限制。若氯离子含量过高，说明水源可能受到污染。因此，测定水中氯离子的含量，是用以评价水质的指标之一。 化学分析技术 测定原理 水中氯离子含量的测定常用莫尔法。莫尔法是以铬酸钾作指示剂，用AgNO3标准滴定溶液来进行滴定的沉淀滴定法。 在中性或弱碱性（pH为6.5~10.5）条件下， Ag+ + Cl— → AgCl↓（白色） 2Ag+ + CrO42- → Ag2CrO4 ↓（砖红色） 因为AgCl的溶解度小于Ag2CrO4的溶解度，所以在用AgNO3标准滴定溶液滴定Cl- 的过程中AgCl先沉淀出来，待滴定到达化学计量点时，过量半滴的硝酸银使Ag+浓度迅速增加，达到Ag2CrO4的溶度积，立即形成砖红色的铬酸银沉淀，指示滴定终点。 莫尔法可直接测定Cl- 和 Br- ，或通过返滴定法测定Ag+，但不适合测定I-。因为AgI沉淀吸附现象严重，使滴定误差增大。 化学分析技术 任务一 制备AgNO3标准滴定溶液 固体AgNO3 、基准试剂NaCl 、50g/L的K2CrO4指示液、待测水样 活动一、准备仪器与试剂 准 备 仪 器 分析天平、 托盘天平、棕色酸式滴定管（50mL）、棕色试剂瓶（500mL）、移液管（25mL、100mL）、容量瓶（250mL）、常用玻璃仪器等。 准 备 试 剂 化学分析技术 任务一 制备AgNO3标准滴定溶液 配制500mL0.1mol/L AgNO3 溶液 活动二 配制AgNO3 标准滴定溶液 称取硝酸银约8.5g 加不含Cl-的 稀释至500 mL 装入棕色试 纯水溶解 剂瓶,贴标签 、置于暗处 化学分析技术 任务一 制备AgNO3标准滴定溶液 1、AgNO3标准滴定溶液即可以用间接法配制，也可以用基准硝酸银直接配制。 2、配制AgNO3标准滴定溶液的纯水如果含有Cl- ，会使配成的溶液呈现浑浊而不能使用。 3、AgNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中，并置于暗处。 4、AgNO3试剂及其溶液具有腐蚀性，注意不要接触到皮肤及衣物。 活动二 配制AgNO3 标准滴定溶液 小知识 化学分析技术 任务一 制备AgNO3标准滴定溶液 1、基准试剂的准备 取适量基准试剂NaCl于坩埚中，置于500～600℃高温炉中灼烧至恒重，冷却、放入干燥器中待用。 活动三 标定AgNO3 标准滴定溶液 2、标定 标定AgNO3溶液的基准物质常用NaCl，以K2CrO4作指示剂。 滴定反应 AgNO3 + NaCl → NaNO3 + AgCl↓（白色） 终点指示反应 2AgNO3 + K2CrO4 → 2KNO3 + Ag2CrO4↓（砖红色） 化学分析技术 任务一 制备AgNO3标准滴定溶液 活动三 标定AgNO3 标准滴定溶液 1.装入待标定的AgNO3 溶液； 2.用AgNO3溶液滴定NaCl试液，至溶液微呈砖红色即为终点，颜色变化如下图所示； 3.记录终点时消耗AgNO3的体积； 4.平行测定3次，同时做空白试验。 1.准确称取0.12～0.15g的基准NaCl ； 2.加70ml纯水溶解； 3.加入2mL 50g/L 的K2CrO4指示液； 4.用待标定的AgNO3 溶液滴定，至溶液由黄色变为微呈砖红色。 化学分析技术 任务一 制备AgNO3标准滴定溶液 为了保证测定结果的准确性，应注意下列滴定条件： 1、指示剂用量 K2CrO4太少，会使终点延后；K2CrO4太多，黄色影响终点观察，有可能使终点提前。实验证明，滴定溶液中K2CrO4的适宜浓度为5×10-3mol/L。 2、溶液酸度 滴定时，溶液酸度应控制pH在6.5~10.5 。在酸性溶液中，CrO42-会转变为Cr2O72-，浓度减小使终点拖后或无终点；在强碱性溶液中，会析出棕黑色Ag2O沉淀多消耗Ag+，且终点不明显。 3、振荡 滴定生成的AgCl沉淀易吸附溶液中的Cl-，使终点提前。因此滴定时应剧烈摇动锥形瓶使被吸附的Cl-释放出来，以获得准确的滴定终点。 活动三 标定AgNO3 标准滴定溶液 注意 化学分析技术 任务一 制备AgNO3标准滴定溶液 1、计算公式 活动四 记录与处理数据 式中 c(AgNO3)——AgNO3 标准滴定溶液的浓度，mol/L； m ——基准氯化钠的质量，g； V ——标定消耗硝酸银标准滴定溶液的体积，mL； V0 ——空白试验消耗硝酸银标准滴定溶液的体积，mL； M ——氯化钠的摩尔质量，58.44g/mol 。 