化學(xué)需氧量(COD)是指在必定條件下,用強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所耗費(fèi)氧化劑的量,以氧的mg/L來(lái)表明?;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)包含有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。
水樣的化學(xué)需氧量,可受加入氧化劑的品種及濃度,反響溶液的酸度、反響溫度和時(shí)間,以及催化劑的有無(wú)而取得不同的成果,因而化學(xué)需氧量是一個(gè)條件性目標(biāo),必須嚴(yán)格按操作過(guò)程進(jìn)行,關(guān)于工業(yè)廢水,我國(guó)規(guī)則用重鉻酸鉀法,其測(cè)得的值稱(chēng)為化學(xué)需氧量。
原理
在強(qiáng)酸性溶液中,必定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質(zhì),過(guò)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。依據(jù)用量算出水樣中還原性物質(zhì)耗費(fèi)氧的量。
干擾及消除
酸性重鉻酸鉀氧化性很強(qiáng),可氧化大多數(shù)有機(jī)物,加入硫酸銀作催化劑時(shí),直鏈脂肪族化合物可徹底被氧化,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)物存在于蒸汽相,不能與氧化劑液體觸摸,氧化不明顯。氯離子能被重鉻酸鹽氧化,并能與硫酸銀效果發(fā)生沉淀,影響測(cè)定成果,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、使含量下降至2000mg/L以下,再行測(cè)定。
方法的適用范圍
用0.25mol/L的重鉻酸鉀溶液可測(cè)大于50mg/L的COD值,未經(jīng)稀釋的水樣的測(cè)定上限是700mg/L,用0.025mol/L的重鉻酸鉀溶液可測(cè)5-50mg/L的COD值,但低于10mg/L準(zhǔn)確度較差。
儀器:
①回流裝置:帶250ml錐形瓶的全玻璃回流裝置(若取樣量在30ml以上,選用500ml錐形瓶的全玻璃回流裝置)。
②加熱裝置:電熱板或變阻電爐
③50ml酸式滴定管、錐形瓶、移液管、容量瓶等。
試劑:
①重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(C1/6K2Cr207):稱(chēng)取預(yù)先在120℃烘干2h的基準(zhǔn)或優(yōu)質(zhì)純重鉻酸鉀12.258g溶于水中,移入100pml容量瓶,稀釋至標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn),搖勻。
②試亞鐵靈指示液:稱(chēng)取1.485g鄰菲啰啉(C12H8N2?H20)、0.695g硫酸亞鐵(FeSO4?7H20)溶于水中,稀釋至100ml,儲(chǔ)于棕色瓶?jī)?nèi)。
③硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液(C(NH4)2Fe(SO4)2?6H20):稱(chēng)取39.5g硫酸亞鐵銨溶于水中,邊攪拌邊緩慢加入20ml濃硫酸,冷卻后移入1000ml容量瓶中,加水稀釋至標(biāo)線(xiàn),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,加水稀釋至110ml左右,緩慢加入30ml濃硫酸,混勻。冷卻后,加入3滴試亞鐵靈指示液(約0.15ml),用硫酸亞鐵銨溶液滴定,溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)。
C=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)溶液的用量(ml)。
④硫酸-硫酸銀溶液:于500ml濃硫酸中加入5g硫酸銀。放置1-2d,不時(shí)搖動(dòng)使其溶解。
⑤硫酸汞:結(jié)晶或粉末。
步驟:
①取20.00ml混合均勻的水樣(或適量水樣稀釋至20.00ml)置于250ml磨口的回流錐形瓶中,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,連接磨口的回流冷凝管,從冷凝管上口慢慢地加入30ml硫酸-硫酸銀溶液,輕輕搖動(dòng)錐形瓶是溶液混勻,加熱回流2h(自開(kāi)始沸騰時(shí)計(jì)時(shí))。注:對(duì)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)玻璃試管中,搖勻,加熱后觀察是否成綠色。如溶液顯綠色,在適當(dāng)減少?gòu)U水取樣量,直至溶液不變綠色為止,從而確定廢水樣分析時(shí)應(yīng)取用的體積。稀釋時(shí),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。廢水中氯離子含量超過(guò)30mg/L時(shí),應(yīng)先把0.4g硫酸汞加入回流錐形瓶中,再加20.00ml廢水(或適量廢水稀釋至20.00ml),搖勻。
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(diǎn)不明顯。
③溶液再度冷卻后,加3滴試亞鐵靈指示液,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)綠色至紅褐色即為終點(diǎn),記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。
④測(cè)定水樣的同時(shí),取20.00ml重蒸餾水,按同樣的操作步驟作空白試驗(yàn)。記錄測(cè)定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。
計(jì)算:
CODCr(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);
VO--滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量(ml);
V1---滴定水樣時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量(ml);
V---水樣的體積(ml);
8---氧(1/4)摩爾質(zhì)量(g/mol)。