水样的处理

一、悬浮物的去除

目的：测定溶解态的待测物质。

方法：1.过滤：滤纸、砂芯过滤器、0.45μm、0.22μm微孔滤膜

 2.离心分离

滤器选择：

  ①在选择滤器时，应根据悬浮物的情况而定，以沉淀物不穿滤为原则，选择滤速快的过滤器。

②中性、弱酸、弱碱性溶液可用滤纸过滤，对于强酸、强碱、强氧化性溶液不可以用砂芯漏斗过滤。

③当悬浮物颗粒极微小时，过滤易穿滤，此时应考虑用离心分离方法。

为加快过滤速度，可采取如下措施：

①对性质稳定的沉淀物，可加热滤液，并趁热过滤。

②减压抽滤。

③滤纸应紧贴漏斗，利用水柱加快滤速。

④采用滤纸浆，当过滤受阻时，只需用玻璃棒轻轻拨动纤维上层，过滤速度就会好转。

二、有机物的分解

    一般用于金属项目测定。

当有机物干扰金属测定或有机物与金属形成化合物时，需要分解有机物。分解方法如下：

三、干扰物的分离

当测定水样中某组分时，有干扰物存在，可以将干扰物从样品中分离出来，也可以将待测组分从样品中提取分离出来。

常用的方法有：蒸馏、萃取、离子交换、层析分离。

1.   蒸馏：易挥发组分的测定常用这种分离方法。

常用的蒸馏方法有：

①    常压蒸馏：主要用于沸点在40～150℃化合物的分离。

②    减压蒸馏：常压下沸点高于150℃或虽低于150℃，但极易分解得化合物，用减压方法降低沸点分离。

③    分馏（精馏）：用于沸点相近化合物的分离。

④    水蒸气蒸馏：用于有较大蒸汽压化合物的分离。

⑤    吹出法：用惰性气体将沸点低、挥发性强的化合物从水样中分离出来。

例如：1.挥发酚：水样调至一定酸度苯酚加热蒸馏OH^—吸收

2.氰：

3. ：在OH^—条件下，挥发出来，

4. ：

5.吹出法： 

6. 吹出法：

2.    萃取：某组分在有机溶剂及水中分配比不同时，常用此法。

萃取是指一种有机溶剂与水互不相溶，而欲测组分A在水和有机溶剂中的溶解度不同。当有机溶剂与水充分接触后，A组分会穿过相界面由水相转移到有机相，这个过程叫做萃取。

当分配达到平衡时，，

分配系数：（温度一定），  ，表示组分A在有机相中的浓度高。

分配比：

萃取效率：

上下同时除以，

：有机相与水相体积之比——相比。

萃取效果常用萃取效率来衡量。提高萃取效率的途径有：

		选择较好的有机溶剂，加大与水相溶解度之差。
		增加相比可提高萃取效率，但有机溶剂的体积过大，会影响组分的浓度，达不到分离富集的作用。一般是以少量的有机溶剂萃取，反复几次，合并萃取液。

在萃取过程中应注意：

①选择pH  ，有利于萃取；，萃取物为金属离子时，易水解。

②选择合适的有机溶剂 a.待测物在有机相中的溶解度大；b.有机溶剂与水相的密度相差大，易分层。

③选用螯合剂  金属与螯合剂形成螯合物后，易溶解于有机相，选择疏水基团多、亲水基团少的螯合剂。

④选择掩蔽剂

3.   离子交换：利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换作用而使离子分离的方法。

常用的离子交换剂是离子交换树脂，它是具有网状结构的复杂的有机高分子聚合物。网状结构的骨架部分一般很稳定，不溶于酸、碱和一般溶剂。在网状结构的骨架上，有许多可被交换的活性基团。根据活性基团的不同，可将离子交换树脂分为：阳离子交换树脂、阴离子交换树脂。

※离子交换分离的应用：

⑴水的净化  在实验中常需制备去离子水，当水中含有离子时，如：Ca²⁺、Cl^—，可使水通过阳离子交换树脂除去阳离子，再通过阴离子交换树脂除去阴离子。

⑵干扰离子的分离  在测定中，如有干扰离子存在，可将干扰离子交换在树脂上，从而达到分离的目的。如：F^—的测定，如有Al³⁺存在，会形成，Al³⁺对F^—构成干扰，将溶液过阳离子交换柱，使Al³⁺交换在树脂上，与F^—离子分离。

