2 调整重铬酸钾标准溶液的浓度或加入量
在标准COD分析方法中,对较高浓度的水样重铬酸钾的浓度一般为0.2500mol/L,在样品测定时的加入量为25.00mL,污水取样量为15.00mL。当化学需氧量高时,一般采用减少样品取样量或逐级稀释样品的方法来满足以上条件对实验的限制。但对于含碳黑有机废水特别是原水来说,无论是少取样还是稀释水样都不能保证所取样品有足够的代表性,这时应该适当调整重铬酸钾标准溶液的浓度或加入量,以提供充分的氧化剂。对于上述化学需氧量较高的原水①来说,取样量为10mL,加入浓度为0.2500mol/L的重铬酸钾标准溶液时,氧化剂几乎全部被还原,如果减少取样量,如前所述,会增大分析误差,影响结果准确,所以建议对于高浓度的原水用浓度为0.500mol/L的重铬酸钾标准溶液,并适当地调整加入量使最后样品的滴定体积与滴定空白的体积有显著的差减量。 3 调整硫酸亚铁铵标准溶液的浓度
当硫酸亚铁铵浓度为0.1mol/L时10.00mL、0.2500mol/L的重铬酸钾一点都不被消耗,需滴定硫酸亚铁铵的体积为25.00mL;当重铬酸钾被样品中的还原性物质消耗一半时,最后硫酸亚铁铵的滴定体积为12.50mL。从减少分析滴定误差的角度来看,应使滴定体积在20~50mL为佳。因此建议将硫酸亚铁铵浓度调整为稍大于0.05mol/L(若小于0.05mol/L,空白消耗硫酸亚铁铵的体积将大于滴定管的容积50.00mL,起始点和终点就要读数两次,将加大分析误差)。一般以0.055mol/L为宜。这样使滴定空白的体积控制在45mL左右,使样品的消耗体积与滴定体积较为适当。 硫酸亚铁铵浓度计算公式如下:
C[(NH4)2Fe(SO4)2]=0.250×10.00/V[(NH4)2Fe(SO4)2]
COD的计算公式:
CODCr=(V0-V1)×C×8×1000/V
式中: C——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度,mol/L? V——水样体积,mL?
V0——滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量,mL V1——滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量,mL 8——氧(1/2)摩尔质量,g/mol?
(C×8×1 000)/V相当于硫酸亚铁铵对O2的滴定度TO2/(NH4)2Fe(SO4)2,即
T=C×8×1000/V
当V=20mL,C=0.1mol/L时,T=(0.1×8×1000)/20=40mg/mL; 当C=0.05mol/L时,T=(0.05×8×1000)/20=20mg/mL。
可见,当C减小时,T也减小,可以减小滴定误差,对提高测定的准确度较为有利。当C=0.05mol/L,V=50mL时,T=(0.05×8×1000)/50=8mg/mL。
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如此小的滴定度,滴定误差自然很小。
四、 分析方法的改进 1 分光光度法 (1) 原理:
水样在加热回流时,反应方程式为:
K2Cr2O7+14H+6e→2K+2Cr+7H2O
由回流液吸收光谱图
+
-+
3+
可知,在600nm附近的吸收光谱比较平缓,且经过反复实验,重铬酸钾溶液在此波长下不吸收,因此在强酸性溶液中,过量的重铬酸钾在以硫酸银做催化剂的条件下,氧化水中的还原物质,使Cr6+还原为Cr3+,在波长600nm处测定Cr3+的吸光度,作为标准曲线,即可测出样品中的COD值 (2) 仪器设备: 分光光度计 (3) 测定步骤: (1) 配置标准系列
(2) 依次加入0.1g硫酸汞,5.00mL水样,2.5mL重铬酸钾溶液(浓度0.5mol/L),7.5mL硫酸----硫酸银,
摇匀
(3) 在75摄氏度加热15min(或者在165摄氏度恒温消除10min)
