苯酚结构式是什么

对甲基苯酚与溴水反应方程式：

CH₃-C₆H₄-OH+BR₂=CH₃-C₆H₄-BR+HBRO

1个对甲基苯酚+2个溴分子=1个甲基（任意一个甲基）的两边邻位被取代的××【即2，6-溴-对甲基苯酚（羟基在3或5位）】+2个溴化氢。

新制溴水可以看成是溴的水溶液，进行与溴单质有关的化学反应，但时间较长的溴水中溴分子也会分解，溴水逐渐褪色。久置的溴水中只含有氢溴酸。次溴酸会在光照下分解成氢溴酸和氧气。

扩展资料：

以甲苯为原料，以硫酸为磺化剂，在110～130℃进行磺化反应，生成中间体甲苯磺酸，经中和后在340～365℃下与熔融氢氧化钠进行碱熔反应，得甲酚钠，经酸化后得粗甲酚，再经蒸馏分出邻甲酚和苯酚，得到以对甲酚为主体的间、对混甲酚。

温度变化、磺化剂种类以及甲苯与磺化剂的配比决定了生成甲酚中异构体组成。南京金燕化工总公司采用磺化碱熔法可生产高纯度对甲酚。常用的磺化剂还有发烟硫酸、氯磺酸。

甲苯磺化法制备对甲酚是最早的工业化方法，此法工艺较成熟，但需消耗大量的酸、碱，设备腐蚀问题大，目前该法还是生产对甲酚的主要方法。

性状：无色有刺激气味液体

密度（g/mL,25℃）：1.54

相对蒸汽密度（g/mL,空气=1）：3.9

熔点（oC）：-15.4

沸点（oC,常压）：71.8

折射率（20oC）：1.2850

黏度（mPa·s,20oC）：0.926

蒸发热（KJ/mol,平均）：36.31

蒸气压（kPa,25oC）：14.4

临界温度（oC）：246

临界压力（KPa）：4.05

溶解性：能与水、乙醇、乙醚、丙酮、苯、四氯化碳、己烷等混溶。能溶解多种脂肪族和芳香族化合物。三氟乙酸本身或与液态二氧化硫的混合物可溶解蛋白质。不燃。受热分解或与酸类接触放出有毒气体。具有强腐蚀性。

相对密度（25℃，4℃）：1.486

相对密度（20℃，4℃）：1.53510

溶度参数(J·cm-3)0.5：21.621

van der Waals面积（cm2·mol-1）：6.510×109

van der Waals体积（cm3·mol-1）：41.070

气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) ：-1031.4

液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1)：-1069.9

液相标准热熔(J·mol-1·K-1) ：170.2

作用与用途

1.与碱类、强氧化剂、强还原剂反应。与氟化氢，一氧化碳，二氧化碳分解。

化学性质：对热非常稳定，加热至400℃也不分解。在水中发生离子化，呈强酸性(25℃时，Ka＝0.588)。能形成稳定的金属盐或酯。三氟乙酸与三氯乙酸不同，在酸、碱的作用下不被水解。

2.毒性低于氟乙酸，大鼠口服LD50200mg/kg。因酸性强，其蒸气能刺激眼和黏膜，如与皮肤接触，能引起深度烧伤。生产设备应密闭，车间应有良好的通风。操作人员穿戴防护用具。空气中最高容许浓度2mg/m3。

3.是一类有机强酸，具有吸湿性和严重的腐蚀性，特别是对黏膜组织具有很强的损伤性，要避免吸入呼吸道。操作时应该在通风橱中进行，佩戴橡胶手套，防止接触性腐蚀，最好佩戴呼吸器。储存和使用时严禁和碱性溶剂或者对酸敏感的物质混合，三氟乙酸遇到高锰酸钾时发生剧烈爆炸!

　

性质与稳定性

1.该品是许多有机化合物的良好溶剂，与二硫化碳合用，可溶解蛋白质。也是有机反应的优良溶剂。可获得在一般有机溶剂中难以获得的结果。三氟乙酸用于合成含氟化合物、杀虫剂和染料。是酯化反应和缩合反应的催化剂；羟基和氨基的保护剂，用于糖和多肽的合成。还用作选矿剂。

2.三氟乙酸是重要的有机合成试剂，由它可以合成各种含氟化合物、杀虫剂和染料。三氟乙酸也是酯化反应和缩合反应的催化剂；还可作为羟基和氨基的保护剂，用于糖和多肽的合成

草酸、甲酸能用NaOH直接滴定，KaC足够大 若能直接滴定，都只有1个突跃。

苯酚，不能用NaOH直接滴定，酸性太弱！

草酸、甲酸、乙酸酸性比碳酸强，所以与碳酸氢钠反应，会有二氧化碳气体生成。苯酚酸性比碳酸弱，所以不会与碳酸氢钠反应，因为苯酚微溶于水，溶液会变浑浊。

酸性由强到弱的顺序：乙二酸 、甲酸、 乙酸、 碳酸 、苯酚。

扩展资料：

苯酚运输：

1.  苯酚一般以液体形式运输，液态苯酚中加入至多70%(重量)的丙酮。

2.  车辆应配备有防静电接地链，以免静电导致燃烧。

3.  车辆排气管要有阻火装置，以免火花导致火灾。

4.  不能和氧化剂、酸碱类物质、使用化学品混合运输。

5.  运输途中避免暴晒，中途远离火源、高温区等。

6.  按照相关部门规定的线路运输。

参考资料来源：百度百科——甲酸

参考资料来源：百度百科——苯酚

参考资料来源：百度百科——草酸

acid 一、化学-酸 电离时生成的阳离子全部是氢离子（H+）的化合物叫做酸，与碱(通常指味苦的、溶液能使特定指示剂变色的物质（如使石蕊变蓝，使酚酞变红等），其水溶液的PH值大于7。)[1] 酸是一类化合物的统称，分为无机酸和有机酸(有机酸是指一些具有酸性的有机化合物。最常见的有机酸是羧酸，其酸性源于羧基 (-COOH)。磺酸 (-SO3H)等也属于有机酸。 有机酸可与醇反应生成酯。） 。酸在化学中狭义的定义是：在水溶液中电离出的阳离子全部都是氢离子的化合物（比如H2SO4是酸，而NaHSO4不是）。此定义称为-{zh-hk:阿瑞尼士zh-cn:阿仑尼乌斯}-(S. Arrhenius)酸。这类物质大部分易溶于水中，少部分,如:硅酸,难溶于水.酸的水溶液一般可导电,其导电性质与其在水中电离度有关,部分酸在水中以分子的形式存在,不导电部分酸在水中离解为正负离子,可导电。较广义的定义，则认为反应中能提供质子的是酸，反之为碱，此定义称为布忍斯特(J. M. Bronsted)-罗瑞(T. M. Lowry)酸。另外还有被称为-{zh-hk:刘以士zh-cn:路易斯}-(G. N. Lewis)酸的定义，定义酸为电子对的接受者，范围更为广泛。酸可以和碱进行中和作用(neutralization),生成水和盐 根据酸在水溶液中电离度的大小，有强酸和弱酸之分 ，一般认为，强酸在水溶液中完全电离，如盐酸、硝酸；弱酸在水溶液中部分电离，如乙酸、碳酸[1]。 比较酸的强度，可比较它们在一种碱中的离解常数。根据广义的定义，水就是一种碱，故对弱酸，比较在水中的离解常数即可。这叫“水的区分效应”。强酸之间的比较，不能用水，这叫水的“拉平效应”；不过可以使用更强的碱。像乙酸这样的弱酸，几乎不在水中电离，使水的区分效应不明显，可使用更强的碱。 含氧酸的命名：对于分子中只含一个成酸元素的简单含氧酸，将其较为常见的一种称某酸，其他含氧酸按成酸元素的氧化数较某酸高、低或有无过氧—O—O—结构而命名。例如氯酸HClO3(氯的氧化数为＋5)、高氯酸HClO4(氧化数＋7)、亚氯酸HClO2(氧化数为＋3)、次氯酸 HClO(氧化数＋1)；又如HSO、HSO8中含有—O—O—键，称过氧一硫酸、过氧二硫酸。两个简单含氧酸缩去一分子水后生成的酸称焦酸(或称一缩某酸)，例如： 也有用重作词头来命名的，例如： 简单含氧酸脱去(全部)氢氧基而生成的基称醯基，如—SO—称硫醯基，CrOCl称铬醯氯。 若把含氧酸的化学式写成MO(OH)(M为金属)，就可以根据 值来判断常见含氧酸的强弱： ＝0 极弱酸，如硼酸H3BO3

