实验十四水中化学耗氧量(COD)的测定

答：（1）说明水样中还原性物质（COD）的量超过氧化剂（KMnO4）的量。应多加入KMnO4标准溶液，使得加热处理后，溶液仍显红色。（2）加入Na2C2O4后溶液仍显红色，说明Na2C2O4的加入量不足以还原溶液中剩余的KMnO4，所以应加入过量的Na2C2O4标准溶液使溶液变为无色，KMnO4标准溶液返滴过量的Na2C2O4。答：煮沸时间过长会导致KMnO4分解，使测定结果偏高。答：采用返滴法。因为水中还原性物质需加热煮沸才能被KMnO4充分氧化，所以只能先加入一定量的过量的KMnO4氧化还原性物质，剩余的KMnO4用一定量过量的Na2C2O4标准溶液还原，再以KMnO4标准溶液返滴Na2C2O4的过量部分。答：Cl-含量高时（大于300mg/L），也可被KMnO4氧化，对测定结果有影响。Cl-可通过将水样稀释或加入AgNO3来消除Cl-。答：COD是表示水质被污染程度的重要指标之一。COD值越高，说明水质污染越严重。这种水对蒸汽锅炉有侵蚀作用，还影响印染产品质量，若作为饮用水，则直接危害人、畜的身体。所以需要监控并控制COD，为确定水的质量提供依据。实验十四水中化学耗氧量（ＣＯＤ）的测定一、实验目的1．1．解水中化学ＣＯＤ的测定意义。2．2．会酸性ＫＭnO4法测定水中ＣＯＤ的分析方法。二、实验原理ＣＯＤ是环境水质标准及废水排放标准的控制项目之一，是度量水体受还原性物质（主要是有机物）污染程度的综合性指标。ＣＯＤ是指在一定条件下，水体中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量，换算成氧的量ρ（Ｏ２）以mgＬ－１表示。水中除含ＮＯ2--、Ｓ2-、Ｆe2+等无机还原性物质外，还含有少量的有机物质，有机物质腐烂促使水中的微生物繁殖，污染水质。因此水中ＣＯＤ量高则呈现出黄色，并有明显的酸性，对蒸汽锅炉有侵蚀作用，还影响印染产品质量等。若作为饮用水，则直接危害人、畜的身体，故需要监控并测定它，为确定水的质量提供依据，但ＣＯＤ多少不能完全表示水被有机物污染的程度，因此不能单纯地靠ＣＯＤ的数值，还应结合水的色度，有机氮或蛋白质来判断水的污染程度。水中ＣＯＤ的测定，一般情况下多采用酸性高锰酸钾法。此法简便快速，适合于测定地面水，河水等污染不十分严重的水质。工业污水及生活污水中含有成分复杂的污染物，宜采用重铬酸钾法。本实验重点介绍酸性高锰酸钾法，重铬酸钾法仅略讲测定步骤，其具体反应请参看其他有关资料。在酸性条件下，向水样中加入一定量的ＫＭnＯ4标准溶液，加热煮沸使水中有机物充分被ＫＭnＯ4氧化，剩余的ＫＭnＯ4溶液用一定量过量的Ｎa2Ｃ2Ｏ4标准溶液还原，再以ＫＭnＯ4标准溶液返滴Na2C2O4溶液的过量部分。其反应式如下：４ＫＭnＯ4＋６Ｈ2ＳＯ4＋５Ｃ＝２Ｋ2ＳＯ4＋４ＭnSＯ4＋５ＣＯ2＋６Ｈ2Ｏ２ＭnＯ4－＋５Ｃ2Ｏ42-＋１６Ｈ＋＝８Ｈ2Ｏ＋２Ｍn2+＋１０ＣＯ2↑滴至溶液由无色变为浅粉色，且在30s之内不褪色，即为终点，根据Ｎa2Ｃ2Ｏ4标准溶液和ＫＭnＯ4标准溶液的消耗量，计算出水中耗氧量ρ（Ｏ2）水样中如有ＮＯ2--、Ｓ2-、Ｆe2+等还原性物质存在，对测定有干扰，但这些物质在室温下能被ＭnＯ4－氧化，因此，先用ＫＭnＯ4标准溶液滴定至溶液呈浅粉红色，再加一定量过量的ＫＭnＯ4溶液即可消除这些离子的干扰。水样中含Ｃl－大于300mgＬ－１时，将影响测定结果，加水稀释降低Cl--浓度可消除干扰，如仍不能消除干扰，则可加入Ａg2ＳＯ4，每克Ag2SO4可消除200mgＣl－的干扰。必要时，取同样量的去离子水，测定空白值，加以校正。ＣＯＤ的计算：由实验原理可知，测定ＣＯＤ时用去ＫＭｎＯ４的总量减去与Ｎa2Ｃ2Ｏ4反应的ＫＭnＯ4的量，即为被氧化水样中还原性物质消耗的ＫＭnＯ4的量。