化學(xué)需氧量COD(Chemical Oxygen Demand),是在一定的條件下,采用一定的強氧化劑處理水樣時,所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個指標。
COD的定義
化學(xué)需氧量(COD或CODcr)是指在一定嚴格的條件下,水中的還原性物質(zhì)在外加的強氧化劑的作用下,被氧化分解時所消耗氧化劑的數(shù)量,以氧的mg/L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,這些物質(zhì)包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等,但一般水及廢水中無機還原性物質(zhì)的數(shù)量相對不大,而被有機物污染是很普遍的,因此,COD可作為有機物質(zhì)相對含量的一項綜合性指標。
COD的概述
水中的還原性物質(zhì)有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機物。因此,化學(xué)需氧量(COD)又往往作為衡量水中有機物質(zhì)含量多少的指標?;瘜W(xué)需氧量越大,說明水體受有機物的污染越嚴重。化學(xué)需氧量(COD)的測定,隨著測定水樣中還原性物質(zhì)以及測定方法的不同,其測定值也有不同。目前應(yīng)用最普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸鉀氧化法。高錳酸鉀(K2MnO4)法,氧化率較低,但比較簡便,在測定水樣中有機物含量的相對比較值時,可以采用。重鉻酸鉀(K2Cr2O7)法,氧化率高,再現(xiàn)性好,適用于測定水樣中有機物的總量。
COD-水質(zhì)監(jiān)測“新標尺”
據(jù)環(huán)保專家介紹,水中的有機物在被環(huán)境分解時,會消耗水中的溶解氧。如果水中的溶解氧被消耗殆盡,水里的厭氧菌就會投入工作,從而導(dǎo)致水體發(fā)臭和環(huán)境惡化。因此COD值越大,表示水體受污染越嚴重。COD指標正逐年呈下降趨勢,說明我們身邊的水正變得越來越清澈。
COD的原理
樣品以重鉻酸鉀為氧化劑,在硫酸介質(zhì)中回流消解樣品中還原性物質(zhì),采用硫酸銀為催化劑,(用硫酸錳、硫酸銀混合作催化劑快速測定化學(xué)耗氧量)過量的重鉻酸鉀用電解產(chǎn)生的Fe2+為還原劑進行庫侖滴定,并用電位法判別滴定終點,根據(jù)消耗的電量求出樣品中COD值。其原理遵循法拉第定律:
W = Q/96487×M/n =It/96487×M/n
式中:W — 被測物質(zhì)的含量(g)
Q — 電量(庫侖)
M — 被測物質(zhì)的分子量
n — 被測物質(zhì)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)
I — 電解電流(mA)
t — 滴定時間
96487—法拉第常數(shù)(C?mol-1)
則樣品COD值(mg/L)=8000/96487×I(t0 – t1)/ V
式中:t0 — 實驗時的滴定時間(s)
t1— 樣品測試時滴定時間(s)
V — 實際進樣量(mL)
8000 —1/4 O2的摩爾質(zhì)量以mg/L為單位的換算值
COD的測定方法
重鉻酸鉀標準法
一、原理:
在水樣中加如一定量的重鉻酸鉀和催化劑硫酸銀,在強酸性介質(zhì)中加熱回流一定時間,部分重鉻酸鉀被水樣中可氧化物質(zhì)還原,用硫酸亞鐵銨滴定剩余的重鉻酸鉀,根據(jù)消耗重鉻酸鉀的量計算COD的值。
二、儀器
1、250mL全玻璃回流裝置
2、加熱裝置(電爐)
3、25mL或50mL酸式滴定管,錐形瓶,移液管,容量瓶等
三、試劑
1、重鉻酸鉀標準溶液(c1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L)
2、試亞鐵靈指示液
3、硫酸亞鐵銨標準溶液[c(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0.1mol/L](使用前標定)
4、硫酸-硫酸銀溶液
四、測定步驟
硫酸亞鐵銨標定:準確吸取10.00mL重鉻酸鉀標準溶液于500mL錐形瓶中,加水稀釋至110mL左右,緩慢加入30mL濃硫酸,搖勻,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)藍綠色至紅褐色即為終點。
五、測定
取20mL水樣(必要時酌情少取加水至20或稀釋后再?。?,加入10mL的重鉻酸鉀,插上回流裝置,再加入30mL硫酸硫酸銀,加熱回流2h冷卻后,用90.00mL水沖洗冷凝管壁,取下錐形瓶。
溶液再度冷卻后,加3滴試亞鐵靈指示液,用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定,溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色至紅褐色即為終點,記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。
測定水樣的同時,取20.00mL重蒸餾水,按同樣操作步驟作實驗。記錄滴定時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。
六、計算
CODCr(O2,mg/L)=[8×1000(V0-V1)·C]/V
七、注意事項
1、使用0.4g硫酸汞絡(luò)合氯離子的最高量可達40mg,如取用20.00mL水樣,即最高可絡(luò)合2000mg/L氯離子濃度的水樣。若氯離子的濃度較低,也可少加硫酸汞,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。
2、本方法測定COD的范圍為50—500mg/L。對于化學(xué)需氧量小于50mg/L的水樣,應(yīng)改用0.0250mol/L重鉻酸鉀標準溶液。回滴時用0.01mol/L硫酸亞鐵銨標準溶液。對于COD大于500mg/L的水樣應(yīng)稀釋后再來測定。
3、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。
4、用鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液檢查試劑的質(zhì)量和操作技術(shù)時,由于每克鄰苯二甲酸氫鉀的理論CODCr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,用重蒸餾水稀釋至標線,使之成為500mg/L的CODcr標準溶液。用時新配。
5、CODCr的測定結(jié)果應(yīng)保留三位有效數(shù)字。
6、每次實驗時,應(yīng)對硫酸亞鐵銨標準滴定溶液進行標定,室溫較高時尤其注意其濃度的變化。(也可在滴定后的中再加入10.0ml重鉻酸鉀標準溶液,用硫酸亞鐵銨滴定至終點。)