水中化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鹽法分析

摘要：重鉻酸鹽指數(shù)又被稱之為CODcr，是采用重鉻酸鉀作為氧化劑測(cè)定出的化學(xué)耗氧量，是檢測(cè)水污染中還原物所帶來影響的重要指標(biāo)，同時(shí)也是進(jìn)行有機(jī)物含量對(duì)水污染影響的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，其對(duì)于我國水質(zhì)檢測(cè)工作的開展有著重要作用。本文就將對(duì)水中化學(xué)需氧量的測(cè)量重鉻酸鹽法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：化學(xué)需氧量;重鉻酸鉀氧化處理;水質(zhì)監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：X83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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， Henan Province， Sanmenxia Henan 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 處理原理

先在水中加入適量的重鉻酸鉀溶液，并在強(qiáng)酸作用下，利用銀鹽的催化作用實(shí)現(xiàn)沸騰回流處理，然后用加入一定量的試亞鐵靈和硫酸亞鐵銨溶液，對(duì)水中剩余的重鉻酸鉀溶液進(jìn)行處理，最終通過對(duì)使用的重鉻酸鉀數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，掌握耗氧量和耗氧濃度的相關(guān)數(shù)值。

2 干擾控制

試驗(yàn)過程中的主要干擾物為氯化物，在對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)，首先，添加適量的硫酸汞溶液，使其與干擾物中的氯離子進(jìn)行有效融合，生成溶于水的氯汞化合物。在這個(gè)過程中，要根據(jù)水樣中氯離子濃度情況確定硫酸汞溶液的添加量，以保證融合的有效性。通常情況下，滴入比例以20：1為宜，滴入量要控制在2mL以內(nèi)。在判斷水樣中氯離子含量的過程中，需要按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行嚴(yán)格操作，先將10ml左右為加入硫酸溶液的水樣放置在錐形瓶容器中，之后對(duì)其進(jìn)行稀釋處理到20ml，然后使用pH值在7.0左右的氫氧化鈉溶液對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，得出溶液的pH數(shù)值，完成后，在溶液中加入50g左右的重鉻酸鉀溶液，加入適量的硝酸鹽溶液，攪拌均勻，觀察容器內(nèi)液體的反應(yīng)，直至出現(xiàn)紅色沉淀物為止。最后結(jié)合相關(guān)數(shù)值確定氯離子的實(shí)際含量。

3 試劑與材料

實(shí)驗(yàn)的過程中，所選試劑均為滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求的分析純?cè)噭?，?shí)驗(yàn)時(shí)均采用最新制備的蒸餾水;

硫酸（H2SO4）：P=1.84G/ml，優(yōu)級(jí)純;

重鉻酸鉀：基準(zhǔn)試劑處理中應(yīng)在烘箱中干燥，干燥的溫度為105℃，保證其處于恒重狀態(tài);

硫酸銀、硫酸汞、硫酸亞鐵銨、鄰苯二甲酸氫鉀;

重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：c（1/6k2cr2o7）=0.250mol/l;

準(zhǔn)確稱取12.258g重鉻酸鉀溶于水中，定容至1000ml;

重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：c（1/6k2CrO7）=0.0250mol/l;

將上述重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋10倍;

硫酸銀-硫酸溶液：稱取10g硫酸銀加到1L硫酸中，放置1-2d使之溶解，比混勻，使用前小心搖勻;

硫酸汞溶液：稱取10g硫酸汞溶于100ml硫酸（1+9）溶液中;

硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液：分兩種高濃度約等于0.05mol/l，低濃度約等于0.005mol/l，硫酸亞鐵銨溶液不穩(wěn)定，須每日臨用前用重鉻酸鉀溶液標(biāo)定。

在水中加入19.5g的硫酸亞鐵溶液和10ml的硫酸溶液，待冷卻后將其稀釋到1000ml備用。在溶液使用前，需要先利用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定方法對(duì)硫酸亞鐵銨的濃度進(jìn)行測(cè)定，兩名化驗(yàn)員各標(biāo)定4次，這叫做四平行八對(duì)照。

取5ml的重鉻酸鉀溶液放置在錐形容器中，加水稀釋到50ml，之后加入15mL的硫酸，搖勻，冷卻后加入三滴亞鐵靈溶液，以硫酸亞鐵銨溶液進(jìn)行滴定，待容器中液體顏色從黃色轉(zhuǎn)變成紅褐色后結(jié)束試驗(yàn)，工作人員對(duì)試驗(yàn)中使用的硫酸亞鐵銨的消耗量進(jìn)行詳細(xì)記錄，并按照有效計(jì)算公式得出其濃度數(shù)值。

硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度按下式計(jì)算：

C=5.00ml×0.250mol/l/V

式中：C-硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度，mol/l;V-滴定時(shí)消耗硫酸亞鐵銨溶液的體積，ml;

試亞鐵靈指示劑溶液：溶解0.7g七水合硫酸亞鐵于50ml水中，加入1.5g1，10-菲繞啉，溶解稀釋至100ml;

