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        化學(xué)需氧量的測定滴定法與分光光度法

        2020-05-09 03:05:48
        天津化工 2020年2期
        關(guān)鍵詞:重鉻酸鉀需氧量硫酸亞鐵

        (貴州有色地質(zhì)中心實(shí)驗(yàn)室,貴州安順561000)

        1 重鉻酸鉀滴定法

        1.1 原理

        在待測水樣中加入過量的重鉻酸鉀溶液,在強(qiáng)硫酸介質(zhì)中,以硫酸銀作催化劑,經(jīng)過沸騰回流后,用試亞鐵靈作為指示劑,硫酸亞鐵銨滴定水樣中剩余的重鉻酸鉀,由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算得待測水樣中的化學(xué)需氧量。

        1.2 主要儀器

        50mL酸式滴定管、250mL錐形瓶、回流裝置、加熱裝置、微波快速消解儀。

        1.3 試劑

        ①硫酸汞,AR。②硫酸銀,AR。③濃硫酸,AR。④硫酸銀-硫酸試劑:向500mL濃硫酸中加入5g硫酸銀,小心震蕩混勻,使之溶解,放置1~2d左右備用。⑤K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液:1)K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液0.250mol/L:稱取在105~110℃烘箱中烘干2h的重鉻酸鉀(GR)12.2580g溶于適量水中,稀釋到1L;2)K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液 0.025mol/L:將 0.250mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋10倍而得。⑥硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液:1)濃度約為0.10mol/L的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱取19.5g硫酸亞鐵銨溶于水中,加10mL濃硫酸,稀釋到500mL;2)當(dāng)日使用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液之前需要用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定其濃度,標(biāo)定方法如下:準(zhǔn)確吸取10.00mLK2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液于250mL錐形瓶中,加水至約100mL,加入20~30mL濃硫酸,混勻,冷卻后,滴加2~3滴試亞鐵靈指示劑,用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,滴定到紅褐色即為終點(diǎn),記錄消耗的硫酸亞鐵銨的量V;3)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度:C=2.5/V(mol/L)。⑦COD標(biāo)準(zhǔn)溶液:COD標(biāo)準(zhǔn)溶液500mg/L:準(zhǔn)確稱取鄰苯二甲酸氫鉀(KC8H5O4)(GR)0.4251g溶于水中,稀釋至1000mL,搖勻備用。⑧試亞鐵靈指示劑:稱取1.4gFeSO4·7H2O溶于100mL水中,加入3g1,10菲繞啉,稀釋到200mL。⑨硝酸銀溶液0.1mol/L:將8.55g硝酸銀溶于500mL水。⑩防爆沸玻璃珠。

        1.4 分析步驟

        1.4.1 分別吸取水樣、COD標(biāo)準(zhǔn)溶液 500mg/L、COD標(biāo)準(zhǔn)溶液50mg/L、蒸餾水(空白)5.00mL(記為V0)于250mL錐形瓶中,加水至20mL,準(zhǔn)確加入10.00 mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液0.250mol/L(低濃度可用0.025mol/L),再放入防爆沸玻璃珠3顆,接入回流裝置,自溶液開始沸騰起回流2h。

        2 快速分解分光光度法

        2.1 原理

        待測試樣中加入過量的已知濃度的重鉻酸鉀溶液,在強(qiáng)硫酸介質(zhì)中,以硫酸銀作為催化劑,在165℃左右消解后,用分光光度法測定COD值。

        當(dāng)待測樣品中COD值在100~1000mg/L之間時,可在600nm±20nm波長處測定吸光度;當(dāng)待測樣品中COD值在15~250mg/L之間時,可在440±20nm波長處測定吸光度。

        2.2 主要儀器

        722型分光光度計、COD快速消解儀、水冷卻槽。

        2.3 主要試劑

        鉻酸鉀溶液 C(K2CrO4)=50g/L:將 10.0g鉻酸鉀溶解于適量水中,滴加硝酸銀溶液至有紅色沉淀生成,搖勻,靜置過夜,過濾,用水將濾液稀釋到200mL。

