環(huán)境監(jiān)測實驗十.化學(xué)需氧量測定

1、實驗十. 水中化學(xué)需氧量容量法與庫倫滴定法的測定一、實驗?zāi)康模毫私饣瘜W(xué)需氧量的基本概念，掌握容量法測定化學(xué)需氧量的原理和技術(shù)。二、實驗原理：在強酸性溶液中，準(zhǔn)確加入過量的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，加熱回流，將水樣中還原性物質(zhì)（主要是有機物）氧化，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，根據(jù)所消耗的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液量計算水樣化學(xué)需氧量。三、實驗儀器與藥劑：1、實驗儀器500mL全玻璃回流裝置。加熱裝置（電爐）。25mL或50mL酸式滴定管、錐形瓶、移液管、容量瓶等。2、實驗藥劑重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（c1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L）：稱取預(yù)先在120烘干2h的基準(zhǔn)或優(yōu)質(zhì)純重

2、鉻酸鉀12.258g溶于水中，移入1000mL容量瓶，稀釋至標(biāo)線，搖勻。試亞鐵靈指示液：稱取1.485g鄰菲啰啉（C12H8N2H2O）、0.695g硫酸亞鐵（FeSO47H2O）溶于水中，稀釋至100mL，貯于棕色瓶內(nèi)。硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液c(NH4)2Fe(SO4)26H2O0.1mol/L:稱取39.5g硫酸亞鐵銨溶于水中，邊攪拌邊緩慢加入20mL濃硫酸，冷卻后移入1000mL容量瓶中，加水稀釋至標(biāo)線，搖勻。臨用前，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。硫酸-硫酸銀溶液：于500mL濃硫酸中加入5g硫酸銀。放置1-2d，不時搖動使其溶解。硫酸汞：結(jié)晶或粉末。四、實驗步驟：1、硫酸亞鐵銨溶液的標(biāo)定：準(zhǔn)確吸

3、取10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于500mL錐形瓶中，加水稀釋至110mL左右，緩慢加入30mL濃硫酸，混勻。冷卻后，加入3滴試亞鐵靈指示液（約0.15mL），用硫酸亞鐵銨溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點。c(0.250010.00)/V （101）式中：c-硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/L）；V-硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量（mL）。2、水樣回流消解取20.00mL混合均勻的水樣（或適量水樣稀釋至20.00mL）置于250mL磨口的回流錐形瓶中，準(zhǔn)確加入10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒小玻璃珠或沸石，連接磨口回流冷凝管，從冷凝管上口慢慢地加入30mL硫酸-硫酸銀溶液，輕

4、輕搖動錐形瓶使溶液混勻，加熱回流2h（自開始沸騰時計時）。對于化學(xué)需氧量高的廢水樣，可先取上述操作所需體積1/10的廢水樣和試劑于15150mm硬質(zhì)玻璃試管中，搖勻，加熱后觀察是否成綠色。如溶液顯綠色，再適當(dāng)減少廢水取樣量，直至溶液不變綠色為止，從而確定廢水樣分析時應(yīng)取用的體積。稀釋時，所取廢水樣量不得少于5mL，如果化學(xué)需氧量很高，則廢水樣應(yīng)多次稀釋。廢水中氯離子含量超過30mg/L時，應(yīng)先把0.4g硫酸汞加入回流錐形瓶中，再加20.00mL廢水（或適量廢水稀釋至20.00mL），搖勻。3、樣品定容冷卻后，用90mL水沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶。溶液總體積不得少于140mL，否則因酸度太大，滴

5、定終點不明顯。4、樣品滴定溶液再度冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。5、空白實驗與平行實驗測定水樣的同時，取20.00mL重蒸餾水，按同樣操作步驟作空白試驗。記錄滴定空白時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。五、實驗注意事項：1、使用0.4g硫酸汞絡(luò)合氯離子的最高量可達(dá)40mg，如取用20.00mL水樣，即最高可絡(luò)合2000mg/L氯離子濃度的水樣。若氯離子的濃度較低，也可少加硫酸汞，使保持硫酸汞：氯離子=101（W/W）。若出現(xiàn)少量氯化汞沉淀，并不影響測定。2、水樣取用體積可在10.0050.00mL范圍內(nèi)，

6、但試劑用量及濃度需按下表進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，也可得到滿意的結(jié)果。表10-1 水樣取用量和試劑用量表水樣體積（mL）02500mol/L K2Cr2O7溶液（mL）H2SO4Ag2SO4溶液（mL）HgSO4（g）(NH4)2Fe(SO4)2濃度（mol/L）滴定前總體積（mL）100501502005070200100300401001403001504506015021040020060080200280500250751002503503、對于化學(xué)需氧量小于50mg/L的水樣，應(yīng)改用0.0250mol/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液?；氐螘r用0.01mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液。4、水樣加熱回流后，溶液中重