防爆沸玻璃珠。

4 儀器和設(shè)備

回流裝置：帶有250ml磨口錐形瓶的全玻璃水冷回流裝置;加熱裝置：cod標(biāo)準(zhǔn)消解器;酸式滴定管：50ml;一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器和設(shè)備。

5 分析流程

5.1 回流

準(zhǔn)確量取10ml水樣，將其放置在錐形瓶當(dāng)中，分別加入硫酸汞溶液和重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液以及防爆玻璃珠，并將其搖勻，硫酸汞溶液以20：1的質(zhì)量比滴入溶液當(dāng)中，且規(guī)定其最大滴入量在2ml以內(nèi)。錐形瓶需連接至回流裝置冷凝管的下方，自冷凝管上端緩慢加入15ml硫酸銀-硫酸溶液，將其混合均勻后，再從溶液沸騰起以沸騰狀態(tài)回流2h，回流冷卻后從冷凝管的上方注入清水45ml，沖洗冷凝管，最后取下錐形瓶。

5.2 滴定

待溶液冷卻到室溫狀態(tài)后再滴入三滴試亞鐵靈指示劑溶液，以硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)液滴定，滴定后溶液顏色從黃色逐漸變?yōu)樗{(lán)綠色，最后變?yōu)辄S褐色，此時(shí)記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)液的消耗量V1。

5.3 空白實(shí)驗(yàn)

與上述步驟完全一致，采用10.0ml的實(shí)驗(yàn)用水開展空白實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)記錄空白滴定的過程中消耗掉的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V0。

6 計(jì)算結(jié)果與表示

Codcr（O，mg/l）=C（V0-V1）*8000*f/V2;

C-硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mg/l;

V0-空白實(shí)驗(yàn)所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積;

V1-水樣測(cè)定所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積;

V2-加熱回流時(shí)所取水樣的體積;

F-樣品稀釋倍數(shù);

當(dāng)codcr測(cè)定結(jié)果小于100mg/l時(shí)保留至整數(shù)位，當(dāng)測(cè)定結(jié)果大于或等于100mg/l時(shí)保留3位有效數(shù)字。

7 注意事項(xiàng)

空白實(shí)驗(yàn)中每批的樣品數(shù)量不得少于兩個(gè)，且在實(shí)驗(yàn)過程中，要保證硫酸亞鐵銨用量與當(dāng)日實(shí)驗(yàn)使用的標(biāo)定量均在2mL以內(nèi)。在試驗(yàn)測(cè)定過程中，由于去離子水中含有較多的樹脂浸出物和不可交換的有機(jī)物，所以不能將其應(yīng)用在化學(xué)需氧量測(cè)定中，以免導(dǎo)致空白實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏高，降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性。最好的方法是應(yīng)用亞廢水或者重蒸餾水。

為了保證試驗(yàn)的精準(zhǔn)度，需要對(duì)樣品數(shù)量進(jìn)行合理控制，盡可能保證在10個(gè)左右，如果達(dá)不到。則需要制作一個(gè)平行樣，并保證其偏差不得超過10%保證試驗(yàn)的順利進(jìn)行。在進(jìn)行樣品測(cè)定過程中，要對(duì)樣品進(jìn)行合理分析，確保其在保證值控制的范圍內(nèi)，提高樣品測(cè)定的準(zhǔn)確性。在消解過程中，應(yīng)控制溶液的沸騰效率，盡可能以緩慢沸騰為主，以免造成不必要的傷害。試亞鐵靈的添加量雖然對(duì)臨界點(diǎn)帶來的影響不大，但最好保持其一致性，提高試驗(yàn)效果。在對(duì)樣品是否能夠直接進(jìn)行分析進(jìn)行判斷時(shí)，可以選取需氧量較高的水樣與試劑進(jìn)行融合加熱，并觀察其存在的顏色變化，如果溶液呈現(xiàn)綠色，就要減少取樣量，直至綠色消失。結(jié)合以往試驗(yàn)觀察可以看出，若水樣與試劑加熱后溶液呈淺綠色，則水樣可直接分析，若溶液呈深綠色，則水樣不可直接分析，需減少取樣量或?qū)λ畼舆M(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂?。在水樣加熱回流后，重鉻酸鉀溶液的剩余量應(yīng)保證在加入量的四分之一左右。對(duì)于較為渾濁的水源，在取樣過程中應(yīng)注意其均勻性，以保證試驗(yàn)結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性，減少誤差生成。消解時(shí)間一般控制在2h，是按照沸騰開始后進(jìn)行計(jì)算。實(shí)際操作中，工作人員要對(duì)消解時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確把控，減少問題產(chǎn)生。

8 結(jié)語

重鉻酸鹽法是目前進(jìn)行水中化學(xué)需氧量測(cè)定使用的主要方式之一，且操作較為便捷，結(jié)果準(zhǔn)確性較高。不過在使用該方法的過程中需要對(duì)相關(guān)技術(shù)和操作流程進(jìn)行明確掌握，以此來保證試驗(yàn)的有效性，減少誤差的生成。

參考文獻(xiàn)

[1]HJ828-2017，中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]國家環(huán)保局本書編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1989.

收稿日期：2019-03-02

作者簡介：陳森（1972-），漢族，本科學(xué)歷，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。