化学需氧量的测定(重铬酸钾法)
一、实验目的和要求
1、掌握容量法、库仑滴定法测定化学需氧量的原理和技术,熟悉库仑仪的原理和操作方法。
2、复习第二章有机污染物综合指标的含义及测定方法
二、重铬酸钾法(CODCr
(一)、原理
在强酸性溶液中,准确加入过量的重铬酸钾标准溶液,加热回流,将水样中还原性物质(主要是有机物)氧化,过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液回滴,根据所消耗的重铬酸钾标准溶液量计算水样化学需氧量。
(二)、仪器
1. 500mL全玻璃回流装置。
2. 加热装置(电炉)。
3. 25mL或 50mL酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶等。
(三)、试剂
1. 重铬酸钾标准溶液(C1/6k2Cr2O7=0.2500mol/L);称取预先在120℃烘干 2h的基准或优质纯重铬酸钾 12.258g溶于水中,移入 1000mL容量瓶,稀释至标线,摇匀。
2. 试亚铁灵指示液:称取 1.485g邻菲啉( C12H8N2·H2O)、0.695g硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)溶于水中,稀释至100mL,贮于棕瓶内。
3. 硫酸亚铁铵标准溶液:称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中,边搅拌边缓慢加入 20mL浓硫酸,冷却后移入 1000mL容量瓶中,加水稀释至标线,摇匀。临用前,用重铬酸钾标准溶液标定。
标定方法:准确吸取 10.00mL重铬酸钾标准溶液于 500mL锥形瓶中,加水稀释至 110mL左右,缓慢加入 30mL浓硫酸,混匀。冷却后,加入 3滴试亚铁灵指示液(约0.15mL),用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液的颜由黄经蓝绿至红褐即为终点。
式中: c——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L);
V——硫酸亚铁铵标准溶液的用量(mL)。
4. 硫酸-硫酸银溶液:于 500mL浓硫酸中加入 5g硫酸银。放置1—2d,不时摇动使其溶解。
5. 硫酸汞:结晶或粉末。
(四)、测定步骤
1. 取 20.00mL12mg/L的罗丹明B原液和经光催化剂ZnO降解半小时后的上层澄清溶液置于 250mL磨口的回流锥形瓶中,准确加入 10.00mL重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石,连接磨口回流冷凝管,从冷凝管上口慢慢地加入 30mL硫酸-硫酸银溶液,轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀,加热回流2h(自开始沸腾时计时)。
对于化学需氧量高的废水样,可先取上述操作所需体积 1/10的废水样和试剂于 15×150mm硬质玻璃试管中,摇匀,加热后观察是否成绿。如溶液显绿,再适当减少废水取样量,直至溶液不变绿为止,从而确定废水样分析时应取用的体积。稀释时,所取废水样量不得少于5mL,如果化学需氧量很高,则废水样应多次稀释。废水中氯离子含量超过 30mg/L时,应先把 0.4g硫酸汞加入回流锥形瓶中,再加 20.00mL废水(或适量废水稀释至20.00mL),摇匀。
2. 冷却后,用 90mL水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶。溶液总体积不得少于140mL,否则因酸度太大,滴定终点不明显。
3. 溶液再度冷却后,加 3滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜由黄经蓝绿至红褐即为终点,记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
4. 测定水样的同时,取 20.00mL重蒸馏水,按同样操作步骤作空白试验。记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
(五)、计算
                  CODCr (O2 mg/L) = (V0-V1)·C×8×1000/V
式中:
c——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L);
V0——滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量(mL);
V1——滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量(mL);
V——水样的体积(mL);
8——氧(1/2O)摩尔质量(g/mol)。
(六)、实验结果
      1、求硫酸亚铁标准溶液的浓度
        用硫酸亚铁铵溶液滴定重铬酸钾(0.25mol/L)标准溶液,硫酸亚铁铵的用量V为24.7mL。根据
算出C = 0.101mol/L
2、求算12mg/L罗丹明B原溶液和降解后溶液的化学需氧量(COD)
(1)12mg/L罗丹明B原溶液:  V1 = 16.2mL (V1为硫酸亚铁铵标准溶液用量)
(2)用ZnO降解30min的后罗丹明B溶液:V1′= 19mL(V1′为硫酸亚铁铵标准溶液用量)
(3)蒸馏水空白样: V0 = 22.3mL,根据公式
CODCr (O2 mg/L) = (V0-V1)·C×8×1000/V
求得罗丹明原液COD为246.44mg/L
被降解后的罗丹明溶液COD为 133.32mg/L
(六)、注意事项
1. 使用 0.4g硫酸汞络合氯离子的最高量可达 40mg,如取用 20.00mL水样,即最高可络合 2000mg/L氯离子浓度的水样。若氯离子的浓度较低,也可少加硫酸汞,使保持硫酸汞:氯离子=10∶1(W/W)。若出现少量沉淀,并不影响测定。
化学实验报告
2. 水样取用体积可在 10.00—50.00mL范围内,但试剂用量及浓度需按下表进行相应调整,也可得到满意的结果。
3. 对于化学需氧量小于 50mg/L的水样,应改用 0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液。回滴时用 0.01mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。
4. 水样加热回流后,溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的 1/5—4/5为宜。
5. 用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时,由于每克邻苯二甲酸氢钾的理论 CODCr为 1.176g,所以溶解 0.4251g邻苯二甲酸氢钾于重蒸馏水中,转入 1000mL容量瓶,用重蒸馏水稀释至标线,使之成为 500mg/L的 CODCr标准溶液。用时新配。
6. CODCr的测定结果应保留三位有效数字。
7. 每次实验时,应对硫酸亚铁铵标准滴定溶液进行标定,室温较高时尤其注意其浓度的变化。