COD測定方法

2021-03-24 21:35:43 字數 5704 閱讀 4089

化學需氧量

化學需氧量(cod),是指在一定條件下,用強氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量,以氧的毫克/公升來表示。化學需氧量反映了水中受還原性物質汙染的程度。水中還原性物質包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。

水被有機物汙染是很普遍的,因此化學需氧量也作為有機物相對含量指標之一。

水樣的化學需氧量,可受加入氧化劑的種類及濃度,反應溶液的酸度,反應溫度和時間,以及催化劑的有無而獲得不同的結果。因此,化學需氧量亦是乙個條件性指標,必須嚴格按操作步驟進行。對於工業廢水,我國規定用重鉻酸鉀法,其測得的值稱為化學需氧量。

(一)重鉻酸鉀法(codcr)

gb11914--89概述

1.原理

在強酸性溶液中,一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質,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。根據用量算出水樣中還原性物質消耗的量。

2.干擾及其消除

酸性重鉻酸鉀氧化性很強,可氧化大部分有機物,加入硫酸銀作催化劑時,直鏈脂肪族化合物可完全被氧化,而芳香族有機物卻不易被氧化,吡啶不被氧化,揮發性直鏈脂肪族化合物、苯等有機物存在於蒸氣相,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,並且能與硫酸銀作用產生沉澱,影響測定結果,故在回流前向水樣中加入硫酸汞,使成為絡合物以消除干擾。氯離子含量高於2000mg/l的樣品應先作定量稀釋、使含量降低至2000mg/l以下,再進行測定。

3.方法適用範圍

用0.25mol/l濃度的重鉻酸鉀溶液可測定大於50 mg/l的cod值。用0.025 mol/l濃度的重鉻酸鉀可測定5—50 mg/l的cod值,但準確度較差。

儀器(1)回流裝置:帶250ml錐形瓶的全玻璃回流裝置。

(2)加熱裝置:電熱板或變阻電爐。

(3)50 ml酸式滴定管。

試劑(1)重鉻酸鉀標準溶液(1/6k2cr2o7=0.2500 mol/l);稱取預先在120℃烘乾2小時的基準或優級純重鉻酸鉀12.258g溶於水中,移入1000 ml容量瓶,稀釋至標線,搖勻。

(2)試亞鐵靈指示液:稱取1.485 g鄰菲囉啉,0.695 g硫酸亞鐵溶於水中,稀釋至100 ml,貯於棕色瓶中。

(3)硫酸亞鐵銨標準溶液:稱取39.5 g硫酸亞鐵銨溶於水中,邊攪拌邊緩慢加入20 ml濃硫酸。

冷卻後移入1000 ml容量瓶中,加水稀釋至標線,搖勻。臨用前,用重鉻酸鉀標準溶液標定。

標定方法:準確吸取10.00 ml重鉻酸鉀標準溶液於500 ml錐形瓶中,加水稀釋至110 ml左右,緩慢加入30 ml濃硫酸,混勻。

冷卻後,加入3滴試亞鐵靈指示液(0.15 ml),用硫酸亞鐵銨溶液滴定,溶液的顏色由黃色經藍綠色至紅褐色即為終點。

c﹝(nh4)2fe(so4)2﹞=

式中,c—硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度(mol/l);

v—硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的用量(ml)。

(4)硫酸-硫酸銀溶液:於2500 ml濃硫酸中加入25 g硫酸銀。放置1~2d,不時搖動使其溶解(如無2500 ml容器,可在500 ml濃硫酸中加入5 g硫酸銀)。

(5)硫酸汞:結晶或粉末。

步驟(1)取20.00 ml混合均勻的水樣(或適量水樣稀釋至20.00 ml)置250 ml磨口的回流錐形瓶中,準確加入10.

00 ml重鉻酸鉀標準溶液及數粒小玻璃球或沸石,連線磨口回流冷凝管,從冷凝管上口慢慢地加入30 ml硫酸-硫酸銀溶液,輕輕搖動錐形瓶使溶液混勻,加熱回流2小時(自開始沸騰時計時)。

注1 對於化學需氧量高的廢水樣,可先取上述操作所需體積1/10的廢水樣和試劑,於15×150mm硬質玻璃試管中,搖勻,加熱後觀察是否變成綠色。如溶液顯綠色,在適量減少廢水取樣量,直至溶液不變綠色為止,從而確定廢水樣分析時應取用的體積。稀釋時,所取廢水樣量不得少於5 ml,如果化學需氧量很高,則廢水樣應多次稀釋。

