化學(xué)需氧量(COD),是指在一定條件下,用強(qiáng)氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量,以氧的毫克/升來表示?;瘜W(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。水中還原性物質(zhì)包括有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。水被有機(jī)物污染是很普遍的,因此化學(xué)需氧量也作為有機(jī)物相對含量的指標(biāo)之一。
水樣的化學(xué)需氧量,可受加入氧化劑的種類及濃度,反應(yīng)溶液的酸度、反應(yīng)溫度和時間,以及催化劑的有無而獲得不同的結(jié)果。因此,化學(xué)需氧量亦是一個條件性指標(biāo),必須嚴(yán)格按操作步驟進(jìn)行。
對于工業(yè)廢水,我*規(guī)定用重鉻酸鉀法,其測得的值稱為化學(xué)需氧量。
一、原理
在強(qiáng)酸性溶液中,一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質(zhì),過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑、用硫酸亞鐵銨溶液回滴。根據(jù)用量算出水樣中還原性物質(zhì)消耗氧的量。
二、干擾及其消除
酸性重鉻酸鉀氧化性很強(qiáng),可氧化大部分有機(jī)物,加入硫酸銀作催化劑時,直鏈脂肪族化合物可完全被氧化,而芳香族有機(jī)物卻不易被氧化,吡啶不被氧化,揮發(fā)性直鏈脂肪族化合物、苯等有機(jī)物存在于蒸氣相,不能與氧化劑液體接觸,氧化不明顯。氯離子能被重鉻酸鹽氧化,并且能與硫酸銀作用產(chǎn)生沉淀,影響測定結(jié)果,故在回流前向水樣中加入硫酸汞,使成為絡(luò)合物以消除干擾。氯離子含量高于2000mg/L的樣品應(yīng)先作定量稀釋、使含量降低**2000mg/L以下,再行測定。
三、方法的適用范圍
用0.25mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定大于50mg/L的COD值。用0.025mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定5-50mg/L的COD值,但準(zhǔn)確度較差。
四、儀器
4.1 回流裝置:帶250ml錐形瓶的全玻璃回流裝置(如取樣量在30ml以上,采用500ml錐形瓶的全玻璃回流裝置)。 4.2 熱裝置:電熱板或變阻電爐。 4.3 50ml酸式滴定管。
五、試劑
5.1 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(c1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L):稱取預(yù)先在120℃烘干2h的基準(zhǔn)或優(yōu)級純重鉻酸鉀12.258g溶于水中,移入1000ml容量瓶,稀釋**標(biāo)線,搖勻。
5.2 試亞鐵靈指示劑:稱取1.485g鄰菲啰啉(C12H8N2•H2O,1,10-phenanthnoline),0.695g硫酸亞鐵(FeSO4•7H2O)溶于水中,稀釋**100ml,貯于棕色瓶內(nèi)。 5.3 硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O≈0.1mol/L]:稱取39.5g硫酸亞鐵銨溶于水中,邊攪拌邊緩緩加入20ml濃硫酸,冷卻后移入1000ml容量瓶中,加水稀釋**標(biāo)線,搖勻。臨用前,用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。
標(biāo)定方法:準(zhǔn)確吸取10.00ml重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于500ml錐形瓶中,加水稀釋**110ml左右,緩緩加入30ml濃硫酸,混勻。冷卻后,加入3滴試亞鐵靈指示液,用硫酸亞鐵銨溶液滴定,溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色**紅褐色即為終點。 c[(NH4)2Fe(SO4)2]=0.2500×10.00/V 式中:c---硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L); V---硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量(ml)。
