微波消解-電位滴定法快速測定化學需氧量的研究
微波消解-電位滴定法快速測定化學需氧量的研究
微波消解-電位滴定法快速測定化學需氧量的研究
摘要 化學需氧量是衡量水中有機物含量多少的重要指標,國標中規(guī)定的重鉻酸鉀法回流時間長,試劑消耗量大。密封微波消解測定COD,具有消解時間短,一次處理樣品多,使用試劑量少等優(yōu)點。電位滴定法與手工滴定法相比具有更好的準確度和精密度。本文主要用TANK微波消解儀快速消解,T860全自動滴定儀測定CODcr為500mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀標準樣,精密度及精確度令人滿意。
關鍵詞:微波消解 電位滴定 化學需氧量 COD
實驗原理
微波消解法與回流法一樣采用硫酸-重鉻酸鉀法消解體系,水樣在強酸性溶液中,用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中的還原物質(zhì),過量的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵銨滴定,計算CODcr的值。但由于微波消解處于密封環(huán)境中,因此內(nèi)部壓力不僅縮短了消解時間,而且可以抑制Cl- 被氧化為氯氣,再加入適量的硫酸汞可實現(xiàn)對高氯水中COD的測定。
實驗試劑
硫酸銀,分析純;
硫酸汞,分析純(測定高氯水時做掩蔽劑);
濃硫酸,密度=1.84g/mL
硫酸銀-硫酸試劑:向1L濃硫酸中加入10g硫酸銀,放置1-2天,搖勻,使用前也要小心搖動。
重鉻酸鉀標準溶液:濃度為C(1/6K2Cr2O7)=0.250mol/L的重鉻酸鉀標準溶液:將12.258g在105℃干燥2h后的優(yōu)級純重鉻酸鉀溶于水中,稀釋至1000mL。
硫酸亞鐵銨標準溶液:濃度為C[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]≈0.1mol/L的硫酸亞鐵銨標準滴定溶液:溶解39g硫酸亞鐵銨于水中,加入20mL濃硫酸,待其溶液冷卻后稀釋至1000mL。臨用前需用重鉻酸鉀標準溶液準確標定其濃度。
鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液,C(KC6H5O4)=2.0824mol/L:稱取105℃時干燥2h的鄰苯二甲酸氫鉀0.4251g溶于水,并稀釋至1000mL,混勻。以重鉻酸鉀為氧化劑,將鄰苯二甲酸氫鉀完全氧化的COD值為1.176g氧/克(指1g鄰苯二甲酸氫鉀耗氧1.176g),因此該標準溶液的理論COD值為500mg/L。
儀器設備
Hanon TANK微波消解儀(帶12套消解罐);Hanon T860全自動滴定儀;移液管;電子天平
測定步驟
1、硫酸亞鐵銨標準溶液濃度的標定
移取5mL硫酸亞鐵銨于滴定杯中,用重鉻酸鉀標準液清洗T860滴定管3遍后進行滴定,計算硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度。
2、COD含量的測定
(1) 準確移取5mL鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液,5mL重鉻酸鉀溶液于消解罐中,然后緩慢加入5mL硫酸銀-硫酸溶液,搖勻,組裝消解罐。
(2) 將消解罐放置到微波消解儀上,設置溫度為170℃,保溫10min,啟動消解儀。
(3) 消解結(jié)束后取出消解罐,冷卻,將消解液轉(zhuǎn)移至滴定杯中,用少量水沖洗消解罐,洗液倒入滴定杯。
(4) 用硫酸亞鐵銨作為滴定劑,T860全自動滴定儀采用鉑電極和甘汞參比電極進行滴定,記錄突躍點時消耗硫酸亞鐵銨的體積V2 。
(5) 按(1)步驟將5mL鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液換為5mL蒸餾水,做空白試驗,記錄消耗硫酸亞鐵銨的體積V1。
(6) 按下列公式計算COD值
COD(O2,mg/L)=(V1-V2)·c×8000/V
式中,c-硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度(mol/L)
V1-滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的消耗體積(mL)
V2-滴定標準樣時硫酸亞鐵銨標準溶液的消耗體積(ml)
V- 標準樣(空白樣)的體積
結(jié)果與討論
1、硫酸亞鐵銨標準溶液的標定
編號
1
2
3
平均值
消耗K2Cr2O7 體積VmL
1.963
1.967
1.971
硫酸亞鐵銨濃度mol/L
0.09816
0.09835
0.09854
0.09835
2、空白消耗硫酸亞鐵銨的體積
空白編號
1
2
3
平均值
消耗硫酸亞鐵銨的體積V1(mL)
12.433
12.425
12.441
12.433
3、樣品中COD的含量
樣品編號
1
2
3
4
5
6
平均值
相對極差%
相對標準偏差%
V2(mL)
9.281
9.270
9.291
9.278
9.285
9.278
9.281
0.23
0.077
CODcr(mg/L)
496.0
497.7
494.4
496.5
495.4
496.5
496.1
0.67
0.226
由上述數(shù)據(jù)可看出測量值全部滿足國標規(guī)定的校核試驗要求(測定結(jié)果大于理論值的的96%,即480mg/L),說明該方法有很好的準確度,而且相對標準偏差很小,說明該方法有很好的精密度。
結(jié)論
微波消解-電位滴定法與傳統(tǒng)的電位滴定法相比具有很多優(yōu)點,首先微波消解可快速升溫,大大降低回流時間,節(jié)省大量試劑;用電位滴定來測定COD可以測試有顏色及渾濁的樣品,測定結(jié)果比指示劑測定法更準確,微波消解-電位滴定法的精密度與準確度更高。
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