水中化学需氧量的测定重铬酸盐法分析
来源:用户上传
作者:陈森
摘要：重铬酸盐指数又被称之为CODcr，是采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学耗氧量，是检测水污染中还原物所带来影响的重要指标，同时也是进行有机物含量对水污染影响的重要评价指标，其对于我国水质检测工作的开展有着重要作用。本文就将对水中化学需氧量的测量重铬酸盐法进行详细介绍。
关键词：化学需氧量;重铬酸钾氧化处理;水质监测
中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）09-0-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.068
Determination of chemical oxygen demand in water by dichromate method
Chen Sen
（Monitoring Station of Sanmenxia Environmental Protection Bureau， He’nan Province， Sanmenxia He’nan 472000，China）
Abstract： The dichromate index， also known as CODcr， is a chemical oxygen demand determined by using potassium dichromate as an oxidant. It is an important indicator for detecting the effects of reducing substances in water pollution， and is also an organic matter content. An important evaluation index for the impact of water pollution plays an important role in the development of water quality testing in China. This article will introduce the dichromate method for the measurement of chemical oxygen demand in water.
Key words：Chemical oxygen demand;Potassium dichromate oxidation treatment;Water quality monitoring
1 处理原理
先在水中加入适量的重铬酸钾溶液，并在强酸作用下，利用银盐的催化作用实现沸腾回流处理，然后用加入一定量的试亚铁灵和硫酸亚铁铵溶液，对水中剩余的重铬酸钾溶液进行处理，最终通过对使用的重铬酸钾数量进行统计和计算，掌握耗氧量和耗氧浓度的相关数值。
2 干扰控制
试验过程中的主要干扰物为氯化物，在对其进行处理时，首先，添加适量的硫酸汞溶液，使其与干扰物中的氯离子进行有效融合，生成溶于水的氯汞化合物。在这个过程中，要根据水样中氯离子浓度情况确定硫酸汞溶液的添加量，以保证融合的有效性。通常情况下，滴入比例以20：1为宜，滴入量要控制在2mL以内。在判断水样中氯离子含量的过程中，需要按照规定的标准要求进行严格操作，先将10ml左右为加入硫酸溶液的水样放置在锥形瓶容器中，之后对其进行稀释处理到20ml，然后使用pH值在7.0左右的氢氧化钠溶液对其进行测试，得出溶液的pH数值，完成后，在溶液中加入50g左右的重铬酸钾溶液，加入适量的硝酸盐溶液，搅拌均匀，观察容器内液体的反应，直至出现红色沉淀物为止。最后结合相关数值确定氯离子的实际含量。
3 试剂与材料
实验的过程中，所选试剂均为满足国家相关标准和要求的分析纯试剂，实验时均采用最新制备的蒸馏水;
硫酸（H2SO4）：P=1.84G/ml，优级纯;
重铬酸钾：基准试剂处理中应在烘箱中干燥，干燥的温度为105℃，保证其处于恒重状态;
硫酸银、硫酸汞、硫酸亚铁铵、邻苯二甲酸氢钾;
重铬酸钾标准溶液：c（1/6k2cr2o7）=0.250mol/l;
准确称取12.258g重铬酸钾溶于水中，定容至1000ml;
重铬酸钾标准溶液：c（1/6k2CrO7）=0.0250mol/l;
将上述重铬酸钾标准溶液稀释10倍;
硫酸银-硫酸溶液：称取10g硫酸银加到1L硫酸中，放置1-2d使之溶解，比混匀，使用前小心摇匀;
硫酸汞溶液：称取10g硫酸汞溶于100ml硫酸（1+9）溶液中;
硫酸亚铁铵标准溶液：分两种高浓度约等于0.05mol/l，低浓度约等于0.005mol/l，硫酸亚铁铵溶液不稳定，须每日临用前用重铬酸钾溶液标定。
