依据GB11914—1989《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》进行检测。
1.原理 在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液,并在强酸介质下以银盐作催化剂,经沸腾回流后,以试亚铁灵为指示剂,用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾,由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。
在酸性重铬酸钾条件下,芳烃及吡啶难以被氧化,其氧化率较低。在硫酸银催化作用下,直链脂肪族化合物可有效地被氧化。
2.试剂
(1)硫酸汞(HgSO4):结晶或粉末。
(2)硫酸-硫酸银溶液:向1L硫酸中加入10g硫酸银,放置1~2天,不时摇动使之溶解,使用前小心摇动。
(3)重铬酸钾标准溶液[C(K2Cr2O7)=0.25mol/L]:将12.258g在105℃干燥2h后的重铬酸钾溶于水中后,移入1000mL容量瓶中,稀释至标线后摇匀。
(4)硫酸亚铁铵标准滴定溶液{C[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]≈0.10mol/L}:溶解39.5g硫酸亚铁铵于水中,加入20mL浓硫酸,冷却后移入1000mL容量瓶中,稀释至标线,摇匀。临用前,用重铬酸钾标准溶液标定。
标定方法:准确吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液于500mL锥形瓶中,用水稀释至约110mL,缓慢加入30mL硫酸,混匀。冷却后,加3滴(约0.15mL)试亚铁灵指示剂,用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点。
式中 C——硫酸亚铁铵标准滴定溶液浓度(mol/L);
V——滴定时消耗硫酸亚铁铵溶液的用量(mL)。
(5)试亚铁灵指示剂溶液:溶解0.7g七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)于50mL的水中,加入1.458g邻菲啰啉,搅拌至溶解,加水稀释至100mL。
(6)邻苯二甲酸氢钾标准溶液C(KC6H5O4)=2.0824mol/L:称取105℃下干燥2h的邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK)0.4251g溶于水,并稀释至1000mL,混匀。以重铬酸钾为氧化剂,将邻苯二甲酸氢钾完全氧化的CODcr值为1.176g氧/g(指1g邻苯二甲酸氢钾耗氧1.176g),故该标准溶液的理论CODcr值为500mg/L。
3.仪器
(1)回流装置:带有24号标准磨口的250mL锥形瓶的全玻璃回流装置,回流冷凝管长度为300~500mm。若取样量在30mL以上,可采用带500mL锥形瓶的全玻璃回流装置。
(2)加热装置。
(3)25mL或50mL酸式滴定管。
4.干扰及其消除 酸性重铬酸钾氧化性很强,可氧化大部分有机物,加入硫酸银作催化剂时,直链脂肪族化合物可完全被氧化,而芳香族有机物却不易被氧化,吡啶不被氧化,挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸汽相,不能与氧化剂液体接触,氧化不明显。氯离子能被重铬酸盐氧化,并且能与硫酸银作用产生沉淀,影响测定结果,故在回流前向水样中加入硫酸汞,使之成为络合物以消除干扰。氯离子含量超过1000mg/L的样品应作定量稀释,使含量降至1000mg/L以下再行测定。
5.适用范围0.25mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的COD值,未经稀释的水样的测定上限为700mg/L,0.025mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定5~50mg/L的COD值,但低于10mg/L时测量准确度较差。
6.水样的采集与保存 水样采集后,应加入硫酸调节至pH值<2,以抑制微生物活动。样品应尽快分析,必要时应在4℃冷藏保存,并在48h内测定。
7.步骤 取20.00mL混合均匀的水样(或适量水样稀释至20.00mL)置于500mL磨口的回流锥形瓶中,准确加入10.00mL重铬酸钾标准溶液和几粒洗净的玻璃珠,连接磨口回流冷凝管,接通冷凝水。从冷凝管上端缓慢加入30mL硫酸-硫酸银溶液,轻轻摇动锥形瓶使之混合均匀。自溶液开始沸腾起回流2h,冷却后,用90~100mL蒸馏水自冷凝管上端倒入冷凝管,冷却后取下锥形瓶。(www.daowen.com)
溶液冷却室温后,加入3滴试亚铁灵指示剂溶液,用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点。记下硫酸亚铁铵标准滴定溶液的消耗毫升数V2。
在特殊情况下,需要测定的试料在10.0~50.0mL之间,试剂的体积或质量要作相应的调整。不同取样量采用的试剂用量如表16-2所示。
表16-2 不同取样量采用的试剂用量
8.计算
式中 C——硫酸亚铁铵标准溶液滴定溶液的浓度(mol/L);
V0——空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液滴定溶液的体积(mL);
V1——试验测定所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液滴定溶液的体积(mL);
8000——1/4 O2的摩尔质量以mg/L为单位的换算值;
V——试料的体积(mL)。
9.注意事项
(1)水样稀释时,所取废水样量不得少于5mL,如果化学需氧量很高,则废水样应多次逐级稀释。
(2)对于化学需氧量小于50mL/L的水样,应改用0.025mol/L重铬酸钾标准溶液,回滴时用0.01mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。
(3)用手摸冷却水不能有温感,否则会导致测定结果偏低。
(4)冷却后,用90mL水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶,溶液总体积不得少于140mL,否则因酸度太大,滴定终点不明显。
(5)测定中浓硫酸、汞盐、银盐用量大,且加热回流2h,故需特别注意安全。
(6)每次实验时,应对硫酸亚铁铵进行标定,室温较高时尤其应注意其浓度的变化。
标定方法亦可采用如下操作:在空白试验结束后的溶液中,准确加入10.00mL0.250mol/L重铬酸钾标准溶液,混匀后用硫酸亚铁铵标液进行标定。
(7)CODcr测定结果一般保留三位有效数字。
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