九、电磁感应

1.[感应电动势的大小计算公式]

1)E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝

2)E＝BLV垂(切割磁感线运动) ｛L:有效长度(m)｝

3)Em＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势） ｛Em:感应电动势峰值｝

4)E＝BL2ω/2（导体一端固定以ω旋转切割） ｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝

2.磁通量Φ＝BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}

3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定｛电源内部的电流方向：由负极流向正极｝

*4.自感电动势E自＝nΔΦ/Δt＝LΔI/Δt｛L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),

ΔI:变化电流,?t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)｝

注：(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定，楞次定律应用要点；

(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化；(3)单位换算：1H＝103mH＝106μH。

(4)其它相关内容：自感/日光灯。

十、交变电流（正弦式交变电流）

1.电压瞬时值e＝Emsinωt 电流瞬时值i＝Imsinωt；(ω＝2πf)

2.电动势峰值Em＝nBSω＝2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im＝Em/R总

3.正(余)弦式交变电流有效值：E＝Em/(2)1/2；U＝Um/(2)1/2 ；I＝Im/(2)1/2

4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系

U1/U2＝n1/n2； I1/I2＝n2/n2； P入＝P出

5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损′＝(P/U)2R；

（P损′:输电线上损失的功率，P:输送电能的总功率，U:输送电压，R:输电线电阻）；

6.公式1、2、3、4中物理量及单位：ω:角频率(rad/s)；t:时间(s)；n:线圈匝数；B:磁感强度(T)；

S:线圈的面积(m2)；U输出)电压(V)；I:电流强度(A)；P:功率(W)。

注:(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电＝ω线，f电＝f线；

(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变；

(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值；

(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定，输入功率等于输出功率,

当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大，即P出决定P入；

(5)其它相关内容：正弦交流电图象/电阻、电感和电容对交变电流的作用。

1．有机物的溶解性

（1）难溶于水的有：各类烃、卤代烃、硝基化合物、酯、绝大多数高聚物、高级的（指分子中碳原子数目较多的，下同）醇、醛、羧酸等。

（2）易溶于水的有：低级的[一般指N(C)≤4]醇、（醚）、醛、（酮）、羧酸及盐、氨基酸及盐、单糖、二糖。（它们都能与水形成氢键）。

（3）具有特殊溶解性的：

① 乙醇是一种很好的溶剂，既能溶解许多无机物，又能溶解许多有机物，所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分，也常用乙醇作为反应的溶剂，使参加反应的有机物和无机物均能溶解，增大接触面积，提高反应速率。例如，在油脂的皂化反应中，加入乙醇既能溶解NaOH，又能溶解油脂，让它们在均相（同一溶剂的溶液）中充分接触，加快反应速率，提高反应限度。

② 苯酚：室温下，在水中的溶解度是9.3g（属可溶），易溶于乙醇等有机溶剂，当温度高于65℃时，能与水混溶，冷却后分层，上层为苯酚的水溶液，下层为水的苯酚溶液，振荡后形成乳浊液。苯酚易溶于碱溶液和纯碱溶液，这是因为生成了易溶性的钠盐。

有机推断

一、解答有机推断题的常用方法有：

1．根据物质的性质推断官能团，如：能使溴水反应而褪色的物质含碳碳双双键、三键“-CHO”和酚羟基；能发生银镜反应的物质含有“-CHO”；能与钠发生置换反应的物质含有“-OH”；能分别与碳酸氢钠镕液和碳酸钠溶液反应的物质含有“-COOH”；能水解产生醇和羧酸的物质是酯等。

2．根据性质和有关数据推知官能团个数，如：-CHO→2Ag→Cu20；2-0H→H2；2-COOH(CO32-)→CO2

3．根据某些反应的产物推知官能团的位置，如：

(1)由醇氧化得醛或羧酸，-OH一定连接在有2个氢原子的碳原子上；由醇氧化得酮，-OH接在只有一个氢原子的碳原子上。

(2)由消去反应产物可确定“-OH”或“-X”的位置。

(3)由取代产物的种数可确定碳链结构。

(4)由加氢后碳的骨架，可确定“C=C”或“C≡C”的位置。

能力点击： 以一些典型的烃类衍生物(溴乙烷、乙醇、乙酸、乙醛、乙酸乙酯、脂肪酸、甘油酯、多羟基醛酮、氨基酸等)为例，了解官能团在有机物中的作用．掌握各主要官能团的性质和主要化学反应，并能结合同系列原理加以应用．

注意：烃的衍生物是中学有机化学的核心内容，在各类烃的衍生物中，以含氧衍生物为重点．教材在介绍每一种代表物时，一般先介绍物质的分子结构，然后联系分子结构讨论其性质、用途和制法等．在学习这一章时首先掌握同类衍生物的组成、结构特点(官能团)和它们的化学性质，在此基础上要注意各类官能团之间的衍变关系，熟悉官能团的引入和转化的方法，能选择适宜的反应条件和反应途径合成有机物．

二、1、 常温常压下为气态的有机物： 1～4个碳原子的烃，一氯甲烷、新戊烷、甲醛。性质，结构，用途，制法等。

2、 碳原子较少的醛、醇、羧酸（如甘油、乙醇、乙醛、乙酸）易溶于水；液态烃（如苯、汽油）、卤代烃（溴苯）、硝基化合物（硝基苯）、醚、酯（乙酸乙酯）都难溶于水；苯酚在常温微溶与水，但高于65℃任意比互溶。

3、 所有烃、酯、一氯烷烃的密度都小于水；一溴烷烃、多卤代烃、硝基化合物的密度都大于水。

4、 能使溴水反应褪色的有机物有：烯烃、炔烃、苯酚、醛、含不饱和碳碳键（碳碳双键、碳碳叁键）的有机物。能使溴水萃取褪色的有：苯、苯的同系物（甲苯）、CCl4、氯仿、液态烷烃等。

5、 能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物：烯烃、炔烃、苯的同系物、醇类、醛类、含不饱和碳碳键的有机物、酚类（苯酚）。

6、 碳原子个数相同时互为同分异构体的不同类物质：烯烃和环烷烃、炔烃和二烯烃、饱和一元醇和醚、饱和一元醛和酮、饱和一元羧酸和酯、芳香醇和酚、硝基化合物和氨基酸。

7、 无同分异构体的有机物是：烷烃：CH4、C2H6、C3H8；烯烃：C2H4；炔烃：C2H2；氯代烃：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、C2H5Cl；醇：CH4O；醛：CH2O、C2H4O；酸：CH2O2。

8、 属于取代反应范畴的有：卤代、硝化、磺化、酯化、水解、分子间脱水（如：乙醇分子间脱水）等。

9、 能与氢气发生加成反应的物质：烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛、酮、不饱和羧酸(CH2=CHCOOH)及其酯(CH3CH=CHCOOCH3)、油酸甘油酯等。

