化學(xué)需氧量(COD)是指水樣在一定條件下用強(qiáng)氧化劑處理時(shí)所消耗的氧化劑量,以mg/L氧氣表示?;瘜W(xué)需氧量反映了還原性物質(zhì)對水的污染程度。水中的還原性物質(zhì)包括有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。水被有機(jī)物污染是很常見的,所以化學(xué)需氧量也被作為有機(jī)物相對含量的指標(biāo)之一。
水樣的化學(xué)需氧量可受所加入氧化劑的種類和濃度、反應(yīng)溶液的酸度、反應(yīng)溫度和時(shí)間、有無催化劑等因素影響而得到不同的結(jié)果。因此,化學(xué)需氧量也是一個(gè)條件性指標(biāo),必須嚴(yán)格按照操作步驟進(jìn)行。對于工業(yè)廢水,我國規(guī)定采用重鉻酸鉀法,測定值稱為化學(xué)需氧量。
水樣以重鉻酸鉀為氧化劑氧化,在10.2mol/L硫酸介質(zhì)中回流,過量的重鉻酸鉀以電解產(chǎn)生的亞鐵離子為庫侖滴定劑進(jìn)行庫侖滴定。根據(jù)電解產(chǎn)生的亞鐵離子所消耗的電量,根據(jù)法拉第定律計(jì)算。
CODcr (O2,mg/L)=
式中QS——校準(zhǔn)重鉻酸鉀所消耗的電量;
QM——測量過量重鉻酸鉀消耗的電量;
V——水樣體積(ml)。
如果儀器有簡單的數(shù)據(jù)處理裝置,最終顯示的值就是CODcr 值。
該方法簡單、快速、試劑用量少,簡化了用標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)滴定溶液的步驟,縮短了回流時(shí)間。特別適用于工礦行業(yè)工業(yè)廢水的控制和分析。但由于其氧化條件與(1)法不完全一致,必要時(shí)應(yīng)按(1)法檢查。
酸性重鉻酸鉀具有強(qiáng)氧化性,能氧化大部分有機(jī)化合物。加入硫酸銀作催化劑時(shí),可將直鏈脂肪族化合物完全氧化,而芳香族有機(jī)化合物不易氧化,吡啶不被氧化,揮發(fā)性直。鏈狀脂肪族化合物、苯等有機(jī)物以氣相存在,不能與氧化劑液接觸,氧化不明顯。氯離子可被重鉻酸鹽氧化,與硫酸銀反應(yīng)產(chǎn)生沉淀,影響測量結(jié)果。因此,在回流前將硫酸汞添加到水樣中,使其成為消除干擾的絡(luò)合物。氯離子含量高于2000mg/L 的樣品應(yīng)定量稀釋至 2000mg/L 以下,然后測定。
當(dāng)使用1 ml 0.05 mol/L 的重鉻酸鉀溶液進(jìn)行校準(zhǔn)測定時(shí),該方法的最低可檢測濃度為 2 mg/L(COD)。使用 3 ml 0.05 mol/L 重鉻酸鉀溶液進(jìn)行校準(zhǔn)測定時(shí),最低可檢出濃度為 3 mg/L(COD),測定上限為 100 mg/L。
(1)化學(xué)需氧量儀。
(2) 滴定池:150 ml 錐形瓶(用于回流和滴定)。
(3)電極:發(fā)生電極面積為780mm2鉑片。對電極由鉑絲制成,置于玻璃管(填充 3 mol/L 硫酸)中,底部為熔融玻璃。指示的電極區(qū)域是 300 mm2 的鉑片。參比電極是一根直徑為 1 mm 的鎢絲,它也被放置在一個(gè)熔融玻璃底部的玻璃管中(充滿飽和硫酸鉀溶液)。
(4)電磁攪拌器、攪拌棒。
(5)回流裝置:34#標(biāo)準(zhǔn)磨口150ml錐形瓶回流裝置,回流冷凝管長度120mm。
(6)電爐(300W)。
(7) 設(shè)置時(shí)鐘。
(1)雙蒸水:在蒸餾水中加入少許高錳酸鉀進(jìn)行雙蒸。
(2)重鉻酸鉀溶液(1/6K2Cr2O7=0.050 mol/L):稱取2.5g重鉻酸鉀溶液于1000ml雙蒸水中,搖勻備用。
(3)硫酸-硫酸銀溶液:將25g硫酸銀加入2500ml濃硫酸中,溶解并搖勻。
(4)硫酸鐵溶液(1/2Fe2(SO4)3=1 mol/L):稱取200g硫酸鐵(Fe2(SO4)3),溶于1000ml雙蒸水中。 (如有沉淀需過濾去除)。
