重鉻酸鹽法測(cè)定化學(xué)需氧量(CODCr)的影響因素分析

范月娥， 賈劍峰

(山西省晉中生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山西 晉中 030600)

引 言

化學(xué)需氧量是評(píng)價(jià)水體受還原性物質(zhì)污染程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其中的還原性物質(zhì)主要指有機(jī)污染物，同時(shí)，化學(xué)需氧量也是國(guó)家的總量控制指標(biāo)之一[1]。化學(xué)需氧量跟水體受污染的程度息息相關(guān)。通常，化學(xué)需氧量越大，有機(jī)污染物污染水體的程度就越大。這些有機(jī)污染物可能來(lái)自農(nóng)藥噴灑、化工廠排放、有機(jī)肥料的使用等。倘若置之不理，許多有機(jī)污染物可能在河底或江底經(jīng)過(guò)吸附沉積下來(lái)，進(jìn)而對(duì)水生生物產(chǎn)生毒害作用。人類若進(jìn)食這些有毒的水生生物，就會(huì)使這些毒素進(jìn)入體內(nèi)，在體內(nèi)緩慢積累，久而久之，對(duì)身體也會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的危害。此外，如果用這些受污染的水來(lái)灌溉農(nóng)田，會(huì)對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生極大的危害，最終也會(huì)進(jìn)入人體內(nèi)。在測(cè)定化學(xué)需氧量的過(guò)程中，受諸多因素的影響，本文重點(diǎn)介紹以下幾個(gè)方面。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 方法原理

取適量的水樣，在其中加入一定量的重鉻酸鉀溶液，以硫酸-硫酸銀為催化劑，經(jīng)過(guò)加熱回流2 h后，加入3滴試亞鐵靈指示劑，最后用硫酸亞鐵銨滴定，判斷滴定終點(diǎn)，通過(guò)算出消耗氧的質(zhì)量濃度來(lái)反映CODCr的值。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

HCA-V0100標(biāo)準(zhǔn)COD消解器；250 mL錐形瓶；50 mL酸式滴定管。

1.3 實(shí)驗(yàn)試劑及標(biāo)定方法

重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.250 mol/L，以1/6K2Cr2O7計(jì))：將基準(zhǔn)重鉻酸鉀在120 ℃烘干2 h，在干燥器中冷卻后，準(zhǔn)確稱取12.258 g，將其加水溶解后定容至1 000 mL容量瓶中，搖勻。

重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.025 0 mol/L，以1/6K2Cr2O7計(jì))：將以上重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋10倍所得。

硫酸硫酸銀溶液：稱取1 g硫酸銀，加到1 L濃硫酸中，放置1 d～2 d使之溶解，并混勻，使用前小心搖勻。

硫酸汞溶液(100 g/L)：稱取10 g硫酸汞，溶于100 mL硫酸溶液(1+9)中，混勻。

試亞鐵靈指示液：稱取1.485 g鄰菲啰啉，0.695 g硫酸亞鐵溶于水中，稀釋至100 mL，貯于棕色瓶中。

硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.05 mol/L)：將19.5 g硫酸亞鐵銨溶于水后，緩慢加入10 mL濃硫酸。冷卻后定容至1 000 mL，搖勻。使用之前，要用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定。

標(biāo)定方法：用大肚移液管準(zhǔn)確移取重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.250 mol/L)5.00 mL于錐形瓶中，加水稀釋至50 mL左右，再加入15 L濃硫酸，搖勻冷卻后，加入約0.15 L指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液滴定至終點(diǎn)。硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度計(jì)算公式見(jiàn)式(1)。

c=0.250 0×5.00/V

(1)

式中：c為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；V為滴定所用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的量，mL。

1.4 化學(xué)需氧量(CODCr)的計(jì)算[見(jiàn)式(2)]

CODCr(O2，mg/L)=(V0-V1)×c×
8×1 000/V水樣

(2)

