探究污水中化学耗氧量的测定方法

探究污水中化学耗氧量的测定方法

陈丹 10环境工程1班 10222015

摘要：化学耗氧量（COD）是反映水质受有机物污染情况的一个重大指标，大多采用高锰酸钾煮沸消解法和重铬酸钾加热回流法进行测定。测定化学耗氧量，所采用的强氧化剂有KMnO4，K2CrO7，KIO3等。

关键词：化学耗氧量（Chemical Oxygen Demand,COD) 重铬酸钾 氧化 高锰酸钾 返滴定 水体污染 0引言

在一定条件下，一升水中，有机物质被强氧化剂氧化氧化，所消耗氧化剂的量以毫克/升Ｏ2表示。化学耗氧量对于研究河流及受工业污水影响的海湾，沿岸等，是一个重要的快速的测定参数。化学耗氧量数值取决于氧化剂的种类，有机化合物的成分及实验条件、操作等。 1.测定方法简要比较

测定化学耗氧量，所采用的强氧化剂有KMnO4，K2CrO7，KIO3等。通常依氧化剂不同而分为高锰酸钾耗氧量，重铬酸钾耗氧量及碘酸钾耗氧量。后两者氧化剂氧化率高，可以将水体中绝大部分有机物氧化，将有机碳转化为无机碳，有机氮转化为无机氮等。但方法烦琐，不如高锰酸钾耗氧量法简便快速，但是高锰酸钾法仅限于测定未严重污染水样，由于污水和工业废水中含有许多复杂的有机物质，不能被KmnO4氧化，所以在测定时结果不能令人满意。因此在测定严重污染水样时，不如K2Cr2O7法好。

K2Cr2O7法测定化学耗气量对各种水样较宽的适应性，由于K2Cr2O7的氧化能力强，能将大多数有机物氧化（加入AgSO4为催化剂），----只对芳香烃无效。

对于一般污染的水样，仍多用KMnO4法，但必须指出此法不能定量氧化水体中的有机物质，而仅是部分氧化。因此所测定的耗气量并不和水体中有机物质成正比，高锰酸钾法并没有完全表示出水体受有机物污染程度。

高锰酸钾法具有快速简便的优点，在某种程度上能相对比较出水体污染轻重，所以仍被认为是衡量水体污染程度的标志之一。

高锰酸钾氧化法和重铬酸钾氧化法测定方法与测定条件的选择，与测试目的和化学耗氧量所要反映的具体意义有关。 1.1通常的注意事项

1

1） 要了解有机物含量的相对比较值时，不必要求氧化率很高，以采用操作简便而重

现性好的方法为宜。

2） 要尽可能表示有机物总量的指标时，要使其氧化，必须选择强的氧化条件。 3） 对含有悬浮有机物的水样定量时，要使其氧化，必须选择强的氧化条件。 高锰酸钾法虽然氧化率较低，但操作简便，上述（1）的情况可采用。重铬酸钾法氧化率高，重现性好，适于上述（2）、（3）的情况。 2碱性高锰酸钾法 1. 方法原理

取一定量水样，在碱性条件下，加入一定量的高锰酸钾溶液，煮沸10分钟，氧化水样中有机物质。七价锰在碱性条件下反应（在此条件下只能氧化到四价锰）如下：

MnO4ˉ+ 2H2O + 3e = MnO2 + 4OHˉ

将氧化后的水样冷却，加入硫酸及KI，还原未反应的高锰酸钾和生成的四价锰，并析出与之等当量的碘。

MnO2 + 2KI + 2H2SO4 → MnSO4 + I2 + K2SO4 + 2H2O 2KMnO4 + 10KI + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H2O

再以淀粉为指示剂，用Na2S2O3溶液滴定游离碘

2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI

2. 测定方法

1) 取100毫升水样于250毫升三角瓶中（若有机物含量高，可将之按比例稀释后取100毫升），加入1毫升25%NaOH溶液摇匀，加入10毫升KMnO4溶液及2-3粒玻璃珠。

2) 于电炉上加热煮沸，准确煮沸10分钟，然后迅速冷却到室温（用冷水冷却）。 3) 加入0.5g KI及3ml 1：3 H2SO4摇匀，立即用Na2S2O3溶液滴定，以淀粉为指示剂，记下体积V1。

