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多元线性回归离子选择电极法同时测定铅和镉的研究

作　者: 高云霞
导　师: 孙宝盛
学　校: 天津大学
专　业: 环境工程
关键词: 离子选择电极 共存离子 多元线性回归 铅镉测定
分类号: X832
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


离子选择电极是近30多来年,在电位分析法的领域内发展起来一个新兴而活跃的分支。由于其独特的特点,如简便、快速、所需测量仪器易于小型化、自动化、适合于现场分析、不破坏水样。已广泛应用于化工、环境、医药等科学研究中。为解决分析化学领域中某些难以解决的问题提供了有效手段。尽管如此,共存离子对测量的干扰,制约了离子选择电极分析方法的广泛应用。传统的解决方法是投加化学掩蔽剂来去除干扰,操作程序复杂、浪费化学试剂,而且有可能带来新的干扰,并且大多只限于单种离子的测定,测定效率偏低。本研究针对该法存在的上述问题,研究了用离子选择性电极法同时测定Cd2+、Pb2+,结合计算机MATLAB和EXCEL语言把化学计量学中的多元线性回归应用到离子选择性电极多组分同时测定中。考察了离子选择电极测定铜、镉、铅离子的最佳工作条件,重点是对测定影响较大的水样pH、总离子强度调节液、温度以及响应时间。研究表明测定铜、镉、铅时水样的pH应控制在5～5.5左右,总离子强度调节液均采用0.1mol/L的KNO3,温度要保持恒定（控制在25～30℃）,响应时间不超过2分钟。检验了所建立回归方程的线性范围,在无干扰的情况下,三种离子的线性范围均为10-3～5×10-7mol/L。配制了64种不同浓度等级铅、镉的混合溶液,分别测定了铅离子选择电极、镉离子选择电极对64种混合溶液的响应值,根据响应值和铅、镉的浓度,采用多元线性回归结合MATLAB和EXCEL语言编制计算机程序,从而回归出两个线性回归方程。测定十个自配水样的电极电位值,通过所建立的回归方程,编制计算机程序计算出自配水样的镉、铅浓度,与已知浓度作比较,相对误差在10%之内,表明方法的准确度较好。同时采用此法又测定了某冶炼厂的实际工业废水中的镉、铅含量,与原子吸收分光光度法所测结果进行了比较,结果相差甚小,同时获得较高的精密度。

全文目录


中文摘要  2-3
Abstract  3-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 金属离子的分析方法  7-8
  1.2 环境中重金属的污染特性  8
  1.3 环境中铅、镉污染的来源及环境标准  8-13
第二章 电位分析及离子选择电极分析法的概况  13-23
  2.1 电位分析及离子选择电极分析法的发展概况  13-14
  2.2 离子选择电极分析法的基本理论  14-22
    2.2.1 电极的基本构造  15
    2.2.2 膜电位  15-16
    2.2.3 离子选择电极的种类  16-18
    2.2.4 衡量离子选择性电极的性能指标  18-19
    2.2.5 离子选择电极分析法的优点  19-20
    2.2.6 离子选择电极分析法存在的问题  20-21
    2.2.7 利用直接电位法测试时应注意的问题  21-22
  2.3 本课题的研究方向及工艺路线  22-23
第三章 化学计量学在多组分同时测定中的应用  23-34
  3.1 化学计量学的应用概况  23-26
    3.1.1 统计学与统计方法  23-24
    3.1.2 试验设计与优化  24-25
    3.1.3 多元校正  25-26
    3.1.4 分析信号的处理  26
  3.2 多元线性回归方法（MLR）  26-30
    3.2.1 最小二乘法线性回归  27-28
    3.2.2 逐步回归法  28-29
    3.2.3 回归系数的检验  29-30
  3.3 MATLAB 在本试验线性回归中的应用  30-33
  3.4 EXCEL 在本试验多元线性回归中的应用  33-34
第四章 互为干扰的铜铅镉离子测定试验  34-57
  4.1 实验试剂和仪器  34-35
    4.1.1 实验试剂  34
    4.1.2 实验仪器  34-35
  4.2 实验步骤  35-36
  4.3 实验条件的选择  36-40
  4.4 单一金属离子标准曲线的绘制  40-42
  4.5 Cu~(2+)、Pb~(2+)混合溶液中Cd~(2+)（或 Pb~(2+)）的测定  42-43
  4.6 Cu~(2+)、Pb~(2+)混合溶液中Cu~(2+)（或 Pb~(2+)）的测定  43-47
  4.7 数据的处理  47-55
    4.7.1 采用MATLAB 语言得出的回归方程  47-49
    4.7.2 采用EXCEL 语言得出的回归方程  49-55
  4.8 回归方程的检验  55-57
    4.8.1 自配水样的检验  55
    4.8.2 宣化某冶炼厂废水测定  55-57
第五章 结论  57-60
  5.1 最佳试验条件的选择  57-58
  5.2 Cd~(2+)、Pb~(2+)的同时测定  58-59
  5.3 Cu~(2+)、Pb~(2+)的同时测定  59-60
参考文献  60-65
发表论文和科研情况说明  65-66
致谢  66

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境质量评价与环境监测 > 环境监测 > 水质监测
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