化学需氧量(COD)的测定

出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《皮革工业手册制革分册》第646页(3092字)

本方法适用于含COD值大于30mg/L的水样。

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。

2.试剂

(1)硫酸银-硫酸试剂:向1L硫酸中加10g硫酸银,放置1~2天使其溶解并混匀,使用前小心摇匀。

(2)重铬酸钾标准溶液,浓度为c(1/6 K2Cr2O7)=0.250mol/L:将12.258g在105℃干燥2h后的重铬酸钾溶于水中,稀释至1000mL。

(3)硫酸亚铁铵标准滴定溶液,浓度为c〔(NH4)2Fe(SO4)2〕≈0.10mol·L-1:溶解39g硫酸亚铁铵〔(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O〕于水中,加入20mL化学纯浓硫酸,待溶液冷却后稀释至1000mL。

此溶液每日临用前标定:吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液于锥形瓶中,用水稀释至约100mL。加入30mL硫酸,混匀。冷却后,加3滴(约0.15mL)试亚铁灵指示剂、用硫酸亚铁铵滴定。溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色,即为终点。按下式计算硫酸亚铵标准滴定溶液的浓度:

式中 V——滴定时耗用硫酸亚铁铵溶液的体积(mL)。

(4)试亚铁灵指示剂溶液:溶解0.7g七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)于50mL水中,加入1.5g 1,10-菲罗啉(1,10-phenanathroline monohydrate),搅拌至溶解,加水稀释至100mL。

(5)硫酸汞,化学纯。

(6)邻苯二甲酸氢钾标准校核溶液,c(KC6H5C4)=2.0824mmol/L:称取105℃干燥2h的邻苯二甲酸氢钾(HOOC·C6H4·COOK)0.4251g溶于水,稀释至1000mL,混匀,此溶液的理论COD值为500mg/L(1g邻苯二甲酸氢钾以重铬酸钾为氧化剂完全氧化时,耗氧1.176g,即其COD值为1.176g氧/g)。

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

4.测定步骤

(1)试样的准备:水样要采集于玻璃瓶中,并尽快分析。如不能立即测定时,加化学纯浓硫酸至pH<2,置4℃下保存。但保存时间不多于5天。采集水样的体积不得少于100mL。测定时,将水样充分摇匀,吸取20.0mL作为试料。置于锥形瓶中。

如果水样COD超过700mg/L,必须稀释。即取较少试料,加蒸馏水至20.0mL。对于污染严重的水样,可选取所需体积1/10的试料和1/10的试剂,放入10×150mm硬质玻璃管中,摇匀后,用酒精灯加热煮沸数分钟,如溶液变成蓝绿色,应再适当少取试料,重复以上试验,直至溶液不变蓝绿色为止。从而确定待测试样适当的稀释倍数。

稀释后的氯离子浓度不得超过1000mg/L。这时COD的最低允许值为250mg/L,低于此值结果的准确度不可靠。

(2)氧化:于试料中加入0.4g硫酸汞,2mL浓硫酸(如水样Cl含量<300mg/L可不加硫酸汞),待硫酸汞完全溶解后,再加入10.0mL重铬酸钾标准溶液和几颗防爆沸玻璃珠,摇匀。将锥形瓶接到回流装置冷凝管下端,接通冷凝水。从冷凝器上端缓慢加入30mL硫酸银-硫酸试剂,以防止低沸点有机物的溢出,不断旋动锥形瓶使之混合均匀。加热溶液至沸腾,再回流2h。

(3)滴定:冷却后,用20~30mL水自冷凝管上端冲洗冷凝管后,取下锥形瓶,再加水稀释至140mL左右。溶液冷却至室温后,加入3滴试亚铁灵指示剂溶液,用硫酸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。

(4)空白试验:取20.0mL蒸馏水代替试料,按上述(2)、(3)进行氧化和滴定。

(5)对于COD值小于50mg/L的水样,应采用低浓度的重铬酸钾标准溶液氧化,加热回流以后,采用低浓度的硫酸亚铁铵标准溶液滴定。低浓度重铬酸钾标准溶液浓度为c(1/6K2Cr2O7)=0.0250mol/L,由前述c(1/6K2Cr2O7)=0.250mol·L-1的重铬酸钾标准溶液稀释10倍而成,低浓度硫酸亚铁铵标准滴定溶液浓度为c〔(NH4)2Fe(SO4)2〕≈0.010mol·L-1,由浓度为c〔(NH4)2Fe(SO4)2〕≈0.10mol·L-1的硫酸亚铁铵标准滴定溶液稀释10倍而成。每日临使用前,低浓度硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度,用低浓度重铬酸钾标准溶液进行标定,其标定步骤及浓度计算公式,均与使用较高浓度的这两种标准溶液(即尚未稀释10倍成低浓度以前)滴定和计算类同。

(6)校核试验:取20.0mL邻苯二甲酸标准溶液代替试样,按前述测定步骤分析其COD值,用以检验操作技术及试剂纯度。该溶液的理论COD值为500mg/L,如果校核试验的结果大于该值的96%,即可认为实验步骤基本上是适宜的,否则,必须寻找失败的原因,重复试验,使之达到要求。

(7)在特殊情况下,需要测定的试料在10.0mL到50.0mL之间,试剂的体积或质量要按表5-7作相应的调整。

表5-7 不同取样量采用的试剂用量

5.结果计算

式中 V1——空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积(mL);

V2——试料测定所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积(mL);

V0——试料的体积(mL);

测定结果一般保留三位有效数字,对COD值小的水样[前述4测定步骤(5)],当计算出COD值小于10mg/L时,应表示为“COD<10mg/L”。

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