        2.4 分析步驟

        打開COD快速消解儀,預(yù)熱到設(shè)定的165±2℃,儀器預(yù)熱到設(shè)定溫度后會自動報警提示;用移液管準(zhǔn)確量取5.0mL的試樣沿消解管內(nèi)壁加入消解管;分別加入0.250mol/L重鉻酸鉀溶液(低濃度可用0.025mol/L)5.0mL,硫酸—硫酸銀5mL;擰緊消解管管蓋,手執(zhí)管蓋反復(fù)顛倒搖勻消解管中溶液,用無毛紙擦凈管外壁;將消解管放入165±2℃的快速消解儀的加熱孔中,消解儀溫度略有降低,待溫度升到設(shè)定的165±2℃時,加熱計時15min加熱時間到后,取出消解管,空氣中冷卻2min,手執(zhí)管蓋顛倒搖動消解管數(shù)次,使消解管內(nèi)溶液均勻,用無毛紙擦凈管外壁,放入水冷卻槽中冷卻至室溫同步作雙份空白試驗(yàn),測定吸光度,標(biāo)準(zhǔn)曲線測定同以上分析步驟。

        3 分析步驟簡化

        重鉻酸鉀法(微波消解):分別取空白樣(蒸餾水)、標(biāo)準(zhǔn)樣、待測水樣5.0mL于消解罐中,分別加入重鉻酸鉀溶液5.0mL,硫酸—硫酸銀5.0mL;將消解罐放入微波消解儀中消解10min,消解完成后取出,冷卻至室溫;將消解液無損轉(zhuǎn)移至錐形瓶中,以試亞鐵靈作指示劑,用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,滴定到紅褐色即為終點(diǎn),記錄消耗的硫酸亞鐵銨的量。

        4 實(shí)驗(yàn)

        選取標(biāo)準(zhǔn)樣品50mg/L、200mg/L及未知樣品1/2/3/4,標(biāo)準(zhǔn)樣品、未知樣品1/2/3為澄清樣品,未知樣品4為渾濁樣品,按前言所述分析步驟,分別用GB11914-89、微波消解重鉻酸鉀滴定法、快速消解分光光度法測定樣品化學(xué)需氧量。

        5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較(見表1)

        表1

        6 討論

        1)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,澄清樣品化學(xué)需氧量的測定,三種方法測定結(jié)果無顯著差異,分光光度法對于渾濁污水的測定,由于懸浮物對光有吸收,造成測定結(jié)果偏高,而微波消解重鉻酸鉀滴定法測定結(jié)果與GB 11914-89測定結(jié)果無明顯差異。

        2)國標(biāo)法測定COD時回流操作2h,對于大量樣品的分析測定不經(jīng)濟(jì),改用微波消解的方式,一次性可消解多個樣品,操作簡單,而且消解時間僅需10min左右,可極大地提高分析效率,同時對測定結(jié)果基本沒有影響。通過比較結(jié)果可知微波消解與GB 11914-89回流操作效果基本相同,可替代國標(biāo)法回流操作。

        3)快速消解分光光度法,目前市場上已有成套設(shè)備可快速測定COD,都采用了快速消解法,進(jìn)一步提高了COD的分析效率。

        4)結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果及自身分析測定經(jīng)驗(yàn),滴定法適用于所有水體化學(xué)需氧量的測定,而分光光度法不適用于渾濁水體化學(xué)需氧量的測定,分光光度法對于有色水體的測定也存在一定偏差。

        5)對于市場上已有的成套快速測定COD的設(shè)備,因其要求的專用試劑需要購買,且COD快速測定儀中內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)曲線不一定適用于所有樣品,其適用范圍有一定局限,因此檢測機(jī)構(gòu)在采購時需要根據(jù)自身實(shí)際情況合理選擇,否則測定結(jié)果可能偏差較大。

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