(5)硫酸汞溶液:稱取4g硫酸汞于50ml燒杯中,加入20ml 3mol/L硫酸,稍加熱溶解,轉(zhuǎn)移至滴瓶中。
(1)準(zhǔn)確吸取12ml雙蒸水到錐形瓶中,加入1.00ml
0.05 mol/L重鉻酸鉀溶液,緩慢加入17.0 ml硫酸-硫酸銀溶液,混勻。放入2-3個(gè)玻璃珠,加熱回流。
(2)回流25分鐘后停止加熱,用隔熱罩將錐形瓶與電爐分開,稍冷,從冷凝管上端加入33ml雙蒸水。
(3)取出錐形瓶,冷水浴冷卻,加入7ml mol/L硫酸鐵溶液,搖勻,繼續(xù)冷卻至室溫。
(4) 放入攪拌器,插入電極,攪拌。翻轉(zhuǎn)校準(zhǔn)開關(guān)并執(zhí)行庫侖滴定。儀器自動(dòng)控制終點(diǎn)并顯示相對于重鉻酸鉀的COD校準(zhǔn)值。將此值存儲(chǔ)在儀器的刻度盤中。
(1) COD值小于20mg/L的水樣:
①準(zhǔn)確吸取10.00ml水樣置于錐形瓶中,加入1-2滴硫酸汞溶液和1.00ml 0.050mol/L重鉻酸鉀溶液,加入17.00ml硫酸-硫酸銀溶液,混勻好吧。加入2-3個(gè)玻璃珠,加熱回流,按照“校準(zhǔn)值的測定(2)和(3)”進(jìn)行以下操作。
② 放入攪拌器,插入電極,啟動(dòng)攪拌器,關(guān)閉測量開關(guān),進(jìn)行庫侖滴定。儀器直接顯示水樣的COD值。
如果水樣中氯離子含量高,可少取水樣,用雙蒸水稀釋至10ml。測得的水樣COD為:
CODCr (O2, mg/L)=
式中,V——水樣的體積(ml);
COD——儀器的COD讀數(shù)(mg/L)。
(2) COD值大于20mg/L的水樣:
①準(zhǔn)確吸取10ml雙蒸水到錐形瓶中,加入1-2滴硫酸汞溶液,加入3ml 0.050mol/L重鉻酸鉀溶液,緩慢加入17.0ml硫酸-硫酸銀溶液,混勻。放入2-3個(gè)玻璃珠,加熱回流。以下操作根據(jù)“校準(zhǔn)值的測量(2)、(3)(4)”進(jìn)行校準(zhǔn)。
②準(zhǔn)確吸取水樣10.00ml(或取少量,加水至10ml)放入錐形瓶中,加入1-2滴硫酸汞溶液和3ml 0.050mol/L重鉻酸鉀溶液。加入 17.0 ml 硫酸-硫酸銀溶液并充分混合。放入2-3個(gè)玻璃珠,加熱回流。對于COD小于20 mg/L的水樣的測定,按照步驟①和②進(jìn)行以下操作。
13個(gè)實(shí)驗(yàn)室使用COD分析儀對50mg/L(COD)的均勻分布的鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.4%;實(shí)驗(yàn)室間的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.8%;誤差為 2%。
17個(gè)實(shí)驗(yàn)室分析了加標(biāo)水樣中含有14-25.8 mg/L(COD),單個(gè)實(shí)驗(yàn)室的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過6.2%。
13 個(gè)實(shí)驗(yàn)室分析了加標(biāo)水樣中的 88.4-105 mg/L (COD),單個(gè)實(shí)驗(yàn)室的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過 8.3%。
(1)對于混濁、懸浮物較多的水樣,應(yīng)特別注意取樣的均勻性,否則會(huì)帶來較大的誤差。
(2)鉑電極染色后,可將電極在2mol/L的氨水中浸泡片刻,然后用雙蒸水清洗。
(3) 不要使用去離子水制備試劑和稀釋水樣。
(4)對于不同型號(hào)的COD分析儀,按照儀器的使用說明書進(jìn)行操作。
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