三、有机化学知识点总结

1．需水浴加热的反应有：

（1）、银镜反应（2）、乙酸乙酯的水解（3）苯的硝化（4）糖的水解

（5）、酚醛树脂的制取（6）固体溶解度的测定

凡是在不高于100℃的条件下反应，均可用水浴加热，其优点：温度变化平稳，不会大起大落，有利于反应的进行。

2．需用温度计的实验有：

（1）、实验室制乙烯（170℃） （2）、蒸馏 （3）、固体溶解度的测定

（4）、乙酸乙酯的水解（70－80℃） （5）、中和热的测定

（6）制硝基苯（50－60℃）

〔说明〕：（1）凡需要准确控制温度者均需用温度计。（2）注意温度计水银球的位置。

3．能与Na反应的有机物有： 醇、酚、羧酸等——凡含羟基的化合物。

4．能发生银镜反应的物质有：

醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖——凡含醛基的物质。

5．能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质有：

（1）含有碳碳双键、碳碳叁键的烃和烃的衍生物、苯的同系物

（2）含有羟基的化合物如醇和酚类物质

（3）含有醛基的化合物

（4）具有还原性的无机物（如SO2、FeSO4、KI、HCl、H2O2等）

6．能使溴水褪色的物质有：

（1）含有碳碳双键和碳碳叁键的烃和烃的衍生物（加成）

（2）苯酚等酚类物质（取代）

（3）含醛基物质（氧化）

（4）碱性物质（如NaOH、Na2CO3）（氧化还原――歧化反应）

（5）较强的无机还原剂（如SO2、KI、FeSO4等）（氧化）

（6）有机溶剂（如苯和苯的同系物、四氯甲烷、汽油、已烷等，属于萃取，使水层褪色而有机层呈橙红色。）

7．密度比水大的液体有机物有：溴乙烷、溴苯、硝基苯、四氯化碳等。

8、密度比水小的液体有机物有：烃、大多数酯、一氯烷烃。

9．能发生水解反应的物质有：

卤代烃、酯（油脂）、二糖、多糖、蛋白质（肽）、盐。

10．不溶于水的有机物有：

烃、卤代烃、酯、淀粉、纤维素

11．常温下为气体的有机物有：

分子中含有碳原子数小于或等于4的烃（新戊烷例外）、一氯甲烷、甲醛。

12．浓硫酸、加热条件下发生的反应有：

苯及苯的同系物的硝化、磺化、醇的脱水反应、酯化反应、纤维素的水解

13．能被氧化的物质有：

含有碳碳双键或碳碳叁键的不饱和化合物（KMnO4）、苯的同系物、醇、醛、酚。

大多数有机物都可以燃烧，燃烧都是被氧气氧化。

14．显酸性的有机物有：含有酚羟基和羧基的化合物。

15．能使蛋白质变性的物质有：强酸、强碱、重金属盐、甲醛、苯酚、强氧化剂、浓的酒精、双氧水、碘酒、三氯乙酸等。

16．既能与酸又能与碱反应的有机物：具有酸、碱双官能团的有机物（氨基酸、蛋白质等）

17．能与NaOH溶液发生反应的有机物：

（1）酚： （2）羧酸： （3）卤代烃（水溶液：水解；醇溶液：消去）

（4）酯：（水解，不加热反应慢，加热反应快） （5）蛋白质（水解）

18、有明显颜色变化的有机反应：

1．苯酚与三氯化铁溶液反应呈紫色；

2．KMnO4酸性溶液的褪色；

3．溴水的褪色；

4．淀粉遇碘单质变蓝色。

5．蛋白质遇浓硝酸呈黄色（颜色反应）

生命的物质基础

生物体的生命活动都有共同的物质基础

化学元素 在不同的生物体内，各种化学元素的含量相差很大。

分类：大量元素、微量元素

化合物是生物体生命活动的物质基础。

化学元素能够影响生物体的生命活动。

生物界和非生物界具有统一性和差异性

化合物 水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质、核酸。

水——自由水、结合水

无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用。

糖类——单糖、二糖、多糖。

脂质——脂肪、类脂、固醇

自由水是细胞内的良好溶剂，可以把营养物质运送到各个细胞。

维持细胞的渗透压和酸碱平衡，细胞形态、功能。

糖类是构成生物体的重要成分，也是细胞的主要能源物质。

脂肪是生物体内储存能量的物质；减少身体热量散失，维持体温恒定，减少内脏摩擦，缓冲外界压力。

磷脂是构成细胞膜的重要成分。

固醇——胆固醇、维生素D、性激素；维持正常新陈代谢和生殖过程。

蛋白质与核酸 蛋白质和核酸都是高分子物质。

蛋白质是细胞中重要的有机化合物，一切生命活动都离不开蛋白质。

核酸是遗传信息的载体。

蛋白质结构：氨基酸的种类、数目、排列和肽链的空间结构。

蛋白质功能：催化、运输、调节、免疫、识别

染色体是遗传物质的主要载体。

生命的基本单位——细胞

细胞是生物体的结构和功能的基本单位。

细胞结构与功能 细胞分类：真核生物、原核生物

细胞具有非常精细的结构和复杂的自控功能。 细胞只有保持完整性，才能够正常地完成各项生命活动。

细胞膜 结构：流动镶嵌模型——磷脂、蛋白质。

基本骨架：磷脂双分子层

糖被的结构：蛋白质+多糖。

细胞壁：纤维素、果胶 功能：流动性、选择透过性

选择透过性：自由扩散（苯）、主动运输

主动运输：能保证活细胞按照生命活动的需要，选择吸收所需要的营养物质，排除新陈代谢产生的废物和有害物质。

糖被功能：保护和润滑、识别

细胞质 基质——营养物质

细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所。

各种细胞器是完成其功能的结构基础和单位。

线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。

叶绿体是细胞光合作用的场所。

内质网——光面：脂类、糖类合成与运输

粗面：糖蛋白的加工合成

核糖体

高尔基体

液泡对细胞的内环境起着调节作用，可以使细胞保持一定的渗透压和膨胀状态。

细胞核 结构：核膜、核仁、染色质

核膜——是选择透过性膜，但不是半透膜

染色质——DNA+蛋白质

染色质和染色体是细胞中同一种物质和不同时期的两种形态 功能：

核孔——核质之间进行物质交换的孔道。

细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。

细胞核在生命活动中起着决定作用。

原核细胞 主要特点是没有由核膜包围的典型细胞核。

其细胞壁不含纤维素，而主要是糖类和蛋白质。

没有复杂的细胞器，但有分散的核糖体。

拟核 裸露DNA

细胞相对较小

细胞增殖 方式：有丝分裂、无丝分裂，减数分裂。 细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。

有丝分裂

细胞周期 有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。

体细胞进行有丝分裂是有周期性的，也就有细胞周期

动物与植物有丝分裂区别：前期、末期 不同种类的细胞，一个细胞周期的时间不同。

分裂间期最大特点：完成DNA分子复制和有关蛋白质的合成。

意义：保持了遗传性状的稳定性。

细胞分化 仅有细胞的增殖，而没有细胞分化，生物体不能进行正常的生长发育。

细胞分化是一种持久性的变化，发生在生物体的整个生命进程中，胚胎时期达最大限度。

细胞稳定性变异是不可逆转的。

细胞全能性：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜在能力。 全能性表现最强的细胞是已启动分裂的干细胞；

受精卵具有最高全能性。

细胞癌变 细胞畸形分化。

致癌因子：物理、化学、病毒。

癌细胞由于原癌基因从抑制变成激活状态，使细胞发生转化而引起的。 特征：无限增殖；形态结构变化；细胞膜变化。

细胞衰老 是细胞生理和生化发生复杂变化的过程，最终反映在细胞的形态、结构、功能上发生了变化。 特征：水分减少，新陈代谢减弱；酶的活性降低；

色素积累，阻碍了细胞内物质交流和信息传递；

呼吸速度减慢，体积增大，染色质固缩、染色加深，物质运输功能降低。

第三章 生物新陈代谢

在新陈代谢基础上，生物体才能表现（生长发育遗传变异）生命的基本特征。 新陈代谢是生物最基本的特征，是生物与非生物最本质的区别。

酶 酶是活细胞的一类具有生物催化作用的有机物（蛋白质、核酸） 特征：高效性、专一性。

需要的适宜条件：适宜温度和PH

ATP ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。

形成途径：动物——呼吸作用

植物——光合作用、呼吸作用

形成方式：ADP+Pi ATP在细胞内含量很少，但转化十分迅速，总是处于动态平衡。

光合作用 意义：除了将太阳能转化成化学能，并贮存在光合作用制造的糖类等有机物中，以及维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定外，还对生物的进化具有重要作用。 蓝藻在地球上出现以后，地球大气中才逐渐含有氧。

