测定化学耗氧量的方法通常有重铬酸钾回流法,分光光度法,高锰酸钾氧化法,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。所以常用高锰酸钾法测定。
用KMnO4法氧化时,随水体中氯离子含量不同选择条件也不相同:天然水中氯离子含量小于300 mg/dm3时,可以在酸性介质中氧化,方法为取一定量水样,用硫酸酸化,加入过量的KMnO4,氧化水样中的有机物质,余下的KMnO4用草酸钠溶液还原,最后用KMnO4回滴剩余的草酸钠,即可计算出耗氧量。但对于海水样品,由于氯离子含量远远大于300300 mg/dm3,已不能用酸性介质氧化,因为此时有仅有机物被氧化,氯离子也能被氧化成氯。 2MnO42- + 16H+ + 10Cl- = 2Mn2+ + 8H2O + 5Cl2↑ 这样过多消耗了高锰酸钾的量,产生误差。因此当由于氯离子含量远远大于300300 mg/dm3时应在碱性介质中采用高锰酸钾氧化法。 根据对花溪河的实地考察,本次试验采用酸性高锰酸钾氧化法。 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化学耗氧量。 四 实验仪器及试剂.
25mL酸式滴定管,电炉,锥形瓶,试管若干,高锰酸钾、草酸钠、硫酸等。 五实验步骤 1取样
分别在花溪河上游上中下水层,中游上中下水层,下游上中下水层取样,分别标记为A1,A2,A3;B1,B2,B3;C1,C2,C3. 2样品测定
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)。
加入5ml 1:3H2SO4摇匀,加入10ml KMnO4溶液,及2-3粒玻璃珠。
于电炉上加热至沸时开始计时,准确煮沸10min。
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。
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; 4计算
COD (O2) mg / l?[(10?V1)?K-10]?0.0100?8?1000V
V1: 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 六注意事项
1要注意控制滴定时的温度反应温度大于 85℃时,草酸钠则容易分解;当反应温度低于 65℃时,则会影响氧化反应的程度.因此,必须严格控制反应温度.
要注意控制滴定时的速度,氧化还原滴定的实质是电子的得失,滴定不宜过快,本实验中,滴定太快影响反应速度,太慢会降低温度,所以,要控制滴定速度。
3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。
4用KMnO4溶液回滴,若用量超过7ml,必须重新稀释水样再行测定。
5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。
6若水样中含有大量还原剂,同样要进行校正。 七实验讨论
在天然水及污水中除含有悬浮物及可溶性盐之外,还含有一部分有机化合物,这些有机化合物的来源有以下几方面:
由于动植物腐烂分解后的产物到水中,形成一些复杂的有机化合物。 生活污水及垃圾等排放到海水中而形成一些有机物质。
由于排放工业污水(如燃料、石油、炼焦厂、造纸厂等)而形成海水中有机物。
根据相关文献,施用鱼肥也会使水中溶解氧含量降低。 所以,提出以下建议:
1不要向水中倾倒生活污水及垃圾,工业废水在未处理前严禁向水中排放;
2尽量使用生物鱼肥,或者有选择地施用鱼肥。
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