5.4 硫酸-硫酸銀溶液:于2500ml濃硫酸中加入25g硫酸銀。放置1-2d,不時搖動使其溶解(如無2500ml容器,可在500ml濃硫酸中加入5g硫酸銀)。
硫酸-磷酸-硫酸銀溶液:稱取10g硫酸銀溶于200ml濃磷酸,加800ml濃硫酸(H2SO4:H3PO4=4:1)回流時間為25min。 5.5 硫酸汞:結(jié)晶或粉末。
六、步驟
6.1 取20.00ml混合均勻的水樣(或適量試樣稀釋**20.00ml)置250ml磨口的回流錐形瓶中,加入0.4g硫酸汞,搖動使溶解,準(zhǔn)確加入10.00ml重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒小玻璃珠或沸石,連接磨口回流冷凝管,從冷凝管上口慢慢加入30ml硫酸-硫酸銀溶液(或硫酸-磷酸-硫酸銀溶液,可縮短回流時間回流25分),輕輕搖動錐形瓶使溶液混勻,加熱回流2h(自開始沸騰時計時)。
注: 1)對于化學(xué)需氧量高的廢水樣,可先取上述操作所需體積1/10的廢水樣和試劑,于15×150mm硬質(zhì)玻璃管中,搖勻,加熱后觀察是否變成綠色。如溶液顯綠色,再適當(dāng)減少廢水取樣量,直**溶液不變綠色為止,從而確定廢水樣分析時應(yīng)取用的體積。稀釋時,所取廢水樣量不得少于5ml,如果化學(xué)需氧量很高,則廢水樣應(yīng)多次稀釋。 2)廢水中氯離子含量超過30mg/L時,應(yīng)先把0.4g硫酸汞加入回流錐形瓶中,再加20.00ml廢水(或適量廢水稀釋**20.00ml)、搖勻。以下操作同上。
6.2 冷卻后,用90ml水沖洗冷凝管壁,取下錐形瓶。溶液總體積不得少于140ml,否則因酸度太大,滴定終點不明顯。
6.3 溶液再度冷卻后,加3滴試亞鐵靈指示劑,用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色**紅褐色即為終點,記錄硫酸亞鐵銨溶液的用量。 6.4 測定水樣時,以20.00ml重蒸餾水,按同樣操作步驟作空白試驗。記錄滴定空白時硫酸亞鐵銨溶液的用量。
七、計算
COD(O2,mg/L)=(V0-V1)×c×8×1000/V 式中:c---硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L); V0---滴定空白時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量(ml); V1---滴定水樣時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量(ml); V---水樣的體積(ml);
8---氧(1/2 O)摩爾質(zhì)量(g/mol)。
八、注意事項
8.1 使用0.4g硫酸汞絡(luò)合氯離子的**高量可達(dá)40mg,如取用20.00ml水樣,即**高可絡(luò)合2000mg/L氯離子濃度的水樣。若氯離子濃度較低,亦可少加硫酸汞,使保持硫酸汞:氯離子=10:1(W/W)。若出現(xiàn)少量氯化汞沉淀,并不影響測定。 #p#分頁標(biāo)題#e#
8.2 水樣取用體積可在10.00-50.00ml范圍之間,但試劑用量及濃度需按表7-1進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,也可得到滿意的結(jié)果。
表35-1 水樣取用量和試劑用量表
8.3 對于化學(xué)需氧量小于50mg/L的水樣,應(yīng)改用0.0250mol/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶
液。回滴時用0.01mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液。
8.4 水樣加熱回流后,溶液中重鉻酸鉀剩余量應(yīng)為加入量的1/5-4/5為宜。 8.5 用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查試劑的質(zhì)量和操作技術(shù)時,由于每克鄰苯二甲酸氫鉀的理論COD為1.176g,所以溶解0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀(HOOCC6H4COOK)于重蒸餾水中,轉(zhuǎn)入1000ml容量瓶,用重蒸餾水稀釋**標(biāo)線,使之成為500mg/L的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液。用時新配。 8.6 COD的測定結(jié)果應(yīng)保留三位有效數(shù)字。
8.7 每次實驗時,應(yīng)對硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定,室溫較高時尤其應(yīng)注意其濃度的變化。