水分代谢 渗透作用必备条件：

具有半透膜；两侧溶液具有浓度差。

原生质层：细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质。 蒸腾作用是水分吸收和矿质元素运输的动力。

矿质代谢 矿质元素以离子形式被根尖吸收。

植物对水分的吸收和对矿质元素的吸收是相对独立的过程。 矿质元素的利用形式：N、P、Mg

Ca、Fe

营养物质代谢 三大营养物质的基本来源是食物。

糖类：食物中的糖类绝大部分是淀粉。

脂类：食物中的脂类绝大部分是脂肪。

蛋白质：合成；氨基转换；脱氨基

关注：血糖调节、肥胖问题、饮食搭配。

只有合理选择和搭配食物，养成良好饮食习惯，才能维持健康，保证人体新陈代谢、生长发育等生命活动的正常进行。

甘油&脂肪酸大部分再度合成为脂肪。

动物性食物所含氨基酸种类比植物性食物齐全。

三大营养物质之间相互联系，相互制约。他们之间可以转化，但是有条件，而且转化程度有明显差异。

内环境与稳态 内环境相关系统：循环、呼吸、消化、泌尿。

包括：细胞外液（组织液、血浆、淋巴）

内环境是体内细胞生存的直接环境。

内环境理化性质包括：温度、PH、渗透压等

稳态：机体在神经系统和体液的调节下，通过各器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。 体内细胞只有通过内环境，才能与外界环境进行物质交换。

稳态意义：机体新陈代谢是由细胞内很多复杂的酶促反应组成的，而酶促反应的进行需要温和的外界条件，必须保持在适宜的范围内，酶促反应才能正常进行。

呼吸作用 分类：有氧呼吸、无氧呼吸

有氧和无氧呼吸的第一阶段都在细胞质基质中进行。

无氧呼吸的场所是细胞质基质

生物体生命活动都需要呼吸作用供能 意义：呼吸作用能为生物体生命活动供能；呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。

新陈代谢类型 同化作用

异化作用 自养型：光能自养、化能自养

异养型

需氧型

厌氧型

第四章 生命活动的调节

植物生命活动调节基本形式激素调节

动物生命活动调节基本形式神经调节和体液调节。神经调节占主导地位。

植物 向性运动是植物受单一方向的外界刺激引起定向运动。

植物的向性运动是对外界环境的适应性。

其他激素：赤霉素、细胞分裂素；脱落酸、乙烯。

植物的生长发育过程，不是受单一激素调节，而是由多种激素相互协调、共同调节。 生长素是最早发现的一种植物激素。

生长素的生理作用具有两重性，这与生长素浓度和植物器官种类等有关。

生长素的运输是从形态学的上端向下端运输。

应用：促扦插枝条生根；促果实发育；防落花果。

动物——体液 体液调节：某些化学物质通过体液传送，对人和动物体的生理活动所进行的调节。

激素调节是体液调节的主要内容。

反馈调节：协同作用、拮抗作用。

通过反馈调节作用，血液中的激素经常维持在正常的相对稳定的水平。 下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽。

激素调节是通过改变细胞代谢而发挥作用。

生长激素与甲状腺激素；血糖调节。

动物——神经 生命活动调节主要是由神经调节来完成。

神经调节基本方式——反射。

反射活动结构基础——反射弧

兴奋传导形式——神经冲动。

兴奋传导：神经纤维上传导；细胞间传递

神经调节以反射方式实现；体液调节是激素随血液循环输送到全身来调节。体内大多数内分泌腺受中枢神经系统控制，分泌的激素可以影响神经系统的功能。 反射活动——非条件反射、条件反射。

条件反射大大地提高了动物适应复杂环境变化的能力。

神经中枢功能——分析和综合

神经纤维上传导——电位变化、双向

细胞间传递——突触、单向

动物——行为 动物行为是在神经系统、内分泌系统、运动器官共同调节作用下形成的。

行为受激素、神经调节控制。

先天性行为：趋性、本能、非条件反射

后天性行为：印随、模仿、条件反射

动物建立后天性行为主要方式：条件反射

动物后天性行为最高级形式：判断、推理

高等动物的复杂行为主要通过学习形成。 神经系统的调节作用处主导地位。

性激素与性行为之间有直接联系。

垂体分泌的促性腺激素能促进性腺发育和性激素分泌，进而影响动物性行为。

大多数本能行为比反射行为复杂。（迁徙、织网、哺乳）

生活体验和学习对行为的形成起决定作用。

判断、推理是通过学习获得。

学习主要是与大脑皮层有关。

生物的生殖和发育

生殖 无性生殖、有性生殖

有性生殖使产生的后代具备了双亲的遗传特性，具有更强的生活能力和变异性，对生物的生存和进化具有重要意义。 单子叶：玉米、小麦、水稻

双子叶：豆类（花生、大豆）、黄瓜、荠菜

减数分裂和受精作用维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，具有遗传和变异作用。

个体发育 从受精卵开始发育到性成熟个体的过程。

植物个体发育 花芽形成标志生殖生长的开始。 受精卵经过短暂休眠；受精极核不经休眠。

胚柄产生激素类物质，促进胚体发育。

动物个体发育 胚胎发育、胚后发育

含色素的动物极总是朝上，保证胚胎发育所需的温度条件。

生物的个体发育是系统发育短暂而迅速的重演。 爬行类、鸟类、哺乳类的胚胎发育早期具有羊膜结构，保证了胚胎发育所需的水环境，具有防震和保护作用，增强了对陆地环境的适应能力。

遗传和变异

遗传物质基础 DNA的探索：

转化因子的发现→转化因子是DNA→DNA是遗传物质→DNA是主要遗传物质

DNA复制是边解旋边复制的过程。

复制方式——半保留复制。

基因的本质是具有遗传效应的DNA片段

基因是决定生物性状的基本单位。

基因对性状的控制：

1 通过控制酶的合成来控制代谢过程；

2 通过控制蛋白质分子结构来直接影响 脱氧核苷酸是构成DNA的基本单位。

染色体是遗传物质的主要载体。

DNA分子结构：DNA双螺旋结构

碱基互补配对原则

碱基不同排列构成了DNA的多样性，也说明了生物体具有多样性和特异性的原因。

DNA双螺旋结构和碱基互补配对原则保证了复制能够精确、准确地进行，保持了遗传的连续性。

各种生物都公用同一套遗传密码。

中心法则的书写。

一个性状可由多个基因控制。

生物变异 不可遗传：不引起体内遗传物质变化

可遗传：基因突变、基因重组、染色体变异

多倍体产生原因，是体细胞在有丝分裂过程中，染色体完成了复制，但受外界影响，使纺锤体形成受破坏，从而染色体加倍。 基因突变是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料。

通过有性生殖过程实现的基因重组，为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成生物多样性的 重要原因之一。

多倍体育种营养物质增加，但发育延迟、结实少。

单倍体育种可以在短时间内得到一个稳定的纯系品种，明显缩短了育种年限。

优生措施 禁止近亲结婚；遗传咨询；适龄生育；产前诊断。

生物进化

进化基本单位­­­——种群

进化实质——种群基因频率的改变

突变和基因重组只是产生生物进化的原材料，不能决定生物进化方向。

生物进化方向由自然选择决定。

不同种群之间一旦产生生殖隔离，就不会有基因交流。 突变和基因重组是生物进化的原材料；

自然选择决定生物进化方向；

隔离是新物种形成必要条件。

生物与环境

生态因素 非生物因素

光：光对植物的生理和分布起着决定性作用。

光对动物的影响很明显。（繁殖活动）

温度：温度对生物分布、生长、发育的影响

水：决定陆地生物分布的重要因素。 生物因素

种内关系：种内互助、种内斗争

种间关系：互利共生、寄生、竞争、捕食

种群 特征：种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例。

数量变化：“J”曲线、“S”曲线。

研究数量变化意义：在野生生物资源的合理利用和保护、害虫防治方面。 影响种群变化因素：气候、食物、被捕食、传染病。

人类活动对自然界中种群数量变化的影响越来越大。

生物群落 垂直结构、水平结构

生态系统 结构

成分：非生物的物质和能量；生产者；消费者；分解者。

成分间联系——食物链、食物网

生产者固定的太阳能的总量是流经该系统的总能量。

能量流动特点：单向流动、逐级递减

物质循环和能量流动沿着食物链、网进行的。

据此实现对能量的多极利用，从而大大提高能量利用效率。

能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。

生态系统稳定性 生态系统的自动调节能力是有一定限度。

一个生态系统，抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在相反的关系。 生态系统成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力越低，抵抗力稳定性越低。

