重铬酸盐法测定化学需氧量(CODCr)的影响因素分析

2022-01-20范月娥贾剑峰

山西化工 2021年6期

范月娥，贾剑峰

(山西省晋中生态环境监测中心，山西晋中 030600)

引言

化学需氧量是评价水体受还原性物质污染程度的一项重要指标，其中的还原性物质主要指有机污染物，同时，化学需氧量也是国家的总量控制指标之一[1]。化学需氧量跟水体受污染的程度息息相关。通常，化学需氧量越大，有机污染物污染水体的程度就越大。这些有机污染物可能来自农药喷洒、化工厂排放、有机肥料的使用等。倘若置之不理，许多有机污染物可能在河底或江底经过吸附沉积下来，进而对水生生物产生毒害作用。人类若进食这些有毒的水生生物，就会使这些毒素进入体内，在体内缓慢积累，久而久之，对身体也会产生相当大的危害。此外，如果用这些受污染的水来灌溉农田，会对农作物产生极大的危害，最终也会进入人体内。在测定化学需氧量的过程中，受诸多因素的影响，本文重点介绍以下几个方面。

1 实验部分

1.1 方法原理

取适量的水样，在其中加入一定量的重铬酸钾溶液，以硫酸-硫酸银为催化剂，经过加热回流2 h后，加入3滴试亚铁灵指示剂，最后用硫酸亚铁铵滴定，判断滴定终点，通过算出消耗氧的质量浓度来反映CODCr的值。

1.2 实验仪器

HCA-V0100标准COD消解器；250 mL锥形瓶；50 mL酸式滴定管。

1.3 实验试剂及标定方法

重铬酸钾标准溶液(0.250 mol/L，以1/6K2Cr2O7计)：将基准重铬酸钾在120 ℃烘干2 h，在干燥器中冷却后，准确称取12.258 g，将其加水溶解后定容至1 000 mL容量瓶中，摇匀。

重铬酸钾标准溶液(0.025 0 mol/L，以1/6K2Cr2O7计)：将以上重铬酸钾标准溶液稀释10倍所得。

硫酸硫酸银溶液：称取1 g硫酸银，加到1 L浓硫酸中，放置1 d～2 d使之溶解，并混匀，使用前小心摇匀。

硫酸汞溶液(100 g/L)：称取10 g硫酸汞，溶于100 mL硫酸溶液(1+9)中，混匀。

试亚铁灵指示液：称取1.485 g邻菲啰啉，0.695 g硫酸亚铁溶于水中，稀释至100 mL，贮于棕色瓶中。

硫酸亚铁铵标准溶液(0.05 mol/L)：将19.5 g硫酸亚铁铵溶于水后，缓慢加入10 mL浓硫酸。冷却后定容至1 000 mL，摇匀。使用之前，要用重铬酸钾标准溶液进行标定。

标定方法：用大肚移液管准确移取重铬酸钾标准溶液(0.250 mol/L)5.00 mL于锥形瓶中，加水稀释至50 mL左右，再加入15 L浓硫酸，摇匀冷却后，加入约0.15 L指示剂，用硫酸亚铁铵溶液滴定至终点。硫酸亚铁标准溶液浓度计算公式见式(1)。

c=0.250 0×5.00/V

(1)

式中：c为硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mol/L；V为滴定所用硫酸亚铁铵标准溶液的量，mL。

1.4 化学需氧量(CODCr)的计算[见式(2)]

CODCr(O2，mg/L)=(V0-V1)×c×
8×1 000/V水样

(2)

式中：C为硫酸亚铁铵标准溶液的浓度,mol/L；V0为滴定空白消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积,mL；V1为滴定水样消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积,mL；V为水样的体积,mL；8为氧(1/2O)的摩尔质量,g/mol。

1.5 硫酸银的纯度对测定结果的影响

1) 硫酸银作为重铬酸盐法测定化学需氧量过程中的催化剂，其纯度直接影响测定结果的准确度。

在对化学需氧量测定的过程中，总结出下面的结论：当实验所用试剂均符合分析要求时，硫酸亚铁铵溶液的浓度c(mol/L)、滴定空白所用硫酸亚铁铵溶液的体积V0(mL)以及标定硫酸亚铁铵溶液浓度所用的体积V(mL)之间有如表1中关系。

表1 硫酸银纯度对测定结果影响

由此可见，一般来说，硫酸亚铁铵溶液的浓度c(mol/L)与滴定空白所用硫酸亚铁铵溶液的体积V0(mL)的乘积在1.23～1.25。而滴定空白所用硫酸亚铁铵溶液的体积V0(mL)与标定硫酸亚铁铵溶液浓度所用的体积V(mL)的关系为V>V0。

当硫酸银纯度不高且有杂质时，硫酸亚铁铵溶液的浓度c(mol/L)、滴定空白所用硫酸亚铁铵溶液的体积V0(mL)以及标定硫酸亚铁铵溶液浓度所用的体积V(mL)之间有如关系表2。

由此可见，当硫酸银纯度不高、有杂质(且可能含有氧化性的杂质)时，会导致空白偏高，根据CODCr的计算公式也可以看出，会直接影响测定结果，使结果偏高。硫酸亚铁铵溶液的浓度c(mol/L)与滴定空白所用硫酸亚铁铵溶液的体积V0(mL)的乘积在1.25～1.27，超出正常范围；而滴定空白所用硫酸亚铁铵溶液的体积V0(mL)与标定硫酸亚铁铵溶液浓度所用体积V(mL)的关系为V