注2廢水中氯離子含量超過30mg/l時,應先把0.4 g硫酸汞加入回流錐形瓶中,再加入20.00 ml廢水(或適量廢水稀釋至20.00 ml),搖勻。以下操作同上。

(2)冷卻後,用90 ml水沖洗冷凝管壁,取下錐形瓶。溶液總體積不得少於140 ml,否則因酸度太大,滴定終點不明顯。

(3)溶液再度冷卻後,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。

(4)測定水樣的同時,以20.00 ml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標準溶液的用量。

計算式中,c—硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度(mol/l);

v0—滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量(ml);

v1—滴定水樣時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量(ml);

v—水樣的體積(ml);

8—氧(1/2o)摩爾質量(g/mol)。

精密度和準確度

六個實驗室分析cod為150 mg/l的鄰苯二甲酸氫鉀統一分發標準溶液,實驗室內相對標準偏差為4.3%;實驗室間對標準偏差為5.3%。

注意事項

(1)使用0.4 g硫酸汞絡合氯離子的最高量可達40mg,如取用20.00m l水樣,即最高可絡合2000 mg/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)。若出現少量氯化汞沉澱,並不影響測定。

(2)水樣取用體積可在10.00~50.00 ml範圍之間,但試劑用量及濃度需按下表進行相應調整,也可得到滿意的結果。

水樣取用量和試劑用量表

(3)對於化學需氧量小於50mg/l的水樣,應改用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。

(4)水樣加熱回流後,溶液中重鉻酸鉀剩餘量應為加入量的1/5~4/5為宜。

(5)用鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液檢查試劑的質量和操作技術時,由於每克鄰苯二甲酸氫鉀的理論codcr為1.176 g,所以溶解0.4251 g鄰苯二甲酸氫鉀於重蒸餾水中,轉入1000 ml容量瓶,用重蒸餾水稀釋至標線,使之成為500 mg/l的codcr標準溶液。

用時新配。

(6)codcr的測定結果應保留三位有效數字。

(7)每次實驗時,應對硫酸亞鐵銨標準滴定溶液進行標定,室溫較高時尤其應注意其濃度的變化。

(二)庫侖法

概述1.方法原理

水樣以重鉻酸鉀為氧化劑,在10.2mol/l硫酸介質中回流氧化後,過量的重鉻酸鉀用電解產生的亞鐵離子作為庫侖滴定劑,進行庫侖滴定。根據電解產生的亞鐵離子所消耗的電量,按照法拉第定律進行計算。

codcr (o2,mg/l)=

式中,qs—標定重鉻酸鉀所消耗的電量;

qm—測定過量重鉻酸鉀所消耗的電量;

v—水樣的體積(ml)。

如儀器具有簡單的資料處理裝置,最後顯示的數值即為codcr值。

此法簡單、快速、試劑用量少,簡化了用標準溶液標定滴定溶液的步驟,縮短了回流時間,尤適合工礦業的工業廢水控制分析。但由於其氧化條件與(一)法不完全一致,必要時,應與(一)法測定結果進行核對。

2.干擾與消除

酸性重鉻酸鉀氧化性很強,可氧化大部分有機物,加入硫酸銀作催化劑時,直鏈脂肪族化合物可完全被氧化,而芳香族有機物卻不易被氧化,吡啶不被氧化,揮發性直鏈脂肪族化合物、苯等有機物存在於蒸氣相,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,並且能與硫酸銀作用產生沉澱,影響測定結果,故在回流前向水樣中加入硫酸汞,使成為絡合物以消除干擾。氯離子含量高於2000mg/l的樣品應先作定量稀釋、使含量降低至2000mg/l以下,再進行測定。

3.方法適用範圍

當使用1 ml0.05 mol/l重鉻酸鉀溶液,進行標定測定時,本方法的最低檢出濃度為2 mg/l(cod)。當使用3 ml0.