(4) 冷却后于600nm处分光光度计测定COD标准系列溶液和水样的吸光度.用去离子水做参比,根据标准
曲线计算或者直接读水样的COD。
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(5) 分光光度法与标准法的比较
标准法测定COD准确但是一次标准COD实验需用两个多小时,作为常规分析时间过长,其次,样品消化后的反滴定既不灵敏又很麻烦,耗费试剂也多。
分光光度法测定COD,与标准法测定结果想但一致,方法的准确度和精确度符合测试要求,试剂用量少,成本低,无需滴定,操作简便 。 2 库仑法 (1) 原理:
重铬酸钾为氧化剂,以电解产生亚铁为还原剂测定COD的库仑滴定法。
优点:简便,快速,重现性好.对某些纯有机物,饮用水,地面水以及各种类型的污水和废水的测定,结果与标准重铬酸钾法相一致.本方法对COD高或低的水体的测定都适用。 3 动力学法:
利用动力学原理,按照反反应速度推算CODcr。 4 静电流法 :
Pilzu等用涂PbO2的电极从+1.2v到+20v记录0.1mol/LK2SO4的伏安图,然后加试样以测定可氧化物质,用古典电位的电流变化计算COD值。
每种方法都有它的局限性也都有发展完善的潜力,对这些方法的改进会随着技术的发展有更多的要求,也会随着技术的发展有更多的方向.此外,将不同种方法的优点合理的结合应用也可能会达到改进的目的,而改进中不仅要考虑对时间的要求,也应该考虑用品对环境的影响。
五、 结论
1、对含碳黑有机废水进行水质COD的监测分析,最关键的是确保样品的代表性,如不能保证这一点,或忽略了影响水质代表性的任何一个环节,都将造成测定分析结果的错误而导致错误的技术性结论。
2、通过适当调整重铬酸钾和硫酸亚铁铵两个标准溶液的浓度,可以减少滴定误差,确保分析数据更加准确可靠。
3、可以通过适当改进分析方法测定COD 浓度更加快速简便。
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参 考 文 献
1.国家环保局.水和废水监测分析方法.北京:中国环境科学出版社,1989 2.清华大学环境工程系.环境工程监测.北京:清华大学出版社,1991 3.武汉大学等.分析化学.北京:人民教育出版社,1992
4.蔡文艳; 常压微波消解分光光度法测定COD的研究 [D];南京工业大学; 2006年 5.《库仑法测定化学需氧量》,李雨仙等,环境化学,2卷5期1983 6.《COD的极谱法研究》,袁洪志,1994,2
7.《闭管回流分光光度法测定化学需氧量的方法研究》,官宝红,吴祖成,徐根良,陈雪明,浙江大学学报,28卷4期,
2001,7
8.《分光光度法测COD的应用研究》韦连喜,何艳,李朝晖,环境科学与技术2004,9 9.《分光光度法测定COD》王振辉,环境保护科学,29卷2003,4
10.《化学需氧量(COD)测定法的现状及最新进展》杨先锋,但德忠,重庆环境科学,19卷,1997,8 11.《三种快速测定水中化学耗氧量方法的比较》李平等,环境与健康杂志,2002,5 12.《示波电位滴定法测定COD的研究》朱俊杰,高鸿等,分析科学学报,1994
13.《新型PbO2电极在测定COD中的初步应用》王峰,裴燕,俞斌,化学研究,12卷3 期,2001,9 14.《分光光度法快速测定化学耗氧量》彭姝丽,刘晓兵,内蒙古环境保护,11卷4期,1999,12
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致 谢
感谢我的指导教师徐增花老师以及所有帮助我的人,本论文是在徐老师的帮助下完成的,徐老师在论文的选题、论文中的疑难分析以及本论文的修改等方面都给了我很大的帮助。徐老师认真的工作作风、严谨的治学态度、一丝不苟的敬业精神,使我受益匪浅,谨在此表示我衷心地感谢与深深地敬意。
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