水体中的污染物质除无机化合物外，还含有大量的有机物质，它们是以毒性和使水体溶解氧减少的形式对生态系统产生影响。已经查明，绝大多数致癌物质是有毒的有机物质，所以有机物污染指标是水质十分重要的指标。

水中所含有机物种类繁多，难以一一分别测定各种组分的定量数值，目前多测定与水中有机物相当的需氧量来间接表征有机物的含量(如CoD、BOD等)，或者某一类有机污染物(如酚类、油类、苯系物、有机磷农药等)。但是，上述指标并不能确切反映许多痕量危害性大的有机物污染状况和危害，因此，随着环境科学研究和分析测试技术的发展，必将大大加强对有毒有机物污染的监测和防治。

一、化学需氧量(COD)

化学需氧量是指水样在一定条件下，氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的m8从表示。水中还原性物质包括有机物和亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等无机物。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度。基于水体被有机物污染是很普遍的现象，该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。

对废水化学需氧量的测定，我国规定用重铬酸钾法，也可以用与其测定结果一致的库仑滴定法。

(一)重铬酸钾法(CODcI)

在强酸性溶液中，用重铬酸钾氧化水样中的还原性物质，过量的重铬酸钾以试铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据其用量计算水样中还原性物质消耗氧的量。反应式如下：

测定过程见图2—35。

水样20mL(原样或经稀释)于锥形瓶中

↓←H8S0‘0．48(消除口—干扰)

混匀

←0．25m01／L(1／6K2Cr20?)100mL

↓←沸石数粒

混匀，接上回流装置

↓←自冷凝管上口加入A82S04—H2S0‘溶液30mL(催化剂)

混匀

↓

回流加热2h

↓

冷却

↓←自冷凝管上口加入80mL水于反应液中

取下锥形瓶

↓←加试铁灵指示剂3摘

用0.1m01从(N氏久Fe(S04)2标液滴定，终点由蓝绿色变成红棕色。

图2—35 CoDcr测定过程

重铬酸钾氧化性很强，可将大部分有机物氧化，但吡啶不被氧化，芳香族有机物不易被氧化；挥发性直链脂肪组化合物、苯等存在于蒸气相；不能与氧化剂液体接触，氧化不明显。氯离子能被重铬酸钾氧化，并与硫酸银作用生成沉淀；可加入适量硫酸汞缀合之。

测定结果按下式计算：

式中：V。——滴定空白时消耗硫酸亚扶铵标准溶液体积(mL)5—

Vl——滴定水样消耗硫酸亚铁铵标准溶液体积(mL)；

V——水样体积(mL)； ‘

c——硫酸亚铁铵标准溶液浓度(m01儿)t3

8——氧(1／20)的摩尔质量(8／m01)。

用o．25m01几的重铬酸钾溶液可测定大于50m8从的COD值；用0．025m01儿重铬酸钾溶液可测定5—50m8／L的COD值，但准确度较差。

(二)恒电流库仑滴定法

恒电流库仑滴定法是一种建立在电解基础上的分析方法。其原理为在试液中加入适当物质，以一定强度的恒定电流进行电解，使之在工作电极(阳极或阴极)上电解产生一种试剂(称滴定剂)，该试剂与被测物质进行定量反应，反应终点可通过电化学等方法指示。依据电解消耗的电量和法拉第电解定律可计算被测物质的含量。法拉第电解定律的数学表达式为：

式中：W——电极反应物的质量(8)；

I——电解电流(A)；

t——电解时间(s)；

96500——法拉第常数(C)；

M——电极反应物的摩尔质量(8)；

n——每克分子反应物的电子转移数。

库仑式COD测定仪的工作原理示于图2—36。由库仑滴定池、电路系统和电磁搅拌器等组成。库仑池由工作电极对、指示电极对及电解液组成，其中，工作电极对为双铂片工作阴极和铂丝辅助阳极(置于充3m01几H2SOd，底部具有液络部的玻璃管

内)，用于电解产生滴定剂；指示电极底部具有液络部的玻璃管中)，以其电位的变化指示库仑滴定终点。电解液为10．2m01／L硫酸、重铬酸钾和硫酸铁混合液。电路系统由终点微分电路、电解电流变换电路、频率变换积分电路、数字显示逻辑运算电路等组成，用于控制库仑滴定终点，变换和显示电解电流，将电解电流进行频率转换、积分，并根据电解定律进行逻辑运算，直接显示水样的COD值。

使用库仑式COD测定仪测定水样COD值的要点是：在空白溶液(蒸馏水加硫酸)和样品溶液(水样加硫酸)中加入同量的重铬酸钾溶液，分别进行回流消解15分钟，冷却后各加入等量的、硫酸铁溶液，于搅拌状态下进行库仑电解滴定，即Fe”在工作阴极上还原为Fe”(滴定剂)去滴定(还原)CrzOv2—。库仑滴定空白溶液中CrzOv”得到的结果为加入重铬酸钾的总氧化量(以O 2

计)；库仑滴定样品溶液中CrzO v”得到的结果为剩余重铬酸钾的氧化量(以02计)。设前者需电解时间为‘o，后者需‘，则据法拉第电解定律可得：

式中：1r——被测物质的重量，即水样消耗的重铬酸钾相当于氧的克数；

I＝—电解电流；

M——氧的分子量(32)；

n——氧的得失电子数(4)；

96500——法拉第常数。

设水样coD值为c5(mg儿)；水样体积为v(mL)，则1y·c2，代入上式，经整理后得：

本方法简便、快速、试剂用量少，不需标定滴定溶液，尤其适合于工业废水的控制分析。当用3mI‘o．05mol儿重铬酸钾溶液进行标定值测定时，最低检出浓度为3m8入；测定上限为100m8／L。但是，只有严格控制消解条件一致和注意经常清洗电极，防止沾污，才能获得较好的重现性。

二、高锰酸盐指数，

以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量，以前称为锰法化学耗氧量。我国新的环境水质标准中，已把该值改称高锰酸盐指数，而仅将酸性重铬酸钾法测得的值称为化学需氧晕。国际标准化组织(1SO)建议高锰酸钾法仅限于测定地表水、饮用水和生活污水。

按测定溶液的介质不同，分为酸性高锰酸钾法和碱性高锰酸钾法。因为在碱性条件下高锰酸钾的氧化能力比酸性条件下稍弱，此时不能氧化水中的氯离子，故常用于测定含氯离子浓度较高的水样。

酸性高锰酸钾法适用于氯离子含量不超过300m8儿的水样。当高锰酸盐指数超过5mg从时，应少取水样并经稀释后再测定。其测定过程如图2—37所示。

取水样100mL(原样或经稀释)于锥形瓶中

↓←(1十3)H：SO‘5mL ‘

混匀

↓←o．olmoI儿高锰玻钾标液(十KMn04)10．omL

沸水浴30min

↓←o．olo omot儿草酸钠标液(专Nasc20‘)lo．oomL

退色 ‘

↓←o．01m01儿高锗酸钾标液回滴

终点微红色 ：

图2—37 高锗酸盐指数测定过程

测定结果按下式计算：

1．水样不经稀释

高锰酸盐指数

式中：Vl——滴定水样消耗高锰酸钾标液量(mL)；

K——校正系数(每毫升高锰酸钾标液相当于草酸钠标液的毫升数)；

M——草酸钠标液(1／．2Na2C20d)浓度(nt01从)；

8——氧(1／20)的摩尔质量(8／m01)；

100——取水样体积(mL)。

2．水样经稀释

高锰酸盐指数

式中2V。——空白试验中高锰酸钾标液消耗量(mL)

