一、实验目的
(1)了解水中测定CODCr的原理;
(2)掌握CODCr测定方法及注意事项。
二、实验原理
在强酸性溶液中,准确加入过量的重铬酸钾标准溶液,加热回流,将水样中还原性物质(主要是有机物)氧化,过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液回滴,根据消耗的重铬酸钾标准溶液量计算水样化学需氧量。
氯离子能被重铬酸盐氧化,并且能与硫酸银作用产生沉淀,影响测定结果,故在回流前向水样中加入硫酸汞,使之成为络合物以消除干扰。
三、实验仪器
(1)回流装置:带250mL锥形瓶的全玻璃回流装置,包括磨口锥形瓶、冷凝管、电炉或电热板、橡胶管。
(2)加热装置(电炉)。
(3)50mL酸式滴定管。
四、实验试剂
(1)重铬酸钾溶液(C1/6K2Cr2O7):称取预先在120℃烘干2小时的基准或优级纯重铬酸钾12.258g溶于水中,移入1 000mL的容量瓶中,稀释至标线。
(2)试亚铁灵指示液:称取1.485g邻菲啰啉(C12H8N2·H2O)、0.695g硫酸亚铁溶于水中,稀释至100mL,贮于棕色瓶中。
(3)硫酸亚铁铵标准溶液((NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0.1mol/L):称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中,边搅拌边缓慢加入20mL浓硫酸,冷却后移入1 000mL的容量瓶中,稀释至标线,摇匀。用前,用重铬酸钾标定。
标定方法:准确吸取10.00mL重铬酸钾标液于250mL锥形瓶中,加水稀至110mL左右,缓慢加入30mL浓硫酸,混匀。冷却后,加入3滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液颜色由黄色经蓝绿至红褐色即为终点。
式中:C——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度,mol/L;
V——硫酸亚铁铵标准溶液的用量,mL。
(4)硫酸—硫酸银:于500mL浓硫酸中加入5g硫酸银,放置1~2天使溶解。
(5)硫酸汞:结晶或粉末。
五、实验步骤
(1)取20.00mL混合均匀的水样(或适量水样稀释至20.00mL)置于250mL磨口的回流锥形瓶中,准确加入10.00mL重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石,连接磨口的回流冷凝管,从冷凝管上口慢慢地加入30mL硫酸—硫酸银溶液,轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀,加热回流2h(自开始沸腾时计时)。(www.xing528.com)
对于化学需氧量高的废水样,可先取上述操作所需体积1/10的废水样和试剂于15mm×150mm硬质玻璃试管中,摇匀,加热后观察是否成绿色。如溶液显绿色,再适当减少废水取样量,直至溶液不变绿色为止,从而确定废水样分析时应取用的体积。稀释时,所取废水样量不得少于5mL,如果化学需氧量很高,则废水样应多次稀释。废水中氯离子含量超过30mg/L时,应先把0.4g硫酸汞加入回流锥形瓶中,再加20.00mL废水(或将适量废水稀释至20.00mL),摇匀。
(2)冷却后,用90mL水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶。溶液总体积不得少于140mL,否则因酸度太大,滴定终点不明显。
(3)溶液再度冷却后,加3滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点,记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
(4)测定水样的同时,取20.00mL重蒸馏水,按同样的操作步骤作空白试验。记录测定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
六、实验数据处理
式中:V——取样的体积,mL;
C——硫酸亚铁铵的浓度,mol/L;
V0——滴定空白时消耗的硫酸亚铁铵的量,mL;
V1——滴定水样时消耗的硫酸亚铁铵的量,mL;
8——1/2氧的摩尔质量,g/mol。
七、注意事项
(1)使用0.4g硫酸汞络合氯离子的最高量可达40mg,如取用20.00mL水样,则最高可络合2 000mg/L氯离子浓度的水样。若氯离子的浓度较低,也可少加硫酸汞,保持硫酸汞∶氯离子=10∶1(W/W)。若出现少量氯化汞沉淀,并不影响测定。
(2)水样取用体积可在10.00~50.00mL范围内,试剂用量及浓度需按表3-2进行相应调整。
表3-2 水样取用量和试剂用量表
(3)对于化学需氧量小于50mL的水样,应改用0.025 0mol/L重铬酸钾标准溶液,回滴时用0.01mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。
(4)水样加热回流后,溶液中重铬酸钾剩余量为加入量的1/5~4/5为宜。
(5)用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时,由于每克邻苯二甲酸氢钾的理论CODCr为1.176g,所以溶解0.425 1g邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK)于重蒸馏水中,转入1 000mL容量瓶,用重蒸馏水稀释至标线,使之成为500mg/L的CODCr标准溶液。用时应新配。
(6)CODCr的测定结果应保留三位有效数字。
(7)每次试验时,应对硫酸亚铁铵标准滴定溶液进行标定,室温较高时需尤其注意其浓度的变化。
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