7、鉻酸鉀剩余量應(yīng)為加入量的1/54/5為宜。5、用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查試劑的質(zhì)量和操作技術(shù)時，由于每克鄰苯二甲酸氫鉀的理論CODCr為1.176g，所以溶解0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀（HOOCC6H4COOK）于重蒸餾水中，轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶，用重蒸餾水稀釋至標(biāo)線，使之成為500mg/L的CODCr標(biāo)準(zhǔn)溶液。用時新配。6、CODCr的測定結(jié)果應(yīng)保留三位有效數(shù)字。7、每次實驗時，應(yīng)對硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行標(biāo)定，室溫較高時尤其注意其濃度的變化。8、實驗的時間與加熱溫度對實驗結(jié)果影響較大，要嚴(yán)格控制。9、藥劑加入順序需嚴(yán)格按水樣、硫酸汞、重鉻酸鉀、硫酸硫酸銀進(jìn)行。六、實驗原始數(shù)據(jù)記錄：

8、表10-2容量法測定水樣化學(xué)需氧量實驗原始數(shù)據(jù)表V硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量/mlc硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度/mol/lV0滴定空白時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量/mlV1滴定水樣時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量/mlV水樣的體積/ml水樣地點：實驗環(huán)境條件：溫度： ；濕度： %;大氣壓強 kPa。七、實驗數(shù)據(jù)處理：計算公式CODCr（O2,mg/L）（V0-V1）c81000/V （102）式中：c硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/L）； V0滴定空白時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量（mL）； V1滴定水樣時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量（mL）； V水樣的體積（mL）； 8氧（1/2O）摩爾質(zhì)量（g/mol）。八、實

9、驗結(jié)果討論：實驗數(shù)據(jù)的精確性與準(zhǔn)確度及其可靠性。實驗收獲與不足。九、問答思考題：1、本實驗的主要干擾物質(zhì)有哪些？應(yīng)采取哪些措施來消除它們的干擾？2、工程實踐中水樣化學(xué)需氧量的測試方法還有哪些？補充：.水中化學(xué)需氧量庫倫滴定法的測定一、實驗?zāi)康模毫私饣瘜W(xué)需氧量的基本概念，掌握庫侖滴定法測定化學(xué)需氧量的原理和技術(shù)，熟悉庫侖儀的原理和操作方法。二、實驗原理：庫倫滴定法比容量法簡便、快速、試劑用量少，簡化了用標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的步驟，縮短了回流時間，尤適合工礦企業(yè)的工業(yè)廢水控制分析。但由于其氧化條件與容量法不完全一致，必要時，應(yīng)與容量法測定結(jié)果進(jìn)行核對。水樣以重鉻酸鉀為氧化劑，在10.2mol/

10、L硫酸介質(zhì)中回流氧化后，過量的重鉻酸鉀用電解產(chǎn)生的亞鐵離子作為庫侖滴定劑，進(jìn)行庫侖滴定。根據(jù)電解產(chǎn)生亞鐵離子所消耗的電量、按照法拉第定律計算水樣的COD值。三、實驗儀器與藥劑：1、實驗儀器化學(xué)需氧量測定儀。滴定池：150mL錐形瓶。電極：發(fā)生電極面積為780mm2鉑片。對電極用鉑絲做成，置于底部為垂熔玻璃的玻璃管（內(nèi)充3mol/L的硫酸）中。指示電極面積為300mm2鉑片。參比電極為直徑1mm鎢絲，也置于底部為垂熔玻璃的玻璃管（內(nèi)充飽和硫酸鉀溶液）中。 電磁攪拌器、攪拌子。 回流裝置：24#標(biāo)準(zhǔn)磨口150mL錐形瓶的回流裝置，回流冷凝管長度為120mm。 可調(diào)電爐（01000W）。 定時鐘。2