Vz——分取水样体积(mL)；

f——稀释水样中含稀释水的比值(如10．omL水样稀释至100mL．，Ng／＝0．90)l

其他项同水样不经稀释计算式。

化学需氧量(CODcr)和高锰酸盐指数是采用不同的氧化剂在各自的氧化条件下测定的，难以找出明显的相关关系。一般来说，重铬酸钾法的氧化率可达90％，而高锰酸钾法的氧化率为50％左右，1两者均未达完全氧化，因而都只是一个相对参考数据。

三、生化需氧量(BOD)

生化需氧量是指在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。同时亦包括如硫化物、亚铁等还原性无机物质氧化所消耗的氧量，但这部分通常占很小比例。

有机物在微生物作用下好氧分解大体上分两个阶段。第一阶段称为含破物质氧化阶段，主要是含碳有机物氧化为二氧化碳和水；第二阶段称为硝化阶段，主要是含氮有机化合物在硝化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐。然而这两个阶段并非截然分开，而是各有主次。对生活污水及性质与其接近的工业废水，硝化阶段大约在5—7日，甚至10日以后才显著进行，故目前国内外广泛采用的20℃五天培养法(BODs法)测定BOD值一般不包括硝化阶段。

BOD是反映水体被有机物污染程度的综合指标，也是研究废水的可生化降解性和生化处理效果，以及生化处理废水工艺设计和动力学研究中的重要参数。

(一)五天培养法(20℃)

也苏标准稀释法。其测定原理是水样经稀释后，在29土1℃条件下培养5天，求出培养前后水样中溶解氧含量，二者的差值为BOD5。如果水样五日生化需氧量未超过7m8／L，则不必进行稀释，可直接测定。很多较清洁的河水就属于这一类水。

对于不合或少含微生物的工业废水，如酸性废水、碱性废水、高温废水或经过氯化处理的废水，在测定BODs时应进行接种，以引入能降解废水中有机物的微生物。当废水中存在着难被一般生活污水中的微生物以正常速度降解的有机物或有剧毒物质时，应将驯化后的微生物引入水样中进行接种。

1．稀释水

对于污染的地面水和大多数工业废水，因含较多的有机物，需要稀释后再培养测定，以保证在培养过程中有充足的溶解氧。其稀释程度应使培养中所消耗的溶解氧大于2血8凡，而剩余溶解氧在1m8儿以上。

稀释水一般用蒸馏水配制，．先通入经活性炭吸附及水洗处理的空气，曝气2—8h，使水中溶解氧接近饱和，然后再在20℃下放置数小时。临用前加入少量氯化钙、氯化铁、硫酸镁等营养盐溶液及磷酸盐缓冲溶液，混匀备用。稀释水的pH值应为7．2，BOD5应小于0．2血8儿。

高锰酸盐指数 (mg/L)系 数

＜ 5

5 — 10

10 — 20

＞ 20 0 ． 2 、 0 ． 3

0 ． 4 、 0 ． 6

0 ． 5 、 0 ． 7 、

1 ． 0

如水样中无微生物，则应于稀释水中接种微生物，即在每升稀释水中加入生活污水上层清液1—10mL，或表层土壤浸出液20—30mL，或河水、湖水10—100mL。这种水称为接种稀释水。为检查稀释水相接种液的质量，以及化验人员的操作水平，将每升含葡萄糖和谷氨酸各150m8的标准溶液以1：50稀释比稀释后，与水样同步测定BODs，测得值应在180—230m8儿之间，否则，应检查原因，予以纠正。

2．水样稀释倍数

水样稀释倍数应根据实践经验进行估算。表2—13列出地面水稀释倍数估算方法。工业废水的稀释倍数由CODcr值分别乘以系数0．075、o．15、0．25获得。通常同时作三个稀释比的水样。表2—13 由高锰酸盐指数估算稀释倍数乘以的系数

3．测定结果计算

对不经稀释直接培养的水样：

式中Icl——水样在培养前溶解氧的浓度(m8儿)；

‘：——水样经5天培养后，剩余溶解氧浓度(m8儿)。

对稀释后培养的水样：

式中：Bl——稀释水(或接种稀释水)在培养前的溶解氧的浓度(m8儿)；

Bz——稀释水(或接种稀释水)在培养后的溶解氧的浓度(m8儿)；

f1——稀释水(或接种稀释水)在培养液中所占比例；

f2——水样在培养液中所占比例。

水样含有铜、铅、锌、镉、铬、砷、氰等有毒物质时，对微生物活性有抑制，可使用经驯化微生物接种的稀释水，或提高稀释倍数，以减小毒物的影响。如含少量氯，一般放置1—2h可自行消失；对游离氯短时间不能消散的水样，可加入亚硫酸钠除去之，加入量由实验确定。

本方法适用于测定BOD5大于或等于2m8儿，最大不超过6000m8儿的水样；大于6000m8儿，会围稀释带来更大误差。

(二)其他方法

1．检压库仑式BOD测定仪

检压库仑式肋D测定仪的原理示于图2—38。装在培养瓶中的水样用电磁搅拌器进行搅拌。当水样中的溶解氧因微生物降解有机物被消耗时，则培养瓶内空间中的氧溶解进入水样，生成的二氧化碳从水中选出被置于瓶内的吸附剂吸收，使瓶内的氧分压和总气压下降、用电极式压力计检出下降量，并转换成电信号，经放大送入继电器电路接通恒流电源及同步电机，电解瓶内(装有中性硫酸铜溶液和电解电极)便自动电解产生氧气供给培养瓶，待瓶内气压回升至原压力时，继电器断开，电解电极和同步电机停止工作。此过程反复进行使培养瓶内空间始终保持恒压状态。

根据法拉第定律；由恒电流电解所消耗的电量便可计算耗氧量。仪器能自动显示测定结果，记录生化需氧量曲线。

2．测压法

在密闭培养瓶中，水样中溶解氧由于微生物降解有机物而被消耗，产生与耗氧量相当的COz被吸收后，使密闭系统的压力降低，用压力计测出此压降，即可求出水样的BOD值。在实际测定中，先以标准葡萄糖—谷氨酸溶液的BOD值和相应的压差作关系

曲线，然后以此曲线校准仪器刻度，便可直接读出水样的BOD值。

3．微生物电极法

微生物电极是一种将微生物技术与电化学检测技术相结合的传感器，其结构如图2—39所示。主要由溶解氧电极和紧贴其透气膜表面的固定化微生物膜组成。响应BOD物质的原理是当将其插入恒温、溶解氧浓度一定的不含BOD物质的底液时，由于微生物的呼吸活性一定，底液中的溶解氧分子通过微生物膜扩散进入氧电极的速率一定，微生物电极输出一稳态电流；如果将BOD物质加入底液中，则该物质的分子与氧分子一起扩散进入微生物膜，因为膜中的微生物对BOD物质发生同化作用而耗氧，导致进入氧电极的氧分子减少，即扩散进入的速率降低，使电极输出电流减少，并在几分钟内降至新的稳态值。在适宜的BOD物质浓度范围内，电极输出电流降低值与BOD物质浓度之间呈线性关系，而BOD物质浓度又和BOn值之间有定量关系。

微生物膜电极BOD测定仪的工作原理示于图2—40。该测定仪由测量池(装有微生物膜电极、鼓气管及被测水样)、恒温水浴、恒电压源、控温器、鼓气泵及信号转换和测量系统组成。恒电压源输出o．72V电压，加于Ag—A8C1电极(正极)和黄金电极(负极)上。黄金电极因被测溶液BOD物质浓度不周产生的极化电流变化送至阻抗转换和微电流放大电路，经放大的微电流再送至A—D转换电路，改A—V转换电路，转换后的信号进行数字显示或记录仪记录。仪器经用标准BOD物质溶液校准后，可直接显示被测溶液的BOD值，并在20min内完成一个水样的测定①。该仪器适用于多种易降解废水的’BOD监测。除上述测定方法外，还有活性污泥法、相关估算法等。