05 mol/l重鉻酸鉀溶液,進行標定測定時,最低檢出濃度為3 mg/l(cod),測定上限為100 mg/l。

儀器(1)化學需氧量測定儀。

(2)滴定池:150 ml錐形瓶(回流和滴定用)。

(3)電極:發生電極面積為780mm2鉑片。對電極用鉑絲作成,置於底部為垂熔玻璃的玻璃管(內充3 mol/l的硫酸)中。

指示電極面積為300 mm2鉑片。參考電極為直徑1 mm鎢絲,也置於底部為垂熔玻璃的玻璃管(內充飽和硫酸鉀溶液)中。

(4)電磁攪拌器、攪拌子。

(5)回流裝置:34#標準磨口150 ml錐形瓶的回流裝置,回流冷凝管長度為120mm。

(6)電爐(300w)。

(7)定時鐘。

試劑(1)重蒸餾水:於蒸餾水中加入少許高錳酸鉀進行重蒸餾。

(2)重鉻酸鉀溶液(1/6k2cr2o7=0.050 mol/l):稱取2.5g重鉻酸鉀溶液於1000 ml重蒸餾水中,搖勻備用。

(3)硫酸-硫酸銀溶液:於2500ml濃硫酸加入25g硫酸銀,使其溶解、搖勻。

(4)硫酸鐵溶液(1/2fe2(so4)3=1 mol/l):稱取200g硫酸鐵(fe2(so4)3溶於1000ml重蒸餾水中。(若有沉澱物需過濾除去)。

(5)硫酸汞溶液:稱取4g硫酸汞置於50ml燒杯中,加入20ml 3 mol/l的硫酸,稍加熱使其溶解,移入滴瓶中。

步驟1.標定值的測定

(1)準確吸取12ml重蒸餾水置錐形瓶中,加1.00ml

0.05 mol/l重鉻酸鉀溶液,慢慢加入17.0 ml硫酸-硫酸銀溶液,混勻。放入2—3粒玻璃珠,加熱回流。

(2)回流25min後停止加熱,用隔熱板將錐形瓶與電爐隔開、稍冷,由冷凝管上端加入33ml重蒸餾水。

(3)取下錐形瓶,置於冷水浴中冷卻,加7ml mol/l硫酸鐵溶液,搖勻,繼續冷卻至室溫。

(4)放入攪拌子,插入電極、攪拌。掀下標定開關,進行庫侖滴定。儀器自動控制終點並顯示重鉻酸鉀相對的cod標定值。將此值存入儀器的撥碼盤中。

2.水樣的測定

(1)cod值小於20mg/l的水樣:

① 準確吸取10.00ml水樣置錐形瓶中,加入1—2滴硫酸汞溶液及0.050 mol/l重鉻酸鉀溶液1.

00ml,加入17.00ml硫酸-硫酸銀溶液,混勻。加2—3粒玻璃珠,加熱回流,以下操作按照「標定值的測定(2)、(3)」進行。

② 放入攪拌子,插入電極並開動攪拌器,掀下測定開關,進行庫侖滴定,儀器直接顯示水樣的cod值。

如果水樣氯離子含量較高,可以少取水樣用重蒸餾水稀釋至10ml,測得該水樣得cod為:

codcr(o2,mg/l)=

式中,v——水樣的體積(ml);

cod——儀器cod讀數(mg/l)。

(2)cod值大於20mg/l的水樣:

①準確吸取10ml重蒸餾水置錐形瓶中,加入1—2滴硫酸汞溶液,加0.050mol/l重鉻酸鉀溶液3ml,慢慢加入17.0ml硫酸-硫酸銀溶液,混勻。

放入2—3粒玻璃珠,加熱回流。以下操作按「標定值的測定(2)、(3)(4)」進行標定。

② 準確吸取10.00ml水樣(或酌量少取,加水至10ml)置錐形瓶中,加入1—2滴硫酸汞溶液及0.050mol/l重鉻酸鉀溶液3ml。

再加17.0ml硫酸-硫酸銀溶液,混勻。放入2—3粒玻璃珠,加熱回流。

以下操作按cod小於20mg/l的水樣測定步驟進行①、②進行。

精密度和準確度

13個實驗室用cod測定儀,分析50mg/l(cod)的統一分發的鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液,實驗室內相對標準偏差為1.4%;實驗室間相對標準偏差為2.8%;相對誤差為2%。

17個實驗室分析含14---25.8mg/l(cod)的加標水樣,單個實驗室的相對標準偏差不超過6.2%。

13個實驗室分析含88.4---105mg/l(cod)的加標水樣,單個實驗室的相對標準偏差不超過8.3%。

注意事項

(1)對於渾濁及懸浮物較多的水樣,要特別注意取樣的均勻性,否則會帶來較大的誤差。

(2)當鉑電極沾汙時,可將電極放入2mol/l氨水中浸洗片刻,然後,用重蒸餾水洗淨。

(3)切勿用去離子水配製試劑和稀釋水樣。

(4) 對於不同型號的cod測定儀,應按照該儀器使用說明書進行操作。

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