水质分析之COD的测定

【摘 要】 化学需氧量COD 作为水质评价的重要指标, 反映了水体受还原性物质污染的程度。我们从实验中接触到的KMnO4法联系到国标法,并对国标法进行了思考,提到改进方式。并且扼要的谈述了对于COD测定方法的改进方向提出了看法。 【关键词】 COD测定 KMnO4法 国标法 方法改进  

一、 背景分析——COD的测定 

水质分析是环境监测的一项主要任务,化学需氧量(COD)值是评价水体污染程度的重要指标之一,在一定程度上表征水体受还原性污染(主要是有机污染物)的污染状况,是水质监测的一个重要参数,是水质监测分析中**常测定的项目。无论是有机废水、石化废水、照料废水、印染废水、制药废水、皮革废水,还是生活污水,都必须经过处理,使其COD值得到环境排污标准要求才允许排放。 

因此,在日益注重环保的今天,对COD指标的测量就显得尤为重要。 

二、 课堂联系——无机实验之COD的测定:高锰酸钾法 

1、原理:KMnO4法是在规定的条件下所进行的反应,所以水中有机物只能部分被氧化,并不是理论上的全部需氧量,也不是反映水体中总有机物含量的尺度。因此常用高锰酸钾指数这一术语作为水质的一项指标,以有别于重铬酸钾法测COD。 

水样加入硫酸酸化后,加入一定量的高锰酸钾溶液,并在沸水浴中加热反应一定时间。然后加入过量的草酸钠标准溶液,使之与剩余的高锰酸钾充分反应。在用高锰酸钾会滴过量的草酸钾,并通过计算求高锰酸钾指数。 2、实验步骤 

1):KMnO4B溶液的配置:取已配好的0.02mol/L的KMnO4溶液(即A液)25.00 mL,于试剂瓶中,稀释**500 mL,摇匀,放置于阴暗处. 

2):配制500mL0.05mol/LNa2C2O4的标准溶液:准称一定量的Na2C2O4于小烧杯中,加适量水使其完全溶解,定容于250mL容量瓶中. 

3):COD的测定:移取100mL充分搅拌的水样于锥形瓶中,加入5mL1:3H2SO4溶液和几块沸石,由滴定管加入10.00mL KMnO4B溶液, 立即加热沸腾,从冒出**个大气泡开始煮沸10分钟(红色不应褪去),取下锥形瓶,放置0.5——1分钟,趁热准确加入Na2C2O4标准液10.00mL,充分摇匀,立即用溶液进行滴定.开始应在**滴颜色完全褪去后再滴第二滴,如此操作,可慢慢加快,直**溶液呈粉红色半分钟不褪去为滴定终点,此时温度应不低于60℃. 4):标定KMnO4B溶液的浓度:取步骤3的水样,加入1:3的H2SO4溶液2mL,趁热(75——80℃)准确移入10.00mLNa2C2O4标准液,摇匀,再用KMnO4B溶液滴定**终点.平行滴定三次,记录数据,计算COD 

相关反应式: 

4MnO4-+5C+12H+====4Mn2++5CO2↑+6H2O 

2MnO4-+5C2O42-+16H+====2Mn2++10CO2↑+8H2O

3、相关注意事项 

1)、本实验标定高锰酸钾方法的不同之处:本实验不需要另外一组实验实验进行空白对照,而是空白试验和标定试验在同一组中同时进行。而且在二价锰的催化下,反应更加迅速灵敏。 2)、本实验只适用于氯离子浓度少于300mg/L的水样,如果太过,则会被氧化为氯气,与水样中的其他还原性离子反应,使COD偏高。可加硫酸银除去氯离子,但不可加硝酸银,因为硝酸根有氧化性。 3)、标定高锰酸钾时应注意:加入草酸钾时因摇匀,防止局部浓度高而使草酸分解,温度在65-85,若太低,速率低;高了会加速草酸分解。 4)、本实验用反滴定的方法,利用试剂自身颜色的变化来判断终点。 

三、 课外探索——重铬酸钾法 

1、 

原理:重铬酸钾法测量COD是基于在强酸性溶液中,重铬酸钾在Ag

+

催化作用下氧化水体中的还原性物质,过量的重铬酸钾以试亚铁灵(邻二氮菲-亚铁络合物)作指示剂,用硫酸亚铁铵溶液返滴定,根据用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。

缺点:1)、该法加热时间长,耗时耗力。2)、回流设备占用较大空间,使批量测定有困难。3)、分析费用较高(银盐消耗量大)。 

4、  关于实验的几点讨论: 

1)、空白对照 

可以用不同的实验用水进行空白对照,根据标定时硫酸亚铁溶液的消耗

量和滴定后的体积,计算不同水质的COD空白值,值小的水质较好。 2)、消除氯离子的干扰 

一般实验对氯离子的干扰是加入硫酸汞消除,但它的毒性很大,我们可以用硝酸银掩蔽氯离子,在实验回流前加入硝酸银产生砖红色沉淀,若回流冷却后仍由沉淀可加入少量氯化钠溶液使砖红色沉淀消失。 

3)、不同取样方法对测定结果的影响 

取样时水样一定要摇匀,有的水样上下层液COD值相差很大,所以在取样的时候一定要摇匀后马上吸取。 

4)、可以通过改变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。 

四、 案例分析——国标法的改进。 

分析时间长、批量测定难以及二次污染严重等三个方面的不足 , 难以适用于区域水质调查中大批样品的测定与现代化污水处理厂的水质在线监测与管理。 

为此 , 探讨一种快速、完善、可靠的 COD测定方法已成为广大环境科研工作者们努力的目标。近年来对 COD测定方法的研究 , 包括对标准法的改进以及其他 COD快速测定方法 , 都已取得了相当的进展 , 本组论文拟对此作一简要的探究综述。 

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