式中：C為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L；V0為滴定空白消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL；V1為滴定水樣消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL；V為水樣的體積,mL；8為氧(1/2O)的摩爾質(zhì)量,g/mol。

1.5 硫酸銀的純度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

1) 硫酸銀作為重鉻酸鹽法測(cè)定化學(xué)需氧量過(guò)程中的催化劑，其純度直接影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

在對(duì)化學(xué)需氧量測(cè)定的過(guò)程中，總結(jié)出下面的結(jié)論：當(dāng)實(shí)驗(yàn)所用試劑均符合分析要求時(shí)，硫酸亞鐵銨溶液的濃度c(mol/L)、滴定空白所用硫酸亞鐵銨溶液的體積V0(mL)以及標(biāo)定硫酸亞鐵銨溶液濃度所用的體積V(mL)之間有如表1中關(guān)系。

表1 硫酸銀純度對(duì)測(cè)定結(jié)果影響

由此可見(jiàn)，一般來(lái)說(shuō)，硫酸亞鐵銨溶液的濃度c(mol/L)與滴定空白所用硫酸亞鐵銨溶液的體積V0(mL)的乘積在1.23～1.25。而滴定空白所用硫酸亞鐵銨溶液的體積V0(mL)與標(biāo)定硫酸亞鐵銨溶液濃度所用的體積V(mL)的關(guān)系為V>V0。

當(dāng)硫酸銀純度不高且有雜質(zhì)時(shí)，硫酸亞鐵銨溶液的濃度c(mol/L)、滴定空白所用硫酸亞鐵銨溶液的體積V0(mL)以及標(biāo)定硫酸亞鐵銨溶液濃度所用的體積V(mL)之間有如關(guān)系表2。

由此可見(jiàn)，當(dāng)硫酸銀純度不高、有雜質(zhì)(且可能含有氧化性的雜質(zhì))時(shí)，會(huì)導(dǎo)致空白偏高，根據(jù)CODCr的計(jì)算公式也可以看出，會(huì)直接影響測(cè)定結(jié)果，使結(jié)果偏高。硫酸亞鐵銨溶液的濃度c(mol/L)與滴定空白所用硫酸亞鐵銨溶液的體積V0(mL)的乘積在1.25～1.27，超出正常范圍；而滴定空白所用硫酸亞鐵銨溶液的體積V0(mL)與標(biāo)定硫酸亞鐵銨溶液濃度所用體積V(mL)的關(guān)系為V

表2硫酸亞鐵銨純度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

1.6 濃硫酸的純度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

根據(jù)以上得出的關(guān)系，在測(cè)定中還發(fā)現(xiàn)濃硫酸的好壞也會(huì)直接影響到空白的大小，使空白偏低，如果濃硫酸不純的話，會(huì)有如表3影響。

表3 濃硫酸純度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

由此可見(jiàn)，如果濃硫酸不純的話，會(huì)直接使V0×c超出1.23～1.25，從而影響實(shí)驗(yàn)室空白，導(dǎo)致分析結(jié)果的準(zhǔn)確度下降。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出，正常情況下，硫酸亞鐵銨溶液的濃度c(mol/L)與滴定空白所用硫酸亞鐵銨溶液的體積V0(mL)的乘積在1.23～1.25。而滴定空白所用硫酸亞鐵銨溶液的體積V0(mL)與標(biāo)定硫酸亞鐵銨溶液濃度所用的體積V(mL)的關(guān)系為V>V0。

2) 在以后的工作中，也可以根據(jù)V0×c的值是否在1.23～1.25以及V與V0的關(guān)系是否是V>V0，來(lái)判斷所用試劑的好壞以及對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響程度。

3) 影響空白及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素還不僅于此，還有蒸餾水的好壞、重鉻酸鉀的純度等，都可以通過(guò)這個(gè)關(guān)系來(lái)判斷。