四、总有机碳(TOC)

总有机碳是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于TOC的测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比如Ds或COD更能反映有机物的总量。

目前广泛应用的测定TOC的方法是燃烧氧化J4F色散红外吸收法。其测定原理是：将一定量水样注入高温炉内的石英管，在900一950℃温度下，以铂和三氧化钻或三氧化二铬为催化剂，使有机物燃烧裂解转化为二氧化碳，然后用红外线气体分析仪测定C02含量，从而确定水样中碳的含量。因为在高温下，水样中的碳酸盐也分解产生二氧化碳，故上面测得的为水样中的总碳

(TC)。。为获得有机碳含量，可采用两种方法：一是将水样预先酸化，通入氮气曝气，驱除各种碳酸盐分解生成的二氧化碳后再注入仪器测定。另一种方法是使用高温炉和低温炉皆有的TOC测定仪。将同一等量水样分别注入高温炉(900℃)和低温炉(150℃)，则水样中的有机碳和无机碳均转化为COz，而低温炉的石英管中装有磷酸浸渍的玻璃棉，能使无机碳酸盐在150℃分解为C02，有机物却不能被分解氧化。将高、低温炉中生成的CO：‘依次导入非色散红外气体分析仪，分别测得总碳(TC)和无机碳(IC)，二者之差即为总有机碳(TOC)。测定流程见图2—41。该方法最低检出浓度为o．5mg／I。

五、总需氧量(TOD)

总需氧量是指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量，结果以02的m8儿表示。

用TOD测定仪测定ToD的原理是将一定量水样注入装有铂催化剂的石英燃烧管，通入含已知氧浓度的载气(氮气)作为原料气，则水样中的还原性物质在900℃下被瞬间燃烧氧化。测定燃烧前后原料气中氧浓度的减少量，便可求得水样的总需氧量值。

TOD值能反映几乎全部有机物质经燃烧后变成C02、H20、N0、S02̷所需要的氧量。它比BoD、CoD和高锰酸盐指数更接近于理论需氧量值。但它们之间也没有固定的相关关系。有的研究者指出，BODs／TOD＝0．1—0，6；CoD／TOD＝0．5—0．9，具体比值取决于废水的性质。

TOD和TOC的比例关系可粗略判断有机物的种类。对于含碳化合物，因为一个碳原子消耗注⑦ 参阅孙裕生等，《分析仪器》，(1)，1992年两个氧原子，即Oz／C＝2．67，因此从理论上说，TOD＝2．67TOC。若某水样的TOD／TOC为2．67左右，可认为主要是含碳有机物j若TOD／TOC＞4．o，则应考虑水中有较大量含S、P的有机物存在；若TOD／TOC＜2．6，就应考虑水样中硝酸盐和亚硝酸盐可能含量较大，它们在高温和催化条件下分解放出氧，使TOD测定呈现负误差。

六、挥发酚类

根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚与不挥发酚。通常认为沸点在230℃以下的为挥发酚(屑一元酚)；而沸点在2助℃以上的为不挥发酚。

酚屑高毒物质，人体摄入一定量会出现急性中毒症状；长期饮用被酚污染的水，可引起头昏、骚痒、贫血及神经系统障碍。当水中含酚大于5m8／L时，就会使鱼中毒死亡。

酚的主要污染源是炼油、焦化、煤气发生站，木材防腐及某些化工(如酚醛树脂＞等工业废水。

酚的主要分析方法有容量法、分光光度法、色谱法等。目前各国普遍采用的是4—氨基安替吡林分光光度法；高浓度含酚废水可采用溴化容量法。无论溴化容量法还是分光光度法，当水样中存在氧化剂、还原剂、油类及某些金属离子时，均应设法消除并进行预蒸馏。如对游离氯加入硫酸亚铁还原；对硫化物加入硫酸铜使之沉淀，或者在酸性条件下使其以硫化氢形式逸出；对油类用有机溶剂萃取除去等。蒸馏的作用有二，一是分离出挥发酚，二是消除颜色、浑浊和金属离子等的干扰。

(一)4—氨基安替比林分光光度法

酚类化合物于pHl0．0土o．2的介质中，在铁氰化钾的存在下，与4—氨基安替比林(4—AAP)反应，生成橙红色的p5l噪酚安替比林染料，在510nm波长处有最大吸收，用比色法定量。反应式如下：

显色反应受酚环上取代基的种类、位置、数目等影响，如对位被烷基、芳香基、酯、硝基、苯酰、亚硝基或醛基取代，而邻位未被取代的酚类，与4—氨基安替比林不产生显色反应。这是因为上述基团阻止酚类氧化成醌型结构所致，但对位被卤素、磺酸、羟基或甲氧基所取代的酚类与4—氨基安替比林发生显色反应。邻位硝基酚和间位硝基酚与4—氨基安替比林发生的反应又不相同，前者反应无色，后者反应有点颜色。所以本法测定的酚类不是总酚，而仅仅是与4—氨基安替比林显色的酚，并以苯酚为标准，结果以苯酚计算含量。

用20m2d比色皿测定，方法最低检出浓度为o．12n8／L。如果显色后用三氯甲烷萃取，于460n2n波长处测定，其最低检出浓度可达o．o02m8／L；测定上限为0．12m8从。此外，在直接光度法中，有色络合物不够稳定，应立即测定；氯仿萃取法有色络合物可稳定3小时。

(二)溴化滴定法

在含过量溴(由溴酸钾和溴化钾产生)的溶液中，酚与镇反应生成三溴酚，并进一步生成溴代三溴酚。剩余的溴与碘化钾作用释放出游离碘，与此同时溴代三溴酚也与碘化钾反应置换出游离碘。用硫代硫酸钠标准溶液涵定释出的游离碘，并根据其消耗计算出以苯酚计曲捅发酚含量。反应式如下：

结果按下式计算：

挥发酚

式中：认——空白(以蒸馏水代替水样加D同体积溴酸钾—溴化钾溶液)试验滴定时硫代硫酸钠标

、— 液用量(mL)6

y2——水样滴定时硫代硫酸钠标液用量(mL)；

—c——硫代硫酸钠标液的浓度(tpol儿)一

V——水样体积(mL)；

15．68——苯酚(1／6C eHsOH)摩尔质量(8／m01)。

七、矿物油．

水中的矿物油来自工业废水和生活污水；工业废水中石油类(各种烃类的混合物)污染物主要来自原油开采、加工及各种炼制油的使用部门。矿物油漂浮在水体表面，影响空气与水体界面间的氧交换；分散于水中的油可被微生物氧化分解，消耗水中的溶解氧，使水质恶化。矿物油中还含有毒性大的芳烃类。

测定矿物油的方法有重量法、非色散红外法、紫外分光光度法、荧光法、比浊法等。

(一)重量法

重量法是常用的方法，它不受油品种的限制，但操作繁琐，灵敏度低，只适用于测定10m8儿以上的含油水样。方法测定原理是以硫酸酸化水样，用石油醚萃取矿物油，然后蒸发除去石油醚，称量残渣重，计算矿物油含量。

该法是指水中可被石油醚萃取的物质总量，可能含有较重的石油成分不能被萃取。蒸发除去溶剂时，也会造成轻质油的损失。

(二)非色散红外法

本法系利用石油类物质的甲基(—CH：)、亚甲基(—吧Hz一)在近红外区(3．4f4m)有特征吸收，作为测定水样中油含量的基础。标准油可采用受污染地点水中石油醚萃取物。根据我国原油组分特点，也可采用混合石油烃作为标准油；其组成为：十六烷：异辛烷：苯z 65：25：10(y／y)。

