海水资源化学实验指导书

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1、实验一海水蒸发浓缩过程中化学组成的变化一、实验目的通过本实验的学习，使学生掌握以下内容：1、测定海水浓缩至某一浓度时得到的海卤水的常量元素离子构成；2、由海卤水的常量元素离子构成推算其盐类构成；3、确定海卤水中硫酸钙、氯化钠的析出点。通过以上内容的学习，使学生熟悉并掌握海洋资源化学中常量元素的分析、提取所常用的一些基本方法和原理，如容量法、重量法分析离子含量；使学生了解海卤水相对密度测定的基本原理和方法；使学生熟悉海水蒸发析盐的基本操作步骤；培养学生独立从事科研实验的技能和素养、与组员分工合作能力及对在实验过程中遇到问题的解决能力；

2、培养学生进行数据处理、绘图、制表、工艺计算的基本能力，从而为今后顺利开展科研工作打下了良好的基础。二、实验内容将海水不断浓缩直至超越氯化钠析出点，并在这一过程中不断取得海卤水样品对其进行化学分析，便可获得海水浓缩至各个浓度(用波美度或相对密度值表示)时离子浓度数据。利用所得数据进行相应计算、绘制表格、总结经验式。包括以下步骤：1.出海取样：取得所需原料海水；2.水样制备：通过蒸发浓缩的方式制备出一系列所需的各个不同浓度的卤水样品；3.相对密度的测定：分别测定不同浓度卤水的相对密度值；4.离子的测量：测定并计算出卤水中所含的各个常量离

3、子的浓度；5.图表绘制：根据所得不同浓度卤水中各个常量离子的含量，绘制相应的图表。三、实验原理、方法和手段在海水蒸发（浓缩）过程主要是水分子的逸出过程，对绝大多数溶质而言是浓缩过程，各个离子的浓度随蒸发的深化而不断增加，当浓缩导致溶液浓度超过某种溶质的饱和浓度时，这种溶质就会结晶析出，我们称此时溶液的浓度为该溶质的析出点。习惯上，析出点用波美度或相对密度值表示。将海水不断浓缩直至超越氯化钠析出点，并在这一过程中不断取得海卤水样品然后对其惊醒化学分析，便可获得海水浓缩至各个浓度（用波美度或相对密度值表示）时离子浓度数据。结合卤水中各离

4、子组合成德盐类在海水中的溶度积和卤水蒸发时盐类的析出顺序，我们可以将各离子结合成盐类，用盐类构成表达海卤水的化学组成。盐类的结合顺序如下表所示：Ca2+Mg2+K+Na+SO42-12—3Cl-5647表1.1卤水中盐类结合顺序表如果海卤水在蒸发浓缩过程中，有某种溶质（即盐类）析出，对应的离子—浓度关系曲线中，一定存在一阶导数有正变负的拐点。所以，通过观察各离子—浓度关系曲线，可以确定相应盐类的析出浓度。本实验涉及海水分析化学、制盐工艺学、海洋资源化学、无机分析化学等多个学科知识点，实验过程包括出海取样、试验样品的制备、离子测定、分

5、析计算、图表绘制等一系列过程，尽管实际试验时间只有8个小时，但需要学生提前出海取样及至少需要三至四天在实验室中进行相关的准备工作，工作量较大，涉及内容较多，且所有实验包括试剂、药品配制均由学生自行准备，尤其是数据处理量非常大，所得图表较多。一、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件，采用以学生自主训练为主的开放模式组织教学。二、实验条件仪器与试剂——卤水全分析全套仪器及试剂见附录一——海卤水相对密度测定设备及试剂见附录二三、实验步骤1．检查待测卤水样品的数量，按卤水全分析要求，作卤水全分析。本次实验准备了下述浓度的海卤水样

6、品（12~14个），包括：海水6,9,12,14,16,19,22,24.5,26.5,28,30OBe’。注意以实验室提供的样品数为准，但样品瓶上所标注波美度值均为粗测量值，确切波美度值需实验者通过进行相对密度的测定后，再换算的到。2．依次取各浓度卤水，用比重瓶法分别测定卤水相对密度。3．按卤水分析要求取各浓度卤水，分别用摩尔法滴定氯离子、硫酸钡重量法测硫酸根离子、EDTA容量法测定钙、镁离子，作卤水全分析。4．数据记录及处理（1）列表记录卤水相对密度和离子测定产生的原始数据。（2）计算各浓度卤水中氯离子、硫酸根离子、钙离子和镁离

7、子含量（g/L），列入附表1.1中。（3）根据溶液电中性的原理计算钠离子（包括钾离子）的含量（g/L），列入附表1.1中。（4）计算各样品的相对密度及其波美度值并列入附表1.1中。（5）根据表1.1计算各盐类含量（g/L）及Na+/Mg2+、Mg2+/Mg2+值，列入附表1.1中。（6）绘制OBe’—离子浓度、OBe’—盐类浓度曲线。（7）观察上述各曲线，并确定析出盐类的析出点浓度。四、思考题1.本实验方法的理论依据是社么？2.本实验应注意哪个几个环节，以保证实验结果的准确性？五、实验报告六、实验二海水蒸发浓缩规律一、实验目的通过本

8、实验的学习，使学生掌握以下内容：1、测定海水浓缩至某一浓度时，所得海卤水的浓缩率和蒸发率；2、获得海卤水浓缩至不同浓度时NaCl的析出量、析出率、蒸发量、蒸发率和浓缩率；3、验证浓缩率经验式，总结海水浓缩规律。通过以上内容的学习，使学