11、、實驗藥劑重蒸餾水：于蒸餾水中加入少許高錳酸鉀進(jìn)行重蒸餾。重鉻酸鉀溶液（c1/6K2Cr2O7=0.0500mol/L）：稱取2.5g重鉻酸鉀溶于1000mL重蒸餾水中，搖勻備用。硫酸-硫酸銀溶液：于500mL濃硫酸中加入5g硫酸銀，使其溶解。搖勻。硫酸鐵溶液(c1/2Fe2(SO4)3=1mol/L):稱取200g硫酸鐵溶于100mL重蒸餾水中，混勻。若有沉淀物，需過濾除去。硫酸汞溶液：稱取4g硫酸汞置于50mL燒杯中，加入3mol/L硫酸20mL，稍加熱使其溶解，移入滴瓶中。四、實驗步驟：1標(biāo)定值的測定a吸取12.00mL重蒸餾水置于錐形瓶中，加1.00mL0.050mol/L重鉻酸鉀溶液

12、，慢慢加入17mL硫酸-硫酸銀溶液，混勻。放入23粒玻璃珠，加熱回流。b回流15min后，停止加熱，用隔熱板將錐形瓶與電爐隔開，稍冷，由冷凝管上端加入33mL重蒸餾水。c取下錐形瓶，置于冷水浴中冷卻，加7mL1mol/L硫酸鐵溶液，搖勻，繼續(xù)冷卻至室溫。d放入攪拌子，插入電極，開動攪拌器，撳下標(biāo)定開關(guān)，進(jìn)行庫侖滴定。儀器自動控制終點并顯示重鉻酸鉀相對應(yīng)的COD標(biāo)定值。將此值存入儀器的撥碼盤中。2水樣的測定a COD值小于20mg/L的水樣：準(zhǔn)確吸取10.00mL水樣置于錐形瓶中，加入1-2滴硫酸汞溶液及1.00mL0.050mol/L重鉻酸鉀溶液，加入17mL硫酸-硫酸銀溶液，混勻。加2-3粒

13、玻璃珠，加熱回流，以下操作按照“標(biāo)定值的測定（2）、（3）”進(jìn)行。放入攪拌子，插入電極并開動攪拌器，撳下測定開關(guān)，進(jìn)行庫侖滴定，儀器直接顯示水樣的COD值。如果水樣氯離子含量較高，可以少取水樣，用重蒸餾水稀釋至10mL，測得該水樣的COD為：CODCr(O2,mg/L)=（10/V）COD （103）式中：V-水樣的體積（mL）；COD-儀器COD讀數(shù)（mg/L）。b COD值大于20mg/L的水樣：吸取10.00mL重蒸餾水置于錐形瓶中，加入12滴硫酸汞溶液和3.00mL0.050mol/L重鉻酸鉀溶液，慢慢加入17mL硫酸-硫酸銀溶液，混勻。放入23粒玻璃珠，加熱回流。以下操作按“標(biāo)定值的

14、測定（2）、（3）、（4）”進(jìn)行標(biāo)定。準(zhǔn)確吸取10.00mL水樣（或酌量少取，加水至10mL）置于錐形瓶中，加入1-2滴硫酸汞溶液及0.050mol/L重鉻酸鉀溶液3.00mL，再加17mL硫酸-硫酸銀溶液，混勻，加入23粒玻璃珠，加熱回流。以下操作按COD小于20mg/L的水樣測定步驟進(jìn)行。五、實驗注意事項：1、對于渾濁及懸浮物較多的水樣，要特別注意取樣的均勻性，否則會帶來較大的誤差。2、當(dāng)鉑電極沾污時，可將其浸入2mol/L氨水中浸洗片刻，然后用重蒸餾水洗凈。3、切勿用去離子水配制試劑和稀釋水樣。4、對于不同型號的COD測定儀，應(yīng)按照儀器使用說明書進(jìn)行操作。六、實驗原始數(shù)據(jù)記錄：七、實驗數(shù)

15、據(jù)處理：CODCr（O2,mg/L）（Qs - Qm）/96500（8000/V）（104） 式中：Qs標(biāo)定與加入水樣中相同量重鉻酸鉀溶液所消耗的電量； Qm水樣中過量重鉻酸鉀所消耗的電量； V水樣的體積（mL）。. 高錳酸鹽指數(shù)的測定一、實驗?zāi)康?高錳酸鹽指數(shù)，是指在一定條件下，以高錳酸鹽為氧化劑，處理水樣時所消耗的量，以氧的mg/L表示。測定范圍0.54.5mg/L。適用于地面水，飲用水與水源水的測定。水中的亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等還原性無機物和部分在此條件下可被氧化的的有機物，均可以消耗高錳酸鉀。因此，高錳酸鹽指數(shù)常作為水體受還原性有機污染物質(zhì)與無機污染物質(zhì)污染程度的一個綜合指標(biāo)。該方