4) 于250毫升三角瓶中加入5毫升蒸馏水及0.5g KI，溶解后加入1ml 1：3 H2SO4及10.0 ml KMnO4溶液再加入100ml 蒸馏水析出游离碘，用Na2S2O3滴定，记下体积V2。 3. 结果计算

COD（O2 mg/l）= N?(V2- V1)?8?1000/100

N：Na2S2O3的摩尔浓度 V2：用Na2S2O3溶液滴定空白所消耗体积

2

V1：Na2S2O3溶液滴定水样所消耗体积 4. 注意问题 1) 严格控制测定条件

因为COD不仅取决于水样中有机物的含量，而且取决于实验条件，即所用的KMnO4的浓度，介质酸度，氧化温度及时间等，因此分析水样时，必须严格控制相同的测定条件，才有比较价值。

加热必须在5-6min内沸腾，这样蒸发量比较一致，可统一由此引起的误差。 2) 结果校正

当水样中存在还原性的离子如S2-、Fe2+、NO2-等，会影响测定结果，必须进行校正，方法为，先用Na2S2O3滴定还原离子，计算出浓度后，再测定COD，将结果减去还原离子的浓度值。

3.酸性高锰酸钾法 1. 方法原理

水样在酸性条件下，加入一定量高锰酸钾溶液，煮沸10min，氧化水样中有机物质，反应如下：

MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O

其后加入过量Na2C2O4溶液，，还原未反映的KMnO4

2KMnO4 + 5Na2C2O4 + 8H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + 5NaSO4 + 10CO2 + 8H2O

再以KMnO4标准溶液滴定过量的C2O42-，根据KMnO4浓度及滴定时所用体积计算COD。 2. 测定步骤 1) 样品测定

① 取100ml水样于250ml锥形瓶中（若水样中有机物含量高，则需按适当比例稀释）。 ② 加入5ml 1：3H2SO4摇匀，加入10ml KMnO4溶液，及2-3粒玻璃珠。 ③ 于电炉上加热至沸时开始计时，准确煮沸10min。

④ 取下锥形瓶，待温度降至90℃左右，用移液管准确加入0.0100N的草酸纳标准溶液10ml，摇匀，此时溶液的温度不能超过75-85℃，因为温度太高导致草酸分解，测定结果不准确。

⑤ 用KMnO4溶液滴定，近终点时，必须小心慢慢滴入直到溶液出现淡粉红色，在15秒中内不消失，即为滴定终点，记下体积V1，平行测定三次，取平均值。

3

2) 高锰酸钾溶液的标定

在同一锥形瓶中进行，当上述滴定完毕后，再加入10ml 0.0100N的草酸纳标准，重新用KMnO4溶液滴定至溶液呈粉红色，记下体积V2，求出的校正系数K=10/V2。 3. 计算

COD (O2) mg / l?[(10?V1)?K-10]?0.0100?8?1000

VV1: KMnO4溶液滴定滴定体积 K: KMnO4溶液滴定校正系数 K=10/V2 V:水样体积 4. 方法讨论

1) 耗氧量测定是在一定反应条件下实验的结果，所以在反应液中试剂的用量，加入试剂的次序，加热时间等都必须保持一致，才能得到较正确的结果。 2) 用KMnO4溶液回滴，若用量超过7ml，必须重新稀释水样再行测定。

