化学需氧量COD(Chemical Oxygen Demand),是在一定的条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。
COD的定义
化学需氧量(COD或CODcr)是指在一定严格的条件下,水中的还原性物质在外加的强氧化剂的作用下,被氧化分解时所消耗氧化剂的数量,以氧的mg/L表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度,这些物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等,但一般水及废水中无机还原性物质的数量相对不大,而被有机物污染是很普遍的,因此,COD可作为有机物质相对含量的一项综合性指标。
COD的概述
水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此,化学需氧量(COD)又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大,说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量(COD)的测定,随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同,其测定值也有不同。目前应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。高锰酸钾(K2MnO4)法,氧化率较低,但比较简便,在测定水样中有机物含量的相对比较值时,可以采用。重铬酸钾(K2Cr2O7)法,氧化率高,再现性好,适用于测定水样中有机物的总量。
COD-水质监测“新标尺”
据环保专家介绍,水中的有机物在被环境分解时,会消耗水中的溶解氧。如果水中的溶解氧被消耗殆尽,水里的厌氧菌就会投入工作,从而导致水体发臭和环境恶化。因此COD值越大,表示水体受污染越严重。COD指标正逐年呈下降趋势,说明我们身边的水正变得越来越清澈。
COD的原理
样品以重铬酸钾为氧化剂,在硫酸介质中回流消解样品中还原性物质,采用硫酸银为催化剂,(用硫酸锰、硫酸银混合作催化剂快速测定化学耗氧量)过量的重铬酸钾用电解产生的Fe2+为还原剂进行库仑滴定,并用电位法判别滴定终点,根据消耗的电量求出样品中COD值。其原理遵循法拉第定律:
W = Q/96487×M/n =It/96487×M/n
式中:W — 被测物质的含量(g)
Q — 电量(库仑)
M — 被测物质的分子量
n — 被测物质的电子转移数
I — 电解电流(mA)
t — 滴定时间
96487—法拉第常数(C•mol-1)
则样品COD值(mg/L)=8000/96487×I(t0 – t1)/ V
式中:t0 — 实验时的滴定时间(s)
t1— 样品测试时滴定时间(s)
V — 实际进样量(mL)
8000 —1/4 O2的摩尔质量以mg/L为单位的换算值
COD的测定方法
重铬酸钾标准法
一、原理:
在水样中加如一定量的重铬酸钾和催化剂硫酸银,在强酸性介质中加热回流一定时间,部分重铬酸钾被水样中可氧化物质还原,用硫酸亚铁铵滴定剩余的重铬酸钾,根据消耗重铬酸钾的量计算COD的值。
二、仪器
1、250mL全玻璃回流装置
2、加热装置(电炉)
3、25mL或50mL酸式滴定管,锥形瓶,移液管,容量瓶等
三、试剂
1、重铬酸钾标准溶液(c1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L)
2、试亚铁灵指示液
3、硫酸亚铁铵标准溶液[c(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0.1mol/L](使用前标定)
4、硫酸-硫酸银溶液
四、测定步骤
硫酸亚铁铵标定:准确吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液于500mL锥形瓶中,加水稀释至110mL左右,缓慢加入30mL浓硫酸,摇匀,冷却后,加入3滴试亚铁灵指示液(约0.15mL),用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。
五、测定
取20mL水样(必要时酌情少取加水至20或稀释后再取),加入10mL的重铬酸钾,插上回流装置,再加入30mL硫酸硫酸银,加热回流2h冷却后,用90.00mL水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶。
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。
测定水样的同时,取20.00mL重蒸馏水,按同样操作步骤作实验。记录滴定时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
六、计算
CODCr(O2,mg/L)=[8×1000(V0-V1)·C]/V
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,即最高可络合2000mg/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,使保持硫酸汞:氯离子=10:1(W/W)。若出现少量氯化汞沉淀,并不影响测定。
2、本方法测定COD的范围为50—500mg/L。对于化学需氧量小于50mg/L的水样,应改用0.0250mol/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。对于COD大于500mg/L的水样应稀释后再来测定。
3、水样加热回流后,溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的1/5—4/5为宜。
4、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0.4251g邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK)于重蒸馏水中,转入1000mL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。用时新配。
5、CODCr的测定结果应保留三位有效数字。
6、每次实验时,应对硫酸亚铁铵标准滴定溶液进行标定,室温较高时尤其注意其浓度的变化。(也可在滴定后的中再加入10.0ml重铬酸钾标准溶液,用硫酸亚铁铵滴定至终点。)