从ＫＭnＯ4与有机物的氧化还原反应可知：1molMnO4-相当于5/4molC相当于5/4molO2从滴定反应可知：1molC2O42-相当于2/5molMnO4-所以水中COD的计算公式如下：）水样（mlVOMOCNaVOCNacKMnOVKMnOcO1000)(45]52)()()()([)(242242244式中：c(ＫＭnＯ4),c(Ｎa2Ｃ2Ｏ4)------ＫＭnＯ4和ＮaＣ2Ｏ4标准溶液的浓度(mol·L-1)V(ＫＭnＯ4)-----------测定所用去的ＫＭnＯ4标准溶液的总体积（V1+V2）(ml)V（ＮaＣ2Ｏ4）-----加入的ＮaＣ2Ｏ4标准溶液体积（ml）M（O2）------氧的摩尔质量(g·mol-1)必要时可校正蒸馏水的耗氧量：水样中实际化学耗氧量ρ(o2)＝测定化学耗量－测定空白值三、实验仪器及试剂1．仪器酸式滴定管;容量瓶（２５０ml、５００ml）；移液管（50ml）;锥形瓶；电炉；分析天平；称量瓶；吸量管（５ml）。2．药品ＫＭnＯ4（０.0２mol.L-1）;Ｈ2ＳＯ4(3mol.L-1);Ｎa2Ｃ2Ｏ4(s)(A.R).四、实验步骤１．０.0２mol.L--1ＫＭnＯ4标准溶液的配制与标定将标准溶液准确移出于容量瓶中，加去离子水稀释至刻度，摇匀，待用。2．0.005mol.L--1Ｎa2Ｃ2Ｏ4标准溶液的配制将Ｎa2Ｃ2Ｏ4置于１００~１０５℃下干燥２h。准确称取０.3４００gＮa2Ｃ2Ｏ4于小烧杯中，加入约３０ml去离子水溶解后，定量转入５００ml容量瓶中，加水稀释至刻度，充分摇匀备用。3．COD的测定准确移取５０.0０ml水样于锥形瓶中，加入８ml3mol.L—1H2SO4,再由滴定管放入0.02molL—1ＫＭnＯ4标准溶液５.0０ml，在电炉上立即加热至沸，从冒第一个大气泡开始记时，准确煮沸１０min，取下锥形瓶，冷却１min后，准确加入５.0０ml0.05molL-1Ｎa2Ｃ2Ｏ4标准溶液，摇匀，此时溶液应由红色转为无色。再用ＫＭnＯ4标准溶液滴定，由无色变成粉红色，且３０s之内不褪色止。记下消耗ＫＭnＯ4标准溶液的体积。另取５０.0０ml去离子水代替水样，重复上述操作，求出空白值，计算出ＣＯＤ的值。平行测定３份，求其平均值。*如若水样为工业污水，则需用重铬酸钾法测定其化学耗氧量，记作CODCr。分析步骤如下：于水样中加入HgSO4消除C1-的干扰，加入过量K2Cr2O7标准溶液，在强酸介质中，Ag2SO4作为催化剂，回流加热，待氧化作用完全后，以1，10-二氮-亚铁为指示剂，用Fe2+标准溶液滴定过量的Ｋ2Cr2O7。此法适用广泛，但带来了Cr3+、Hg2+等有害物质的污染。五、数据处理水中ＣＯＤ的测定0.02molL—1ＫＭnＯ4标准溶液滴定次数IIIIII终读数（ml）初读数（ml）V(ＫＭnＯ4)(ml)ρ(O2)(g·L-1)平均值(g·L-1)六、思考题1．水样中加入一定量的ＫＭnＯ4并加热处理后，若红色褪去，说明什么问题？加入Ｎa2Ｃ2Ｏ4后溶液仍显红色，又说明什么问题？此时，应怎样进行实验操作？2．2．加热煮沸时间过长，对测定有何影响？３．测定水中ＣＯＤ采用是何种滴定方式？为什么？４．水样中氯离子含量高时为什么对测定有干扰？应采取什么方法加以消除？５．测定水中化学耗氧量的意义何在？七、注意事项1．水样取后应立即进行分析，如需放置可加少量硫酸铜固体以抑制生物对有机物的分解。2．取水样的量视水质污染程度而定。污染严重的水样应取１０~２０ml，加去离子水稀释后测定。3．经验证明，控制加热时间很重要，煮沸１０min，要从冒第一个大气泡开始记录，否则精密度较差。控制加热时间很重控制加热时间很重