在水中加入19.5g的硫酸亚铁溶液和10ml的硫酸溶液，待冷却后将其稀释到1000ml备用。在溶液使用前，需要先利用重铬酸钾标准溶液的标定方法对硫酸亚铁铵的浓度进行测定，两名化验员各标定4次，这叫做四平行八对照。
取5ml的重铬酸钾溶液放置在锥形容器中，加水稀释到50ml，之后加入15mL的硫酸，搖匀，冷却后加入三滴亚铁灵溶液，以硫酸亚铁铵溶液进行滴定，待容器中液体颜色从黄色转变成红褐色后结束试验，工作人员对试验中使用的硫酸亚铁铵的消耗量进行详细记录，并按照有效计算公式得出其浓度数值。
硫酸亚铁铵标准溶液浓度按下式计算：
C=5.00ml×0.250mol/l/V
式中：C-硫酸亚铁铵标准滴定溶液浓度，mol/l;V-滴定时消耗硫酸亚铁铵溶液的体积，ml; 试亚铁灵指示剂溶液：溶解0.7g七水合硫酸亚铁于50ml水中，加入1.5g1，10-菲绕啉，溶解稀释至100ml;
防爆沸玻璃珠。
4 仪器和设备
回流装置：带有250ml磨口锥形瓶的全玻璃水冷回流装置;加热装置：cod标准消解器;酸式滴定管：50ml;一般實验室常用仪器和设备。
5 分析流程
5.1 回流
准确量取10ml水样，将其放置在锥形瓶当中，分别加入硫酸汞溶液和重铬酸钾标准溶液以及防爆玻璃珠，并将其摇匀，硫酸汞溶液以20：1的质量比滴入溶液当中，且规定其最大滴入量在2ml以内。锥形瓶需连接至回流装置冷凝管的下方，自冷凝管上端缓慢加入15ml硫酸银-硫酸溶液，将其混合均匀后，再从溶液沸腾起以沸腾状态回流2h，回流冷却后从冷凝管的上方注入清水45ml，冲洗冷凝管，最后取下锥形瓶。
5.2 滴定
待溶液冷却到室温状态后再滴入三滴试亚铁灵指示剂溶液，以硫酸亚铁铵标准液滴定，滴定后溶液颜色从黄色逐渐变为蓝绿色，最后变为黄褐色，此时记录硫酸亚铁铵标准液的消耗量V1。
5.3 空白实验
与上述步骤完全一致，采用10.0ml的实验用水开展空白实验，详细记录空白滴定的过程中消耗掉的硫酸亚铁铵标准溶液的体积V0。
6 计算结果与表示
Codcr（O，mg/l）=C（V0-V1）*8000*f/V2;
C-硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mg/l;
V0-空白实验所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积;
V1-水样测定所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积;
V2-加热回流时所取水样的体积;
F-样品稀释倍数;
当codcr测定结果小于100mg/l时保留至整数位，当测定结果大于或等于100mg/l时保留3位有效数字。
7 注意事项
空白实验中每批的样品数量不得少于两个，且在实验过程中，要保证硫酸亚铁铵用量与当日实验使用的标定量均在2mL以内。在试验测定过程中，由于去离子水中含有较多的树脂浸出物和不可交换的有机物，所以不能将其应用在化学需氧量测定中，以免导致空白实验数据偏高，降低实验结果准确性。最好的方法是应用亚废水或者重蒸馏水。
为了保证试验的精准度，需要对样品数量进行合理控制，尽可能保证在10个左右，如果达不到。则需要制作一个平行样，并保证其偏差不得超过10%保证试验的顺利进行。在进行样品测定过程中，要对样品进行合理分析，确保其在保证值控制的范围内，提高样品测定的准确性。在消解过程中，应控制溶液的沸腾效率，尽可能以缓慢沸腾为主，以免造成不必要的伤害。试亚铁灵的添加量虽然对临界点带来的影响不大，但最好保持其一致性，提高试验效果。在对样品是否能够直接进行分析进行判断时，可以选取需氧量较高的水样与试剂进行融合加热，并观察其存在的颜色变化，如果溶液呈现绿色，就要减少取样量，直至绿色消失。结合以往试验观察可以看出，若水样与试剂加热后溶液呈浅绿色，则水样可直接分析，若溶液呈深绿色，则水样不可直接分析，需减少取样量或对水样进行适当的稀释。在水样加热回流后，重铬酸钾溶液的剩余量应保证在加入量的四分之一左右。对于较为浑浊的水源，在取样过程中应注意其均匀性，以保证试验结果的有效性和准确性，减少误差生成。消解时间一般控制在2h，是按照沸腾开始后进行计算。实际操作中，工作人员要对消解时间进行准确把控，减少问题产生。
8 结语
重铬酸盐法是目前进行水中化学需氧量测定使用的主要方式之一，且操作较为便捷，结果准确性较高。不过在使用该方法的过程中需要对相关技术和操作流程进行明确掌握，以此来保证试验的有效性，减少误差的生成。
参考文献
[1]HJ828-2017，中华人民共和国国家环境保护标准[S].
[2]国家环保局本书编委会.水和废水监测分析方法[M].北京：中国环境科学出版社，1989.
收稿日期：2019-03-02
作者简介：陈森（1972-），汉族，本科学历，研究方向为环境监测。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15042732.htm
