水文地球化学实验讲义

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1、水文地球化学实验讲义华东地质学院二OOO年十月前言本实验课是根据教学计划为水资源与水文学、环境工程等专业三年级学生开设的，是水文地球化学和应用水文地球化学的一部分。水文地球化学是一门以地下水的化学成份及其形成规律为主要研究对象的学科，而实验课堂是为学生提供理论联系实际，训练动手能力和培养观察现象与分析问题能力的场所，是实施素质教育的前沿阵地。实施本实验教学时，着重注意如下几点：1．实验密切配合课堂讲授，注意理论与实际的联系，使课堂上讲授的重要理论和知识，通过实验进一步巩固、扩大和深化，并为学生留下进一步思索探讨的问题。2．承前启后，加强基本操作技能的培训和训练。本实验室应在已开

2、过“普通化学实验”的基础上开设的，因此实施本实验的学生，必须具有较好的化学实验的基本操作技能和素质，比较熟悉分析天平、酸度计、分光光度计等仪器的使用方法，并培养学生有关水文地球化学综合实验和创造性实验的动手能力。3．培养独立思考和独立工作的能力。实验教材对每个实验的基本原理都作了简要提示，在实验内容上实验方案可能有多种，实验前学生可向指导教师提出自己的方案，经教师同意后，可按自己的设计方案实施。实验之后，有思考题，并要求在实验报告中作出回答。4．根据仪器设备情况，实验可交叉进行。2实验程序和要求1．预习充分预习实验教材是保证做好实验的重要环节。预习时应弄清实验目的，内容、原理、

3、操作方法和注意事项等。学生自己提出的创造性实验，或改进性实验，应事先征求教师同意。2．实验学生进实验室，就遵守实验室规则，接受教师指导，按实验教材上规定的方法、步骤及试剂用量进行实验。实验中，细心观察现象，准确记录实验数据和现象。同时，应边实验、边思考，并分析产生现象的原因等。3．质疑实验中，学生遇到问题或产生疑问，应及时询问教师。教师在实验中，也不断地向学生提问，并切磋实验中的问题。4．编写实验报告实验完毕后，应在一星期内做好实验报告，由课代表或学习委员收齐，交任课教师。实验报告要求记录清楚、图表齐全、思考题解答，且文字简练，推理性强、书写整洁。教师根据学生的实验报告编写好坏

4、，给予评定实验成绩。实验一水溶液pH值和Eh值的测定方法一．实验目的1．了解pH值和Eh值测定的原理；2．掌握水溶液pH值和Eh值的测定方法。二．pH值测定原理与测定方法(见附录1、一)三．Eh值测定原理与测定方法(见附录1、三)四、记录与数据处理3温度：℃标准溶液1的pH值：标准溶液2的pH值：水溶液的pH值：0.003mol/L[K3Fe（CN）6]－0.003mol/L[K4Fe（CN）6]的Eh值：mv蒸馏水的Eh值：mv水溶液的Eh值：mv实验二水中C02平衡与pH关系一．实验目的－2—1．了解水中C02的三种存在形式：C02、HCO3、C03；2．明了水中C02存在

5、形式随pH变化的分布规律，明白C02对水环境的重要影响；3．掌握化学平衡的计算方法。二．提要水中碳酸离解及其存在形式，决定于氢离子的活度(在一定条件下，决定于—2-氢离子浓度)。若已知氢离子活度(或浓度)和碳酸总浓度C(指水中C02)、HC03、C03的浓度总和)，可根据下列公式和方程式确定各种存在形式的浓度，并可绘出其随pH变化的分布图。+－C02·H2H+HC03+—-7Kal=[H][HC03]／[C02]=4.45×10(1)—+2-HC03H+C03+2-—-11Ka2=[H][C03]／[HC03]=4.69×10(2)4—2-C=[C02]+[HC03]+[C03

6、](3)解(1)(2)(3)联立方程得：+2+2+[C02]=C[H]／([H]+Kal[H]+Ka1Ka2)(4)—++2+[HC03]=CKal[H]／([H]+Kal[H]+KalKa2)(5)2—+2+[C03]=CKalKa2／([H]+Kal[H]+KalKa2)(6)+2100[H][ηCO2]=[C02]/C=%(7)+2+[H]+K[H]+KKa1a1a2+-100Ka1[H][ηHCO3-]=[HC03]/C=%(8)+2+[H]+K[H]+KKa1a1a22-2-100Ka1Ka2ηCO3=[C03]/C=%(9)+2+[H]+K[H]+KKa1a1a2三

7、．仪器和药品1．仪器：酸度计、酸式滴定管、50ml烧杯。2．药品：0.025moL／LNa2C03；0.05mol／LHCl；0．1％酚酞酒精溶液；0.05％甲基橙溶液。四．实验操作步骤取10.00ml0.025mol／LNa2C03溶液于50ml烧杯中，加20.00ml蒸馏水，摇匀，用酸度计测量其pH值。然后加2.00ml0.05mol／LHCl溶液。轻轻摇匀，测量pH值。继加2滴酚酞，用酸式滴定管滴加0.05mol／LHCl溶液至溶液由红刚刚退为无色，记录消耗的盐酸体积VHCl；测量pH