测定时，先用硫酸将水样酸化，加氯化钠破乳化，再用三氯三氟乙烷萃取，萃取液经无水硫酸钠层过滤、定容，注入红外分析仪测其含量。

所有含甲基、亚甲基的有机物质都将产生干扰。如水样中有动、植物性油脂以及脂肪酸物质应预先将其分离。此外，石油中有些较重的组分不镕于三氯三氟乙烷，致使测定结果偏低

(三)紫外分光光度法

石油及其产品在紫外光区有特征吸收。带有苯环的芳香族化合物的主要吸收波长为250一260nm；带有共扼双键的化合物主要吸收波长为215—230ngl。一般原油的两个吸收峰波长为225nm和254nm；轻质油及炼油厂的油品可选225nm。

水样用硫酸酸化，加氯化纳破乳化，然后用石油醚萃取，脱水，定容后测定。标准油用受污染地点水样石油醚萃取物。 不同油品特征吸收峰不同，如难以确定测定波长时，可用标准油样在波长215—300nm之间的吸收光谱，采用其最大吸收峰的位置。一般在220一225nm之间。

八、其他有机污染物质

根据水体污染的不同情况，常常还需要测定阴离子洗涤剂、有机磷农药、有机氯农药、苯系物、氯苯类化合物、苯并(a)花、多环芳烃、甲醛、三氯乙醛、苯胺类、硝基苯类等。·这些物质除阴离子洗涤剂外。其他均为主要环境优先污染物，其监测方法多用气相色谱法和分光光度法。对于大分子量的多环芳烃、苯并(a)芘等要用液相色谱法或荧光分光光度法。其详细内容参阅本教材后附的有关水质分析方面的文献。

酚醛树脂也叫电木，又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚与甲醛缩聚而得。它包括：线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。主要用于生产压塑粉、层压塑料；制造清漆或绝缘、耐腐蚀涂料；制造日用品、装饰品；制造隔音、隔热材料等。 常见的高压电插座、家具塑料把手等等

phenolic resin,简称PE.酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离分子而呈微红色，比重1.25~1.30，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。

苯酚－甲醛树脂是最早工业化的合成树脂。

1905～1909年L.H.贝克兰对酚醛树脂及其成型工艺进行了系统的研究，1910年在柏林吕格斯工厂建立通用酚醛树脂公司，实现了工业生产。1911年J.W.艾尔斯沃思提出用六亚甲基四胺固化热塑性酚醛树脂，并制得了性能良好的塑料制品，获得了广泛的应用。1969年，由美国金刚砂公司开发了以苯酚－甲醛树脂为原料制得的纤维，随后由日本基诺尔公司投入生产。现在美国、苏联和中国也有生产。酚醛树脂的生产至今不衰，1984年世界总产量约1946kt，居热固性树脂的首位。中国自40年代开始生产，1984年产量为77.6kt。 生产方法 常用的原料为苯酚、间苯二酚、间甲酚、二甲酚、对叔丁基或对苯基酚和甲醛、糠醛等。生产过程包括缩聚和脱水两步。按配方将原料投入反应器并混合均匀，加入催化剂，搅拌，加热至55～65℃，反应放热使物料自动升温至沸腾。此后，继续加热保持微沸腾（96～98℃）至终点，经减压脱水后即可出料。近年来，开发成功连续缩聚生产酚醛树脂新工艺。影响树脂合成和性能的主要因素为酚与醛的化学结构、摩尔比和反应介质的pH。酚与醛的摩尔比大于或等于1时,初始产物为一羟甲基酚,缩聚时生成线型树脂小于1时，生成多羟甲基酚衍生物,形成的缩聚树脂可交联固化。反应介质的pH小于7时,生成的羟甲基酚很不稳定，易缩聚成线型树脂；大于7时,缩聚缓慢，有利于多羟甲基酚衍生物的生成。生产热塑性酚醛树脂常用盐酸、磷酸、草酸作催化剂(见酸碱催化剂)使介质pH为0.5～1.5。为避免剧烈沸腾,催化剂可分次加入。沸腾反应时间一般为3～6h。脱水可在常压或减压下进行，最终脱水温度为140～160℃。树脂分子量为500～900。生产热固性酚醛树脂可用氢氧化钠、氢氧化钡、氨水和氧化锌作催化剂，沸腾反应时间1～3h，脱水温度一般不超过90℃，树脂分子量为500～1000。强碱催化剂有利于增大树脂的羟甲基含量和与水的相溶性。氨催化剂能直接参加树脂化反应，相同配方制得的树脂分子量较高，水溶性差。氧化锌催化剂能制得贮存稳定性好的高邻位结构酚醛树脂。应用 酚醛树脂主要用于制造各种塑料、涂料、胶粘剂及合成纤维等。压塑粉 生产模压制品的压塑粉是酚醛树脂的主要用途之一。采用辊压法、螺旋挤出法和乳液法使树脂浸渍填料并与其他助剂混合均匀，再经粉碎过筛即可制得压塑粉。常用木粉作填料，为制造某些高电绝缘性和耐热性制件，也用云母粉、石棉粉、石英粉等无机填料。压塑粉可用模压、传递模塑和注射成型法制成各种塑料制品。热塑性酚醛树脂压塑粉主要用于制造开关、插座、插头等电气零件，日用品及其他工业制品。热固性酚醛树脂压塑粉主要用于制造高电绝缘制件。增强酚醛塑料 以酚醛树脂（主要是热固性酚醛树脂）溶液或乳液浸渍各种纤维及其织物，经干燥、压制成型的各种增强塑料是重要的工业材料。它不仅机械强度高、综合性能好，而且可进行机械加工。以玻璃纤维、石英纤维及其织物增强的酚醛塑料主要用于制造各种制动器摩擦片和化工防腐蚀塑料；高硅氧玻璃纤维和碳纤维增强的酚醛塑料是航天工业的重要耐烧蚀材料。酚醛涂料 以松香改性的酚醛树脂、丁醇醚化的酚醛树脂以及对叔丁基酚醛树脂、对苯基酚醛树脂均与桐油、亚麻子油有良好的混溶性，是涂料工业的重要原料。前两者用于配制低、中级油漆，后两者用于配制高级油漆。

酚醛胶 热固性酚醛树脂也是胶粘剂的重要原料。单一的酚醛树脂胶性脆，主要用于胶合板和精铸砂型的粘结。以其他高聚物改性的酚醛树脂为基料的胶粘剂，在结构胶中占有重要地位。其中酚醛-丁腈、酚醛-缩醛、酚醛-环氧、酚醛-环氧-缩醛、酚醛-尼龙等胶粘剂具有耐热性好、粘结强度高的特点。酚醛-丁腈和酚醛-缩醛胶粘剂还具有抗张、抗冲击、耐湿热老化等优异性能，是结构胶粘剂的优良品种。酚醛纤维 主要以热塑性线型酚醛树脂为原料，经熔融纺丝后浸于聚甲醛及盐酸的水溶液中作固化处理，得到甲醛交联的体型结构纤维。为提高纤维强度和模量，可与 5％～10％聚酰胺熔混后纺丝。这类纤维为金黄或黄棕色纤维,强度为11.5～15.9cN/dtex，抗燃性能突出，极限氧指数为34,瞬间接触近7500℃的氧-乙炔火焰，不熔融也不延燃,具有自熄性，还能耐浓盐酸和氢氟酸,但耐硫酸、硝酸和强碱的性能较差。主要用作防护服及耐燃织物或室内装饰品，也可用作绝缘、隔热与绝热、过滤材料等，还可加工成低强度、低模量碳纤维、活性炭纤维和离子交换纤维等

热固性酚醛树脂在防腐蚀领域中常用的几种形式：酚醛树脂涂料；酚醛树脂玻璃钢、酚醛-环氧树脂复合玻璃钢；酚醛树脂胶泥、砂浆；酚醛树脂浸渍、压型石墨制品。热固性酚醛树脂的固化形式分为常温固化和热固化两种。常温固化可使用无毒常温固化剂NL，也可使用苯磺酰氯或石油磺酸，但后两种材料的毒性、刺激性较大。建议使用低毒高效的NL固化剂。填料可选择石墨粉、瓷粉、石英粉、硫酸钡粉，不宜采用辉绿岩粉。