1、 定義
化學需氧量(COD),是指在強酸并加熱的條件下,用重鉻酸鉀作為氧化劑處理水樣時所消化氧化劑的量,以氧的mg/L來表示?;瘜W需氧量反應了水中受還原星物質污染的程度,水中還原性物質包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。水被有機物污染是很普遍的,因此化學需氧量也作為有機物相對含量的指標之一,但只能反映能被氧化的有機物污染,不能反映多環(huán)芳烴、PCB,二惡英等的污染狀況。CODcr是我國實施排放總量的控制指標之一。
水樣的化學需氧量,可由于加入氧化劑的種類及濃度,反應溶液的酸度,反應溫度和時間,以及催化劑的有無而獲得不同的結果。因此,化學需氧量亦是一個條件性指標,必須嚴格按照操作步驟進行。
對于污水,我國規(guī)定用重鉻酸鉀法,其測得的值稱為化學需氧量。國外也有用高錳酸鉀、臭氧、羥基作氧化劑的方法體系。如果使用,必須與重鉻酸鉀法做對照實驗,做出相關系數,以重鉻酸鉀法上報檢測數據。
2、原理
在強酸性溶液中,用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質,過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑,用硫酸亞鐵銨溶液回滴。根據硫酸亞鐵銨的用量計算出水樣中的還原性物質消耗氧的量。
3、干擾及消除
酸性重鉻酸鉀氧化性很強,可氧化大部分有機物,加入硫酸銀作催化劑時,直鏈脂肪族化合物可完全被氧化,而芳香族化合有機物卻不易被氧化,吡啶不被氧化,揮發(fā)性直鏈脂肪族化合物、苯等有機物存在于蒸氣相,不能與氧化劑液體接觸,氧化不明顯。氯離子能被重鉻酸鹽氧化,并且能與硫酸銀作用產生沉淀,影響測定結果,故在回流前向水樣中加入硫酸汞,使成為絡合物以干擾。氯離子含量高于1000mg/L的樣品應先作定量稀釋,使含量降低至1000mg/L以下,再行測定。
4、方法的適用范圍
用0.25mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定大于50mg/L的COD值,未經稀釋水樣的測定上限是700mg/L,用0.025mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定5~50mg/L的COD值,但低于10mg/L時的測量準確度較差。
5、試劑
①重鉻酸鉀標準溶液(1/6K2CrO7=0.2500mol/L):稱取預先在120℃烘干2h的基準或優(yōu)級純重鉻酸鉀12.258g溶于水中,移入1000ml容量瓶,稀釋至標線,搖勻。
②試亞鐵靈指示液:稱取1.458g鄰菲啰啉(C12H8N2·H2O,1,10-phenanthroline),0.695g硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)溶于水中,稀釋至100ml,貯于棕色瓶內。
③硫酸亞鐵銨標準溶液〔(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0.1mol/L〕:稱取39.5g硫酸亞鐵銨溶于水中,邊攪拌邊緩慢加入20ml濃硫酸,冷卻后移入1000ml容量瓶中,加入稀釋至標線,搖勻。臨用前,用重鉻酸鉀標準溶液標定。
標定硫酸亞鐵銨方法:準確吸取10.00ml重鉻酸鉀溶液于500ml錐形瓶中,加水稀釋至110ml左右,緩慢加入30ml濃硫酸,混勻。冷卻后,加入3滴試亞鐵靈指示劑(約0.15ml),用硫酸亞鐵銨溶液滴定,溶液的顏色由黃色經藍綠色至紅褐色即為終點。
④硫酸-硫酸銀溶液:于2500ml濃硫酸中加入25g硫酸銀。放置1~2d,不時搖動使其溶解(如無2500ml容器,可在500ml濃硫酸中加入5g硫酸銀)。
⑤硫酸汞:結晶或粉末。
6、步驟
(1)取20.00ml混合均勻水樣(或適量水樣稀釋至20.00ml)置250ml磨口的回流錐形瓶中,準確加入10.00ml重鉻酸鉀溶液及數粒洗凈的玻璃珠或沸石,連接磨口回流冷凝管,從冷凝管上口慢慢的加入30ml硫酸-硫酸銀溶液,輕輕搖動錐形瓶使溶液混勻,加熱回流2h(自開始沸騰時計時)。
注:①對于化學需氧量高的廢水樣,可先取上述操作所需體積1/10的廢水樣和試劑,與15mm×150mm硬質玻璃試管中,搖勻,加熱后觀察是否變?yōu)榫G色。如溶液顯綠色,再適當減少廢水取樣量,知道溶液不變綠色為止,從而確定廢水樣分析時應取用的體積。稀釋時,所取廢水樣不得少于5ml,如果化學需氧量很高,則廢水樣應多次逐級稀釋。
②廢水中氯離子含量超過30mg/L時,應先把0.4g硫酸汞加入回流錐形瓶中,再加20.00ml廢水(或適量廢水稀釋至20.00ml),搖勻。以下操作同上。
(2)冷卻后,用90ml水從上部慢慢沖洗冷凝管管壁,取下錐形瓶。溶液總體積不得少于140ml,否則因酸度太大,滴定終點不明顯。
(3)溶液再度冷卻后,加3滴試亞鐵靈指示液,用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定,溶液的顏色由黃色經藍綠色至紅褐色即為終點,記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。
(4)測定水樣的同時,以20.00ml重蒸餾水,按同樣操作步驟作試驗。記錄滴定時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。
汞 : 氯離子=10:1。若出現少量的氯化汞沉淀,并不影響測定。