化学分析技术 任务一 制备AgNO3标准滴定溶液 2、数据记录与处理 表10-1 标定AgNO3标准滴定溶液 活动四 记录与处理数据 测定次数 1 2 3 倾样前 称量瓶+ NaCl , g 倾样后 称量瓶+ NaCl , g m(NaCl), g 滴定管初读数，mL 滴定管终读数，mL 滴定消耗AgNO3体积，mL 体积校正值，mL 溶液温度，℃ 温度补正值 溶液温度校正值，mL 实际消耗AgNO3体积V，mL 空白试验消耗AgNO3体积V0，mL c(AgNO3), mol/L (AgNO3), mol/L 相对极差，% 化学分析技术 任务一 制备AgNO3标准滴定溶液 活动四 记录与处理数据 1、盛装AgNO3标准滴定溶液的滴定管使用完后，应先用纯水洗涤2~3次，再用自来水冲洗干净，避免自来水中的Cl-与AgNO3反应析出 AgCl沉淀残留于滴定管内壁。 2、AgNO3接触到皮肤或织物上，呈黑色斑点污渍，用氯化铵和氯化汞的混合液擦拭即可除去。沾有污渍的衣物可浸入微热的10%硫代硫酸钠水溶液中，然后用洗涤剂搓洗后，再用清水漂洗干净。 小知识 化学分析技术 任务二 测定水样中氯离子含量 1、水样的准备 用500mL烧杯接取自来水，待测。 活动一 测定水样 准确移取25.00mL 放于250mL 加纯水稀释 摇匀 标定好的0.1mol/L 容量瓶中 至刻度 AgNO3标准溶液 2、0.01mol/L AgNO3 标准滴定溶液的准备 计算出稀释后AgNO3 标准滴定溶液的准确浓度 化学分析技术 任务二 测定水样中氯离子含量 活动一 测定水样 1.装入已稀释的AgNO3 标准滴定溶液； 2.用AgNO3 标准滴定溶液滴定待测水样，至溶液微呈砖红色即为终点； 3.记录终点时消耗AgNO3的体积； 4.平行测定3次，同时做空白试验。 1.用移液管移取准备好的水样100.00mL； 2.加入1mL 50g/L的K2CrO4指示液； 3. 用AgNO3标准滴定溶液滴定，至溶液由黄色变为微呈砖红色。 3、测定 在中性或弱碱性溶液中，以铬酸钾作为指示剂，用硝酸银标准滴定溶液直接滴定水样中的Cl-，当出现砖红色沉淀时即为终点。 化学分析技术 任务二 测定水样中氯离子含量 活动一 测定水样 一般天然水的pH在7左右，故无需调节酸度。如水样的pH超出6.5~10.5范围时，以酚酞作指示剂，用稀HNO3或稀NaHCO3溶液调节至pH为8左右。如水样中有NH4+ 存在，滴定时溶液酸度应控制pH在6.5~7.2范围内。如果水样浑浊或色度较深，应进行水样的预处理。 GB/T 15453-2008 规定了工业循环冷却水和锅炉用水中氯离子含量的测定方法，标准中莫尔法和电位滴定法适用于天然水、循环冷却水、以软化水为补给水的锅炉炉水中氯离子含量的测定，测定范围5mg/L~150mg/L；共沉淀富集分光光度法适用于除盐水、锅炉给水中氯离子含量的测定，测定范围为10μg/L~100μg/L。 注意：滴定只能在室温下进行，防止AgCl分解。 小知识 化学分析技术 任务二 测定水样中氯离子含量 活动二 记录与处理数据 1、计算公式 式中 ——水样中氯离子含量，mg/L； c(AgNO3)——AgNO3 标准滴定溶液的浓度，mol/L； V——滴定消耗硝酸银标准滴定溶液的体积，mL； V0——空白试验消耗硝酸银标准滴定溶液的体积，mL； Vs——水样的体积，mL； M（Cl-）——氯离子的摩尔质量，35.45g/mol 。 化学分析技术 任务二 测定水样中氯离子含量 活动二 记录与处理数据 2、数据记录与处理 测定次数 1 2 3 移取水样的体积Vs ，mL AgNO3标准溶液的浓度c(AgNO3)，mol/L 滴定管初读数，mL 滴定管终读数，mL 滴定消耗AgNO3体积，mL 体积校正值，mL 溶液温度，℃ 温度补正值 溶液温度校正值，mL 实际消耗AgNO3体积V，mL 空白试验消耗AgNO3体积V0，mL 水样中氯离子含量 ，mg/L 氯离子平均含量 ，mg/L 相对极差，% 表10-2 水样中氯离子含量的测定 化学分析技术 测定水样中氯离子的含量 相关知识 一、沉淀滴定法 莫尔法属于银量法，所谓银量法是指利用生成难溶性银盐的反应进行滴定分析的方法。 