16、法不適用于測定工業(yè)廢水中有機污染物的負(fù)荷量，如需測定，可用重鉻酸鉀的方法測定化學(xué)需氧量。了解高錳酸鹽指數(shù)的基本概念，掌握酸性與堿性法測定水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定方法。二、實驗原理:1、酸性高錳酸鉀氧化法實驗原理：向水樣中加入硫酸使其呈酸性，再加入一定量高錳酸鉀溶液，并在電爐上或沸水中加熱反應(yīng)一定時間，用草酸或草酸鈉還原剩余的高錳酸鉀并加至過量，過量的草酸再用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴。通過計算求出高錳酸鹽指數(shù)值。高錳酸鹽指數(shù)是一個相對的條件性指標(biāo)，其測定結(jié)果與溶液的酸度、高錳酸鉀濃度、加熱溫度和時間有關(guān)，因此、測定時必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)定，使結(jié)果具有可比性。方法及適用范圍：酸性法適用于氯離子含量不超過3

17、00mg/L的水樣。當(dāng)水樣的高錳酸鹽指數(shù)值超過5mg/L時，則酌情分取少量水樣，并用蒸餾水稀釋后再行測定。2、堿性高錳酸鉀氧化法實驗原理在堿性溶液中，加一定量的高錳酸鉀溶液于水中，加熱一定時間以氧化水中的還原性無機物和部分有機物，加酸酸化后，用草酸鈉溶液還原剩余的高錳酸鉀，并加入過量，再議高錳酸鉀溶液滴定至微紅色。三、實驗儀器與試劑:1、實驗儀器沸水浴裝置。250ml錐形瓶。50ml酸式滴定管。10.0 ml，100.0ml的移液管。2、實驗藥劑c(1/5KMnO4)0.1mol/l高錳酸鉀溶液稱取3.3g高錳酸鉀溶于1.2l蒸餾水中、加熱煮沸1h，放置3-5d，用玻璃砂芯漏斗過濾后，濾液儲于

18、棕色瓶中保存。c(1/5KMnO4)0.01mol/l高錳酸鉀溶液吸取100 ml c(1/5KMnO4)0.1mol/l高錳酸鉀溶液，用蒸餾水稀釋至1000 ml，儲于棕色瓶中。使用當(dāng)天應(yīng)標(biāo)定。(1+3)硫酸c(1/2Na2C2O4)0.1000mol/l草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液稱取0.6705g在110干燥1h并冷卻的草酸納，溶于水并轉(zhuǎn)移到100 ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線。c(1/2Na2C2O4)0.010mol/l草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液吸取100mlL上述草酸鈉溶液，移人100 ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線。50%氫氧化鈉溶液:用于堿性高錳酸鉀氧化法。四、實驗步驟:1、酸性高錳酸鉀氧化法實驗

19、吸取100.0ml混合均勻的水樣(如高錳酸鹽指數(shù)高于5mg/L,則酌情少取，并用蒸餾水稀釋至100.0mL)于250 ml錐形瓶中。加入5mL(13)硫酸酸化。加入c(1/5KMnO4)0.01mol/L高錳酸鉀溶液10.0ml，搖勻，立即放入沸水浴中加熱30min(從水浴重新沸騰起計時)。沸水浴液面要高于反應(yīng)溶液的液面。若無沸水浴裝置，也可用電爐加熱10min，但必須往錐形瓶小加入2-3粒玻璃球以防爆沸。取下錐形瓶，趁熱加入10.0mLc(1/2Na2C2O4)0.10mol/L草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻。立即用c(1/5KMnO4)0.01mol/L高錳酸鉀溶液滴定至微紅色，記錄消耗高錳酸鉀溶液

20、的體積V1。標(biāo)定高錳酸鉀溶液濃度。將上述滴定完畢的溶液加熱至80左右，然后準(zhǔn)確加入10.0 mL草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，再用c(1/5KMnO4)0.01mol/L高錳酸鉀溶液滴定至微紅色。記錄消耗高錳酸鉀溶液的體積V2，按下式求得高錳酸鉀溶液的校正系數(shù)K。K10.00/V22、堿性高錳酸鉀氧化法實驗吸取100.0mL混合均勻的水樣(如高錳酸鹽指數(shù)高于5mg/L,則酌情少取，并用蒸餾水稀釋至100.0mL)于250 mL錐形瓶中。加入0.5mL50%氫氧化鈉堿化。加入10.0mLc(1/5KMnO4)0.01mol/L高錳酸鉀溶液，搖勻，立即放入沸水浴中加熱30min(從水浴重新沸騰起計時)。沸水浴液面要高于反應(yīng)溶液的液面。若無沸水浴裝置，也可用電爐加熱10m