化学耗氧量的测定——重铬酸钾法
一、实验目的
1、初步了解环境分析的重要性及水样的采集和保存方法。
2、对水中化学耗氧量(COD)与水体污染的关系有所了解。
3、掌握重铬酸钾法测定水中COD的原理及方法。
二、实验原理
化学耗氧量又称COD,是指在一定条件下,用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量,以mg/L来表示。
水的化学耗氧量越大,则说明水中的有机物含量越高。
化学耗氧量的测定随水样中的还原物质及测定方法不同,其测定值也不同。
这是因为在测定化学耗氧量的过程中,免不了有部分无机物(如Fe2+)参与反应。
重铬酸钾测定化学耗氧量的工作原理是:在强酸性溶液中,用重铬酸钾将水中的有机物和还原性物质氧化:
2Cr2O72-+16H++3C=3Cr3++3CO2↑+8H2O
为了使上述氧化反应进行得彻底充分,将反应溶液加热、煮沸、回流,并添加Ag2S04催化,使直链脂肪属化合物完全氧化。
过量的重铬酸钾以1,10-邻二氮菲-亚铁作指示剂,用硫酸亚铁铵的标准溶液回滴:
2Cr2O72-+14H++6Cl-=3Cr3++3Cl2↑+7H2O
根据消耗硫酸亚铁铵的量,和加入水样中的重铬酸钾的量,计算出水样中还原性物质的消耗量。
为了避免高含量Cr(Cl->30mg/L时)影响测定结果,可在回流前向水样中加入硫酸汞(HgS04),使Cl-与之生成HgCl-而消除。
重铬酸钾氧化率高,再现性较好,适用于测定水中有机物的总量,所以用重铬酸钾法测得的耗氧量,有时也称化学需氧量(记作CODcr)。
理由是此法测得的数据接近于水中有机物完全氧化的耗氧量。
因此有时用重铬酸钾法测得的耗氧量要比高锰酸钾法大2~3倍。
三、试剂
硫酸银(s)、硫酸汞(s)、0.25mol/L K2Cr2O7、1,10-邻二氮菲-亚铁、0.1 mol/L硫酸亚铁铵
四、实验步骤
1. 0.1 mol/L 硫酸亚铁铵标准溶液标定
准确移取10.00mL 0.25mol/L K 2Cr 2O 7溶液置于锥形瓶中,用水稀释至约100mL ,加入30mL 硫酸,混匀,加3滴1,10-邻二氮菲-亚铁试液作指示剂,用 0.1 mol/L 硫酸亚铁铵标准溶液滴定,使溶液从蓝绿色变为红棕色即为终点。
平行测定3次取平均值。
6Fe (NH 4)2(SO4)2+K 2Cr 2O 7+7H 2SO 4=3Fe 2 (SO 4)3+Cr 2 (SO 4)3+K 2SO 4+6(NH 4)2SO 4+7H 2O
2.稀释重铬酸钾和硫酸亚铁铵
分别准确移取10.00mL 0.25mol/L K 2Cr 2O 7和0.1 mol/L 硫酸亚铁铵溶液置于250mL 容量瓶中,用水稀释定容至刻度,摇匀。
待滴定水样和做空白试验用。
2.水样中耗氧量的测定
取水样20mL (有鸣潭取的),置于250mL 锥形瓶中,加30mL 浓H 2SO 4,再准确加入10.00mL0.025 mol·L -1 K 2Cr 2O 7标准溶液和几颗防爆沸玻璃珠,立即加热至沸,若此时由红棕色变为蓝色,说明水样中有机物含量较多,应补加适量K 2Cr 2O 7标准溶液至试液呈现稳定的红棕色。
从冒第一个大泡开始计时,用小火准确煮沸30min(注意1:严格控制煮沸时间,也即氧化-还原反应进行的时间,才能得到较好的重现性。
),取下锥形瓶,冷却后用水稀释至140mL 。
加3滴1,10-邻二氮菲-亚铁试液作指示剂,用 0.01 mol/L 硫酸亚铁铵标准溶液滴定过量的K 2Cr 2O 7溶液,使溶液从黄色→蓝绿色→红棕色即为终点。
平行测定3次取平均值。
3.空白样耗氧量的测定
另取20mL 蒸馏水代替水样,同时操作,求得空白值,计算耗氧量时将空白值减去(即:水样中实际化学耗氧量ρ(o 2)=测定化学耗量-测定空白值)。
五、数据记录与处理
式中,C ——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度0.01mol/L;
V 1——空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积,mL ;
V 2——水样中所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积,mL ;
8000——1/4O 2摩尔质量以mg/L 为单位的换算值。
()L mg O mol g V V C /V 1000/00.8COD 221水样
)(⨯⨯-=。