而银量法又是沉淀滴定法中应用最广的方法，可以测定Cl－ 、 Br－、 I－、SCN－和Ag+，以及一些含卤素的有机化合物。 根据滴定方式的不同，银量法可分为直接滴定法和返滴定法；根据所选用指示剂的不同，银量法分为莫尔法、佛尔哈德法和法扬司法。 沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的滴定分析方法。虽说沉淀反应很多，但能用于沉淀滴定法的反应并不多。用于滴定分析的沉淀反应必须符合下列条件： ①反应能定量进行，生成的沉淀溶解度必须很小； ②沉淀组成一定，反应速率要快； ③有适当的指示剂或其他方法确定滴定终点； ④沉淀的吸附现象不是很严重，对测定结果影响不大。 化学分析技术 测定水样中氯离子的含量 相关知识 二、分级沉淀原理 莫尔法的理论依据是分级沉淀原理。对于相同类型的沉淀，Ksp小的先沉淀；对于不同类型的沉淀，不能简单的比较Ksp的大小，而应比较溶解度s的大小，溶解度小的先沉淀。 【例10-1】在含有0.01mol/L的Cl－、Br－、I－溶液中，逐滴加入AgNO3试剂，出现沉淀的先后顺序是AgI、AgBr、AgCl。（已知：KSP,AgCl=1.8×10－10；KSP,AgBr=5.0×10－13；KSP,AgI=9.3×10－17） 【例10-2】在含有Cl－和CrO42－的溶液中，加入AgNO3试剂，判断AgCl和Ag2CrO4沉淀的先后顺序。（已知：KSP,AgCl=1.8×10－10；KSP,Ag2CrO4=2.0×10－12） AgCl的溶解度 s = = = 1.3×10－5 mol/L Ag2CrO4的溶解度 s = = = 7.9 ×10－5 mol/L 由于 AgCl的溶解度比Ag2CrO4的溶解度小，因此先析出AgCl沉淀。待Cl－几乎沉淀完全后，才开始析出 Ag2CrO4沉淀。 化学分析技术 测定水样中氯离子的含量 阅读材料 氯离子是水中常见的一种阴离子，过高浓度的氯离子会造成饮用水苦咸味、土壤盐碱化、管道腐蚀、植物生长困难，并危害人体健康，因此必须控制生活用水和工农业用水中氯离子的浓度。 盐酸和含氯离子的盐类（如氯化钠）是各工业企业生产中的常用原料，尤其是化工合成、制药、印染、机械加工、冶金、单晶硅、食品等行业由于使用了大量含氯元素原料，其排放的废水中通常含有高浓度的氯离子。这些废水中所含有的大量氯离子如果不进行有效去除，排入水体，则会对人体健康、土壤、生态环境造成严重而持久的危害。许多地方标准中都规定了相应的氯离子浓度排放限值，以限制氯离子的排放浓度。 氯离子的去除一直以来都是一个技术难题，目前采用的方法主要有： （1）沉淀法：利用银离子或亚铜离子能与氯离子形成难溶的氯化银或氯化亚铜沉淀，以实现氯离子分离。但银离子难以回收，大规模应用过于昂贵，而亚铜离子极易被氧化，条件控制困难，而且处理成本也很高。 水中氯离子的危害及其去除方法 化学分析技术 测定水样中氯离子的含量 阅读材料 （2）膜分离法：膜分离技术是给水除盐的常用技术之一，主要包括电渗析和反渗透。目前它越来越多地被应用于废水除盐（脱氯）领域。膜分离技术可有效地从废水中脱除氯离子，但对于高氯废水来说，含氯量往往超过了膜分离技术的应用界限，并且废水中含有的大量有机物和其它杂质会对膜组件造成不可逆的污染，从而限制了膜分离技术的应用。 （3）蒸发法：将含氯废水蒸发浓缩，使含氯的盐类结晶，以完成氯离子与水的分离。目前常采用的方法主要包括多效蒸发、膜蒸馏和分子蒸馏等技术，虽然其处理效果较好，但对设备的耐腐蚀性要求极高，通常需要采用特种合金，甚至金属钛进行加工，因此设备造价极高。同时蒸发技术运行成本很高，通常在几十到数百元每吨水不等，很多企业难以接受。 （4）药剂法：利用专门的氯离子去除剂，通过简单工艺和设施实现氯离子去除。与沉淀法、膜分离法和蒸发法相比具有投资和运行成本低、操作管理简单的巨大优势，但只适用于低浓度氯离子（500-5000mg/L）的水。 化学分析技术 Thank you 化学分析技术 $$