导读:操作步骤/方法121Cl-对COD测定的干扰在GB11914-89《水质化学需氧量的测定-重铬酸钾法》中,明确指出水样中Cl-含量过高时需要加入硫酸汞等屏蔽剂加以屏蔽,其影响因素主要表现为两点:1Cl-被氧化剂氧化,因而消耗氧化剂导致测定结果偏高,具体反应方程式为:6Cl-+Cr2O72-+14H+3Cl2+2Cr3-+7H2O2反应体系中加银盐做催化剂,Cl-与银反应生成AgCl沉淀使催化剂中毒...
操作步骤/方法
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1Cl-对COD测定的干扰在GB11914-89《水质化学需氧量的测定-重铬酸钾法》中,明确指出水样中Cl-含量过高时需要加入硫酸汞等屏蔽剂加以屏蔽,其影响因素主要表现为两点:1Cl-被氧化剂氧化,因而消耗氧化剂导致测定结果偏高,具体反应方程式为:6Cl-+Cr2O72-+14H+→3Cl2+2Cr3-+7H2O2反应体系中加银盐做催化剂,Cl-与银反应生成AgCl沉淀使催化剂中毒,影响测定结果。
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2COD测定中消除Cl-干扰的方法及应用对水样进行稀释是简单有效的方法之一,国标中也提到对Cl-含量超过1000mg/L水样进行稀释,但对于高氯低COD的水样稀释倍数过高会影响测定精度。目前,消除Cl-的干扰方法大量涌现,主要有汞盐法银盐沉淀法标准曲线校正法氯气校正法密闭消解法低浓度氧化剂法KI-KMnO4氧化法铋吸收剂除氯法等。2.1汞盐法汞盐法也叫硫酸汞络合法,是国标中屏蔽Cl-的方法。即用HgSO4作为Cl-掩蔽剂,HgSO4与Cl-的质量比以10:1为宜。此法对于Cl-质量浓度小于200mg/L时效果很显著,但当Cl-浓度很高时测定结果还是偏高,并且误差随着Cl-浓度增加而增大。由于HgSO4本身有剧毒,并且废液中的汞盐很难处理,并且会对环境产生二次污染,促使广大学者对无毒无污染测定方法的研究。2.银盐法银盐沉淀法即为加入AgNO3生成AgCl沉淀以去除Cl-影响的方法,适用于Cl-质量浓度超过10000mg/L的水样。该方法通常有两种形式:一种是在预处理时加入AgNO3,取上清液测定COD值,此法需要AgNO3加入量适当,使Cl-完全沉淀且不能过量。刘玉凤[1]等人在标准方法的基础上用硝酸银中和Cl-,并提高了反应体系的酸度,而且避免了汞盐的污染,实验结果令人满意。另一种采用AgNO3和KCr(SO4)2作为Cl-的掩蔽剂,KCr(SO4)2的作用是抑制消解过程少量Cl-发生氧化反应。银盐沉淀法中使用了贵重的银盐,使测定成本提高,因此对银的回收再利用是很有必要性的。其另一个缺点为AgCl沉淀时会通过共沉淀和絮凝作用使水样中有机物除损失一部分,使测定结果偏低。
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2.3标准曲线校正法标准曲线校正法的步骤:先配制不同Cl-浓度的氯化钠标准曲线并测定COD值,绘制COD-Cl-标准曲线。然后取两份相同水样,一份对Cl-不进行掩蔽测定COD值,记为COD总,另一份测定氯离子含量,在标准曲线上查出对应的COD值,记为CODCl-,则COD总与CODCl-差值为该样品的真实COD值。标准曲线校正法不使用汞盐和银盐,具有环保性和节约性,是实验室首选的方法。王俊霞[2]等通过实验证明利用这种完全氧化的方法,与理论Cl-完全被氧化时消耗的氧相当,Cl-氧化率在99%以上,COD的实测值与实际值具有良好的一致性。但由于各实验室采用的方法操作条件的不同,使得Cl-的氧化程度不同,因此不同人绘制的标准曲线不尽相同,使实验显得很繁琐。2.4氯气校正法在消解时采用一个回流吸收装置,将生成的Cl2导出用NaOH溶液吸收,使用Na2S2O3标准溶液滴定,把消耗的Na2S2O3的量换算成消耗氧的量,即为Cl-的校正值。实际废水COD值为COD表观值与Cl-的校正值的差值。该方法适用于氯离子含量小于20000mg/LCOD大于30mg/L的高氯废水的测定。研究结果表明,10个实验室对COD75.mg/L~208mg/L,氯离子浓度为3000mg/L~16000mg/的四个统一样品进行测定,实验室内相对标准偏差在2.8%~3.6%之间;实验室间相对标准偏差在3.2%~7.8%之间[3]。但该方法要求实验时非常仔细,否则会带来更多误差。2.5密封消解法其基本原理为在密闭的容器中消解测定COD,当水中的Cl-氧化成Cl2并达到气液平衡时,Cl-便不能再被氧化,使用适当的掩蔽剂,则可以测定样品的COD值。与标准法比,该方法的结果具有更高的准确度和精密度。王志强[4]等对混配和实际水样的测定结果表明,用密封消解法分析高氯废水的COD准确度较高,COD在100mg/L~1000mg/L,氯离子浓度小于10000mg/L时,该方法相对误差≤4.2%。密封消解耗时短,但该方法具有一定的危险性,因此一定要确保实验的安全。2.6KI-KMnO4氧化法在碱性条件下,用KMnO4氧化废水中的物质,剩余的KMnO4用KI还原,再用Na2S2O3标准溶液滴定,并将Na2S2O3消耗的量换算成消耗氧的量,从而得到一个COD值。但是应用该法与K2Cr2O7氧化法的测定值不同,二者有一个比值K,因此只需知道这个比值K,即可将用KI-KMnO4氧化法测得的COD值进行换算即可。该方法适用于Cl-含量在几万到几十万毫克每升的废水,但是需要测定K值,因此很繁琐。2.7铋吸收剂除氯法水样中的Cl-在酸性液体中以HCl气体的形式释放出来,用铋吸收剂吸收除去,然后测定COD值。该方法的准确度和精确度与标准方法相比无显著差异,但消解方式不同,采用微波消解或烘箱消解。