3) 加热必须在5-6min内沸腾，这样蒸发量比较一致，可统一由此引起的误差。 4) 若水样中含有大量还原剂，同样要进行校正。 4.重铬酸钾法 1方法原理

K2Cr2O7在酸性溶液中呈下列反应：表现出很强的氧化能力

Cr2O72- +14H+ + 6e→2Cr3+ +7H2O

于呈酸性水样中，加入一定量的K2Cr2O7，经加热回流（2小时），水样中的还原性物质受到氧化，然后用硫酸亚铁氨滴定未反应的Cr2O72-：

6Fe2+ +Cr2O72- +14H+ →6Fe3+ +2Cr3+ +7H2O

求出Cr2O72-与水样中还原性物质发生反应的量。 为保证水样中直链有机物被氧化，可加入催化剂Ag2SO4。

但氯化物在此实验条件下，也能被Cr2O72-氧化，生成游离氯，所以必须排除Cl-的干扰，反应如下：

Cr2O72-+12 Cl-+14 H+→2Cr3++6Cl2+7H2O

若水样中氯化物的浓度高于30mg/l时，需加入HgSO4，它与Cl-结合成可溶性氯化汞络合物。

◆用K2Cr2O7法分解有机物质远比KMnO4法的氧化效率高： 化合物

醋酸 苯 安息香酚

酸

甘氨葡萄乳糖 蔗糖 淀粉 纤维丙酸 酸 糖 素

4

KMnO4法 8 K2Cr2O7法 100

0 5 20 100 70 2 100 100 60 100 70 70 60 100 100 90 0 90 10 100

由上表可以看出，K2Cr2O7法几乎可氧化80-100%的有机物质，但同样会对一些芳香有机物如苯、甲苯等不能完全氧化。 2.测定方法

1）取0.4g HgSO4及5ml H2SO4于回流烧瓶中，加入20ml 样品（或对样品进行稀释），混匀，加入10ml 0.025 K2Cr2O7 N溶液及几粒玻璃珠。

2）把烧瓶接上冷凝管，从冷凝管顶端加入30ml 含有Ag2SO4的H2SO4，注意摇动。 3）加热回流2hr，冷却。

4）用蒸馏水稀释到150ml，用0.07N的硫酸亚铁氨滴定余下的K2Cr2O7，以亚铁灵为指示剂，终点由蓝绿到红褐，记下体积V1。

5）空白滴定：取20ml 蒸馏水代替水样，按上述步骤操作，记下体积V2。 3.结果计算

COD（O2mg/l）= （V2- V1）N?8?1000/20

N：硫酸亚铁氨溶液的当量浓度； V1：滴定样品时所消耗的硫酸亚铁氨溶液体积； V2：滴定空白时所消耗的硫酸亚铁氨溶液体积 4.讨论

1）若COD很高，大于50mg/l 以上时，应使用浓K2Cr2O7溶液（0.25N）。 2）氯化物干扰，表现出正误差，用HgSO4络合Cl-。 3）容器、大气、试剂等含有有机物时，应进行空白校正。

4）加入硫酸，样品温度升高，挥发性有机物质可能会损失。因此，应从回流柱顶端加硫酸，防止有机物挥发。

5）COD的测定，尽可能在采样后立即进行。由于水样中所含还原物质种类不同，当水样在室温下放置一周，常可使COD值减少10-20%，在不能立即分析的情况下，可加入一些固定剂，如硫酸铜、氯化汞等，抑制生物对有机物的分解。 小结

1 用高锰酸钾法测定COD，只能比较不同海区有机物浓度的相对高低，不能测定其准确浓度。而重铬酸钾法对有机物的氧化效率比较高，所以认为测得的值为其绝对值，由于在一般的生产和生活中，不需要知道COD的准确结果，而且高锰酸钾法相对快速、方便，所以现在常用的是高锰酸钾法。

5

2 此外，也有采用比色法自动测定COD含量的方法。 参考文献

[1]基础化学实验/徐云升，陈军，胡海强编.-广州：华南理工大学出版社，2007.6 ISBN 978-7-5623-2692-2

[2]耿土锁 《化学需氧量(COD)简易测定法及其应用情况》《西南给排水》2005年01期

[3]水污染事件应急处理技术与决策/林盛群，金腊华编.北京：化学工业出版社，2008.10 ISBN978-7-122-03598-1

[4]水环境化学/吴吉春，张景飞主编.-北京：中国水利水电出版社，2009 ISBN978-7-5084-6109-0

6

2 此外，也有采用比色法自动测定COD含量的方法。 参考文献

[1]基础化学实验/徐云升，陈军，胡海强编.-广州：华南理工大学出版社，2007.6 ISBN 978-7-5623-2692-2

[2]耿土锁 《化学需氧量(COD)简易测定法及其应用情况》《西南给排水》2005年01期

[3]水污染事件应急处理技术与决策/林盛群，金腊华编.北京：化学工业出版社，2008.10 ISBN978-7-122-03598-1

[4]水环境化学/吴吉春，张景飞主编.-北京：中国水利水电出版社，2009 ISBN978-7-5084-6109-0

6

百度搜索“70edu”或“70教育网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，70教育网，提供经典综合文库探究污水中化学耗氧量的测定方法在线全文阅读。