重铬酸钾法测定 COD 影响因素的研究

摘要摘要摘要摘要:探讨了测定 COD 的适宜条件,考察了 Ag + 与 Cl - 的比例、浓硫酸的体积、煮沸时间等因素对COD 测定的影响。结果表明,COD 测定的适宜条件为:Ag + 与 Cl - 物质的量比 1. 5 ∶1 ,浓硫酸的体积20 mL ,煮沸时间 10 min。考察了 Cl - 的浓度对 COD 测定的影响。结果表明,Cl - 浓度越高,对 COD 的影响越大。

关键词:重铬酸钾法;Cl - 浓度;COD 测定

测定水中化学需氧量 COD 的方法很多,但其中最常用的是 K2 Cr2O7 法。该法的优点如下: 

(1)K2 Cr2O7 容易提纯,可直接准确称量配制成标准溶液,无需标定; 

(2) K2 Cr2O7 标准溶液非常稳定,可长期保存; 

(3) 对大多数有机物氧化率较高,对一般水样的氧化率达到 90 %; 

(4) 方法的重现性好,可靠性高; 

(5) 适用范围广。

但该法加热时间长,耗时耗力;而且所用的硫酸汞是有毒物质,对人体的伤害较大。为了寻找一种测定速度快、误差小的 COD 测定方法,笔者以常用的 K2 Cr2O7 法(见 GB11914 -89) 为基础,通过改变有关的测定条件,进一步研究 Cl - 浓度对COD 的影响。不仅找到了 COD 测定的适宜条件,且利用该法对废水进行了测定分析。

1 实验

1.1 主要仪器

铁架台、酸式滴定管、FA 型电子天平、托盘天平、250 mL 锥形瓶、移液管(10 mL ,15 mL ,25 mL) 、250 

mL 容量瓶、400 mL 烧杯、10 mL 吸量管、玻璃棒、洗耳球、胶头滴管、J HR22 型节能 COD 恒温加

热器、101 型电热鼓风恒温干燥箱、磁力搅拌器、带磨口的全玻璃回流装置。

1.2 主要药品

邻苯二甲酸氢钾( KHP) 、硝酸银、浓硫酸、试亚铁灵、硫酸亚铁铵、重铬酸钾、氧化钙。

1.3 溶液的配制

1.3.1 铬酸洗液

称取 10 g 工业用的重铬酸钾置于 400 mL 烧杯中,加入少量水加热溶解后冷却,慢慢加入 200 mL 浓硫酸,

边加边搅拌,待冷却后转入玻璃瓶中备用。

因浓硫酸易吸收水分,故要用玻璃瓶塞塞好。

1.3.2 硫酸亚铁铵标准溶液

称取 39. 5 g 硫酸亚铁铵溶于水中,边搅拌边缓慢加入 20 mL 浓硫酸,冷却后移入 1 000 mL 容量瓶中,加水

稀释至标线,摇匀,临用前用重铬酸钾标定。

1.3.3 试亚铁灵

称取 1. 485 g 邻菲啰啉( C12 H8N2 ·H2O) 、01695 g 硫酸亚铁( FeSO4 ·7H2O) 溶于水中,稀释

至 100 mL ,贮于棕色瓶内。

1.3.4 标准水样

称取 0. 425 1 g KHP 溶于 1 L 水中,即定溶于 1 000 mL 容量瓶中,加水稀释至刻度。

1.3.5 硫酸 2 硫酸银

称取 10 g Ag2 SO4 溶于 1 000 mL 硫酸中,使其溶解,一般静置 24 h 后即溶。以重铬酸钾为氧化剂,该标准

水样的理论 COD 值为 500 mg/ L 。

1.3.6 K2 Cr2O7 标准溶液

先将 K2 Cr2O7 粉末置于烘箱中,温度控制在 120 ℃,加热 2 h ,称取 12. 258 g 粉末溶于水中,移入 1 000 mL 

容量瓶,稀释到标线摇匀。

1.3.7 CaO 溶液

将块状 CaO 固体研磨成粉末,用干净烧杯置于磁力搅拌器上,边加粉末边加水,搅拌成 CaO 乳液。

1.4 实验方法

取定量的标准水样,加入已知量的 K2 Cr2O7 溶液,并在强酸介质下以银盐做催化剂,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 K2 Cr2O7 ,由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成 COD 的

质量浓度。通过改变 Ag + 与 Cl - 的比例、浓硫酸的体积、煮沸时间等因素,考察这些因素对 COD 测定

的影响,找出 COD 测定的适宜条件;在适宜条件下,考察 Cl - 的的质量浓度对 COD 测定的影响。

2 结果与讨论 结果与讨论

2.1 COD 测定条件的确定

2.1.1 AgNO3 的加入量对 COD 测定的影响

在水样中 Cl - 质量浓度为 100 mg/ L 时,AgNO3 的加入量对 COD 测定的影响见表 1 。

表 1 Cl - 1 质量浓度为 100 mg/L 时的实验数据

图 1 COD 质量浓度与浓硫酸体积的关系

 由图 1 可见,随着浓硫酸体积的增加,标准水样的酸度也增大,有利于 KHP 的氧化,故其 COD 测定值

也随之增大。当浓硫酸体积为 10 mL 时,其 COD 测定值虽趋于稳定,但考虑到实际废水成分的复杂性,为

保证测试介质的强酸性条件,故浓硫酸体积取 20 mL 。

2.1.3 加热煮沸时间对 COD 测定的影响

加热煮沸时间对 COD 测定的影响见图 2 。

图 2 加热煮沸时间对 COD 测定的影响

 由图 2 可见,随着加热煮沸时间的增长,标准水样 KHP 氧化的程度也增加,其 COD 测定值也随之增

大。当加热煮沸时间达 10 min 时,标准水样的 KHP 已被完全氧化,其 COD 测定值已达最大值,故取加热煮

沸时间为 10 min 。

综上所述, COD 测定的适宜条件为: Ag + 与 Cl - 物质的量比 1. 5 ∶1 ,浓硫酸体积 20 mL ,煮沸时间 10 

min 。

2.2 Cl - 质量浓度对 COD 测定结果的影响

在 Ag + 与 Cl - 物质的量比 1. 5 ∶1 、浓硫酸体积 20 mL 、煮沸时间 10 min 的条件下,Cl - 质量浓度对

COD 测定的影响见图 3 。

图 3 Cl - 质量浓度对 COD 测定的影响

 由图 3 可见,Cl - 质量浓度越大,AgNO3 掩蔽作用就越小,COD 测定值越偏大。

3 结语

a) COD 不仅可作为水体受有机物污染的综合指标,而且还用于表达生活污水和工业废水中有机污染物含

量,要治理环境污染就必须快速准确测定 COD 值。因此,研究 COD 测定方法非常重要。目前测定 COD 值

的方法很多,各有千秋,找出一种快速准确的方法是当务之急。

b) COD 测定的影响因素较多。在 Ag + 与 Cl -物质的量比 1. 5 ∶1 、浓硫酸体积 20 mL 、煮沸时间 10 min 的条件下,Cl - 质量浓度越高对 COD 的影响也越大。