化学需氧量的测定滴定法与分光光度法
2020-05-09
(贵州有色地质中心实验室,贵州安顺561000)
1 重铬酸钾滴定法
1.1 原理
在待测水样中加入过量的重铬酸钾溶液,在强硫酸介质中,以硫酸银作催化剂,经过沸腾回流后,用试亚铁灵作为指示剂,硫酸亚铁铵滴定水样中剩余的重铬酸钾,由消耗的硫酸亚铁铵的量换算得待测水样中的化学需氧量。
1.2 主要仪器
50mL酸式滴定管、250mL锥形瓶、回流装置、加热装置、微波快速消解仪。
1.3 试剂
①硫酸汞,AR。②硫酸银,AR。③浓硫酸,AR。④硫酸银-硫酸试剂:向500mL浓硫酸中加入5g硫酸银,小心震荡混匀,使之溶解,放置1~2d左右备用。⑤K2Cr2O7标准溶液:1)K2Cr2O7标准溶液0.250mol/L:称取在105~110℃烘箱中烘干2h的重铬酸钾(GR)12.2580g溶于适量水中,稀释到1L;2)K2Cr2O7标准溶液 0.025mol/L:将 0.250mol/L标准溶液稀释10倍而得。⑥硫酸亚铁铵标准溶液:1)浓度约为0.10mol/L的硫酸亚铁铵标准溶液:称取19.5g硫酸亚铁铵溶于水中,加10mL浓硫酸,稀释到500mL;2)当日使用硫酸亚铁铵标准溶液之前需要用K2Cr2O7标准溶液标定其浓度,标定方法如下:准确吸取10.00mLK2Cr2O7标准溶液于250mL锥形瓶中,加水至约100mL,加入20~30mL浓硫酸,混匀,冷却后,滴加2~3滴试亚铁灵指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,滴定到红褐色即为终点,记录消耗的硫酸亚铁铵的量V;3)硫酸亚铁铵标准溶液的浓度:C=2.5/V(mol/L)。⑦COD标准溶液:COD标准溶液500mg/L:准确称取邻苯二甲酸氢钾(KC8H5O4)(GR)0.4251g溶于水中,稀释至1000mL,摇匀备用。⑧试亚铁灵指示剂:称取1.4gFeSO4·7H2O溶于100mL水中,加入3g1,10菲绕啉,稀释到200mL。⑨硝酸银溶液0.1mol/L:将8.55g硝酸银溶于500mL水。⑩防爆沸玻璃珠。
1.4 分析步骤
1.4.1 分别吸取水样、COD标准溶液 500mg/L、COD标准溶液50mg/L、蒸馏水(空白)5.00mL(记为V0)于250mL锥形瓶中,加水至20mL,准确加入10.00 mL重铬酸钾标准溶液0.250mol/L(低浓度可用0.025mol/L),再放入防爆沸玻璃珠3颗,接入回流装置,自溶液开始沸腾起回流2h。
2 快速分解分光光度法
2.1 原理
待测试样中加入过量的已知浓度的重铬酸钾溶液,在强硫酸介质中,以硫酸银作为催化剂,在165℃左右消解后,用分光光度法测定COD值。
当待测样品中COD值在100~1000mg/L之间时,可在600nm±20nm波长处测定吸光度;当待测样品中COD值在15~250mg/L之间时,可在440±20nm波长处测定吸光度。
2.2 主要仪器
722型分光光度计、COD快速消解仪、水冷却槽。
2.3 主要试剂
铬酸钾溶液 C(K2CrO4)=50g/L:将 10.0g铬酸钾溶解于适量水中,滴加硝酸银溶液至有红色沉淀生成,摇匀,静置过夜,过滤,用水将滤液稀释到200mL。
2.4 分析步骤
打开COD快速消解仪,预热到设定的165±2℃,仪器预热到设定温度后会自动报警提示;用移液管准确量取5.0mL的试样沿消解管内壁加入消解管;分别加入0.250mol/L重铬酸钾溶液(低浓度可用0.025mol/L)5.0mL,硫酸—硫酸银5mL;拧紧消解管管盖,手执管盖反复颠倒摇匀消解管中溶液,用无毛纸擦净管外壁;将消解管放入165±2℃的快速消解仪的加热孔中,消解仪温度略有降低,待温度升到设定的165±2℃时,加热计时15min加热时间到后,取出消解管,空气中冷却2min,手执管盖颠倒摇动消解管数次,使消解管内溶液均匀,用无毛纸擦净管外壁,放入水冷却槽中冷却至室温同步作双份空白试验,测定吸光度,标准曲线测定同以上分析步骤。
3 分析步骤简化
重铬酸钾法(微波消解):分别取空白样(蒸馏水)、标准样、待测水样5.0mL于消解罐中,分别加入重铬酸钾溶液5.0mL,硫酸—硫酸银5.0mL;将消解罐放入微波消解仪中消解10min,消解完成后取出,冷却至室温;将消解液无损转移至锥形瓶中,以试亚铁灵作指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,滴定到红褐色即为终点,记录消耗的硫酸亚铁铵的量。
4 实验
选取标准样品50mg/L、200mg/L及未知样品1/2/3/4,标准样品、未知样品1/2/3为澄清样品,未知样品4为浑浊样品,按前言所述分析步骤,分别用GB11914-89、微波消解重铬酸钾滴定法、快速消解分光光度法测定样品化学需氧量。
5 实验结果比较(见表1)
表1
6 讨论
1)由实验结果可知,澄清样品化学需氧量的测定,三种方法测定结果无显著差异,分光光度法对于浑浊污水的测定,由于悬浮物对光有吸收,造成测定结果偏高,而微波消解重铬酸钾滴定法测定结果与GB 11914-89测定结果无明显差异。
2)国标法测定COD时回流操作2h,对于大量样品的分析测定不经济,改用微波消解的方式,一次性可消解多个样品,操作简单,而且消解时间仅需10min左右,可极大地提高分析效率,同时对测定结果基本没有影响。通过比较结果可知微波消解与GB 11914-89回流操作效果基本相同,可替代国标法回流操作。
3)快速消解分光光度法,目前市场上已有成套设备可快速测定COD,都采用了快速消解法,进一步提高了COD的分析效率。
4)结合实验结果及自身分析测定经验,滴定法适用于所有水体化学需氧量的测定,而分光光度法不适用于浑浊水体化学需氧量的测定,分光光度法对于有色水体的测定也存在一定偏差。
5)对于市场上已有的成套快速测定COD的设备,因其要求的专用试剂需要购买,且COD快速测定仪中内置的标准曲线不一定适用于所有样品,其适用范围有一定局限,因此检测机构在采购时需要根据自身实际情况合理选择,否则测定结果可能偏差较大。