阴离子交换树脂还可以交换阴离子络合物。

⑶微量组分的富集  当测定试样中微量组分时，由于浓度太稀影响测定，此时可将溶液过离子交换柱，使阴（阳）离子富集在柱上，然后再用酸（或碱）洗脱，达到富集的作用。

思考题：1.当水中含有少量Cr(Ⅲ)时，对Cr(Ⅵ)的测定不构成干扰，但当Cr(Ⅲ)达到一定浓度时，会影响Cr(Ⅵ)的测定，此时应如何处理水样才能克服干扰？

       2.当水样中Cr(Ⅵ)浓度低于检出限时，如何富集水样中的Cr(Ⅵ)？

※树脂对离子的吸附能力：

①    对高价离子吸附能力强，

②对水合半径小的离子吸附能力强。

离子交换树脂交换能力的大小可用交换容量来表示：每克干树脂能交换离子的毫摩尔数——交换容量。可通过实验测得：

例：称干树脂1g，于250mL锥形瓶中，加入0.1mol/L NaOH 100mL，振荡后放置过夜，吸取上清液25mL，以酚酞为指示剂，用0.1mol/LHCl滴定至终点（红色消失），消耗HCl14mL。求交换容量。

解：

在使用树脂时应注意：

⑴树脂的粒度 细——交换速度快；过细——影响液体流动速度。

⑵用量 应使溶液中被交换物不超过交换容量的30%。

⑶温度  室温

⑷速度  8～10mL/分钟

4.   色谱分离

液相色谱分离法又叫层析分离法。它是一种流动相带着试样经过固定相，物质在两相之间进行反复的分配，由于物质在两相之间的分配系数不同，移动速度也不一样，从而达到互相分离的目的。

当液相中有两个组分A和B，流过固定相时，由于A、B与固定相结合能力不同，所以结合紧密的组分后流出，而另一组分先流出，从而达到不同组分之间的分离。

⑴纸层析（纸上色谱）

点样：层析纸长度一般为30～40cm。

层析纸用微量注射器或毛细管点样，点样位置距层析纸一端2～3cm，样品斑点直径小于5mm，斑点过大，会影响分离效果。

样品较稀时，应进行浓缩后点样；若不能浓缩，可以重叠点样，以增大点样量，但此时必须等前次的溶剂全部挥发后再进行点样。

在一张层析纸上同时点多个样时，或与标准进行对照时，点间距应在2～3cm。

平衡：点样后，将层析纸悬空挂在充满展开剂的饱和蒸汽的密闭层析器中2～3小时，*好过夜，然后进行展开。

展开：用溶剂层析纸的样品上，由于物质在溶剂中和滤纸上的分配比不同，有的物质流动快，有的物质流动慢，从而将不同的物质分开。这一过程就叫做展开，然后进行显色。

显色：显色有几种方法。

显色后，用层析纸进行定性、定量分析。

定性：将标准物和样品点在同一张滤纸上，用同一展开剂展开，将样品点与标准物的点距比较，即可知道是否由此物。

定量：

 

点样

平衡

展开

显色

浸润

喷雾

紫外

熏蒸

定性

定量

剪洗

目测

光密度计

⑵薄层层析（薄层色谱）

薄层层析与纸层析统称为平板层析，有许多共同之处。但薄层操作简单，时间短，15～60分钟内可完成一次分离，分离能力比纸层析强，化合物的不同异构体都可分开。

操作过程：

 

制板

活化

其后操作与纸层析相同

将固定相（吸附剂）均匀地铺在薄层板上

在110℃烘干，以提高板的活性

⑶柱层析（柱中色谱）

在环境监测中主要是气相色谱、离子色谱，在本章中不重点介绍。

把柱色谱技术应用于干扰物的分离时，一般是根据两种或多种物质在固定相与流动相中分配系数不同，进行再分配，某种组分先行流出，某组分后流出，于是达到分离目的。

四、蒸发与冷冻浓缩

蒸发浓缩：速度快。将水蒸去，溶剂减少，达到浓缩目的。

         温度不宜太高（一般用水浴），温度过高时，溶液沸腾，会有溅失。

         监测中，常用于残渣总量的测定、盐类的测定。

冷冻浓缩：效果好。水样冷冻，析出冰，弃去冰，水样被浓缩。适于浓缩那些受热易分解的物质和挥发性物质的浓缩。