一、原理
在強酸性溶液中,準確加入過量的重鉻酸鉀標準溶液,加熱回流,將水樣中還原性物質(主要是有機物)氧化,過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑,用硫酸亞鐵銨標準溶液回滴,根據所消耗的重鉻酸鉀標準溶液量來計算水樣化學需氧量。
二、儀器
1.500mL全玻璃回流裝置。
2.加熱裝置(電爐)。
3.25mL或50mL酸式滴定管、錐形瓶、移液管、容量瓶等。
三、試劑
1.重鉻酸鉀標準溶液(c1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L);稱取預先在120℃烘干2h的基準或優質純重鉻酸鉀12.258g溶于水中,移入1000mL容量瓶,稀釋至標線,搖勻。
2.試亞鐵靈指示液:稱取1.485g鄰菲羅啉(C12H8N2·H2O)0.695g硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)溶于水中,稀釋至100mL,貯于棕色瓶中。
3.硫酸亞鐵銨標準溶液[c(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0.1mol/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,加水稀釋至標線,搖勻。臨用前,用重鉻酸鉀標準溶液標定。
四、標定方法:
準確吸取10.00mL重鉻酸鉀標準溶液于500mL錐形瓶中,加水稀釋至110mL左右,緩慢加入30mL濃硫酸,搖勻。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藍綠色至紅褐色即為終點。
C=(0.2500×10.00)/V
式中:C——硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度(mol/L);
V——硫酸亞鐵銨標準溶液的用量(mL)。
4.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。
5.硫酸汞:結晶或粉末。
五、測定步驟
1.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,準確加入10mL 重鉻酸鉀標準溶液及數粒小玻璃珠或沸石,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,輕輕搖動錐形瓶使溶液混勻,加熱回流2h(自開始沸騰計時)。
對于化學需氧量高的廢水樣,可先取上述操作所需體積的1/10的廢水樣和試劑于15×150mm硬質玻璃試管中,搖勻,加熱后觀察是否呈綠色。如果溶液呈綠色,再適當減少廢水取樣量,直至溶液不變綠色為止,從而確定廢水樣分析時應取用的體積。稀釋時,所取廢水樣量不得少于5mL,如果化學需氧量很高,則廢水樣應多次稀釋。廢水中氯離子含量超過30mg/L時,應先把0.4g硫酸汞加入回流錐形瓶中,再加入20.00mL廢水(或適量廢水稀釋至20.00mL),搖勻。
2.冷卻后,用90.00mL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,滴定終點不明顯。
3.溶液再度冷卻后,加3滴試亞鐵靈指示液,用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定,溶液的顏色由黃色經藍綠色至紅褐色即為終點,記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。
4.測定水樣的同時,取20.00mL重蒸餾水,按同樣操作步驟作空白實驗。記錄滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。
六、計算
CODCr(O2,mg/L)=8×1000(V0-V1)·C/V
式中:C——硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度(mol/L);
V0——滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液用量(mL);
V1——滴定水樣時硫酸亞鐵銨標準溶液用量(mL);
V——水樣的體積(mL);
8——氧(1/2O)摩爾質量(g/mol)。
注意事項
1.使用0.4g硫酸汞絡合氯離子的最高量可達40mg,如取用20.00mL水樣,即最高可絡合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=10:1(W/W)。若出現少量氯化汞沉淀,并不影響測定。
2.水樣取用體積可在10.00—50.00mL范圍內,但試劑用量及濃度需按下表進行相應調整,也可得到滿意的結果。
水樣取用量和試劑用量表
水 樣 體 積 (mL) |
0.25000mol/L K2Cr2O7溶液 (mL) |
H2SO4-Ag2SO4 溶液 (mL) |
HgSO4 (g) |
[(NH4)2Fe(SO4)2] (mol/L) |
滴定前總體積 (mL) |
10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 |
5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 |
15 30 45 60 75 |
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 |
0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 |
70 140 210 280 350 |
3.對于化學需氧量小于50mg/L的水樣,應改用0.0250mol/L重鉻酸鉀標準溶液;氐螘r用0.01mol/L硫酸亞鐵銨標準溶液。
4.水樣加熱回流后,溶液中重鉻酸鉀剩余量應為加入量的1/5—4/5為宜。
5.用鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液檢查試劑的質量和操作技術時,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,轉入1000mL容量瓶,用重蒸餾水稀釋至標線,使之成為500mg/L的CODcr標準溶液。用時新配。
6.CODCr的測定結果應保留三位有效數字。
7.每次實驗時,應對硫酸亞鐵銨標準滴定溶液進行標定,室溫較高時尤其注意其濃度的變化。