水中化学需氧量(COD)测定的注意事项与方法
化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)是衡量水体中有机物污染程度的重要指标,表示在一定条件下,水样中可被强氧化剂氧化的还原性物质(主要是有机物)所需的氧量。准确测定COD对于环境监测、污水处理和水质评价具有重要意义。以下是COD测定的注意事项与方法。
一、COD测定方法
目前,常用的COD测定方法有重铬酸钾法和快速消解分光光度法。
1. 重铬酸钾法(GB 11914-89)
原理:在强酸性溶液中,以重铬酸钾为氧化剂,硫酸银为催化剂,硫酸汞为氯离子掩蔽剂,将水样中的还原性物质(主要是有机物)氧化。通过测定反应前后重铬酸钾浓度的变化,计算COD值。
步骤:
水样采集与保存:采集具有代表性的水样,尽快分析。若不能及时分析,应加入硫酸调节pH<2,冷藏保存(2-5℃),并在7天内测定。
试剂配制:
重铬酸钾标准溶液(0.2500mol/L)
硫酸亚铁铵标准溶液(约0.10mol/L,需标定)
硫酸-硫酸银溶液(溶解10g硫酸银于1L浓硫酸中)
硫酸汞溶液(100g/L,用于掩蔽氯离子)
消解:
取20.00mL水样于消解管中,加入10.00mL重铬酸钾标准溶液和30.00mL硫酸-硫酸银溶液,摇匀。
加入几粒玻璃珠,防止暴沸。
加热回流2小时(沸点控制在165±2℃)。
滴定:
冷却后,用蒸馏水冲洗冷凝管壁,取下消解管。
加入3滴试亚铁灵指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至溶液由黄绿色变为蓝绿色,再变为红褐色,记录消耗的体积。
计算:
根据硫酸亚铁铵标准溶液的浓度和消耗体积,计算COD值。
计算公式:
式中:
:空白试验消耗的硫酸亚铁铵标准溶液体积(mL)
:水样测定消耗的硫酸亚铁铵标准溶液体积(mL)
:硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L)
:水样的体积(mL)
8:氧的摩尔质量(g/mol)
2. 快速消解分光光度法
原理:在密封消解管中,采用高温高压消解水样,利用重铬酸钾氧化有机物,通过测定反应后溶液的吸光度,计算COD值。
特点:
消解时间短(10-15分钟)
试剂用量少
可实现批量分析
适用于现场快速检测
步骤:
水样预处理:同重铬酸钾法。
消解:
取适量水样于消解管中,加入专用COD试剂(含重铬酸钾、硫酸银等)。
密封消解管,放入消解器中,在165℃下消解10-15分钟。
测定:
冷却后,用分光光度计在特定波长(如600nm)下测定吸光度。
根据标准曲线,计算COD值。
二、COD测定注意事项
1. 水样采集与保存
代表性:避免采集死水、浮渣等不具代表性的水样。
保存条件:加入硫酸调节pH<2,防止微生物分解有机物。冷藏保存,尽快分析。
氯离子干扰:高氯水样(Cl⁻>1000mg/L)需加入硫酸汞掩蔽氯离子,或采用其他方法(如氯气校正法)测定。
2. 试剂配制与使用
重铬酸钾:需在120℃烘干至恒重,配制标准溶液。
硫酸亚铁铵:易被氧化,需现用现配,并定期标定。
硫酸-硫酸银:需提前配制,使硫酸银充分溶解。
硫酸汞:剧毒,需小心操作,避免接触皮肤和吸入。
3. 消解过程
加热均匀:确保回流装置密封良好,防止溶液溅出。
温度控制:沸点控制在165±2℃,过高会导致有机物挥发,过低则氧化不完quan。
时间准确:回流时间必须严格控制在2小时,误差不超过±5分钟。
4. 滴定操作
指示剂用量:试亚铁灵指示剂加入量需准确,一般为3滴
终点判断:溶液由蓝绿色变为红褐色,30秒内不褪色即为终点。
空白试验:每次测定需做空白试验,扣除试剂中还原性物质的干扰。
5. 仪器校准与维护
分光光度计:定期校准波长和吸光度,确保测量准确。
消解器:检查温度控制精度,定期清洁消解管。
6. 安全防护
通风良好:消解过程产生有毒气体(如SO₂),需在通风橱内操作。
防护用品:佩戴实验服、手套、护目镜,避免接触强酸和有毒试剂。
废弃物处理:消解后的废液需中和后排放,避免污染环境。
三、常见问题与解决方法
COD值偏低:
原因:消解不wan全、试剂浓度不足、氯离子干扰未消除。
解决:延长消解时间、检查试剂浓度、加入适量硫酸汞。
COD值偏高:
原因:水样中还原性无机物(如亚硝酸盐、硫化物)干扰、空白值偏高。
解决:采用氯气校正法消除无机还原物干扰、重新配制试剂。
滴定终点不明显:
原因:指示剂变质、溶液浑浊。
解决:更换指示剂、过滤水样。
消解管破裂:
原因:加热不均匀、冷却过快。
解决:确保加热均匀、自然冷却。
四、总结
COD测定是水质分析中的重要项目,需严格遵守操作规程,注意试剂配制、消解条件、滴定终点判断等关键环节。同时,需做好安全防护,避免环境污染。通过选择合适的测定方法和优化实验条件,可提高COD测定的准确性和可靠性。
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