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COD检测步骤:
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1对于COD小于50mg/L的水样,应采用低浓度的重铬酸钾标准溶液(4.5.2)氧化,加热回流以后,采用低浓度的硫酸亚铁铵标准溶液(4.6.4)回滴。
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2该方法对未经稀释的水样其测定上限为700mg/L,超过此限时必须经稀释后测定。
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3对于污染严重的水样,可选取所需体积1/10的试料和1/10的试剂,放入10×150mm的硬质玻璃管中,摇匀后,用酒精灯加热至沸数分钟,观察溶液是否变成蓝绿色。如呈现蓝绿色,应再适当少取试料,重复以上试验,直至溶液不变蓝绿色为止。从而确定待测水样适当的稀释倍数。
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4取试料(7.2)于锥形瓶中,或取适量试料加水至20.0mL。
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5空白试验:按相同步骤以20.0mL水代替试料进行空白试验,其余试剂和试料测定(7.8)相同,记录下空白滴定时消耗硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数V1。
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6校核试验:按测定试料(7.8)提供的方法分析20.0mL邻苯二甲酸氢钾标准溶液(4.7)的COD值,用以检验操作技术及试剂纯度。该溶液的理论COD值为500mg/L,如果校核试验的结果大于该值的96%,即可认为实验步骤基本上是适宜的,否则,必须寻找失败的原因,重复实验,使之达到要求。
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7去干扰试验:无机还原性物质如亚硝酸盐硫化物及二价铁盐将使结果增加,将其需氧量作为水样COD值的一部分是可以接受的。该实验的主要干扰物为氯化物,可加入硫酸汞(4.2)部分地除去,经回流后,氯离子可与硫酸钡结合成可溶性的氯汞络合物。当氯离子的含量超过1000mg/L时,COD的最低允许值为250mg/L,低于此值结果的准确度就不可先靠。
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8水样的测定:于试料(7.4)中加入10.0mL重铬酸钾标准溶液(4.5.1)和几滴防爆沸玻璃珠(4.9),摇匀。将锥形瓶接到回流装置(6.1)冷凝管下端,接通冷凝水。从冷凝管上端缓慢加入30mL硫酸银—硫酸试剂(4.),以防止低沸点有机物的逸出,不断旋动锥形瓶使之混合均匀。自溶液开始沸腾起回流两小时。冷却后,用20~30mL水自冷凝管上端冲洗冷凝管后,取下锥形瓶,再用水稀释至140mL左右。溶液冷却至室温后,加入3滴1,10—菲绕啉指示剂溶液(4.8),用硫酸亚铁铵标准滴定溶液(4.6)滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点。记下硫酸亚铁铵标准滴定溶液的消耗毫升数V2。
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9在特殊情况下,需要测定的试料在10.0mL到50.0mL之间,试剂的体积或重量要按表1作相应的调整。表1不同取样量采用的试剂用量样品量mL0.250mol/LK2Cr2O7mLAg2SO4—H2SO4mLHgSO4G(NH4)2Fe(SO4)2•6H2Omol/L滴定前体积mL10.05.0150.20.057020.010.0300.40.1014030.015.0450.60.1521040.020.060
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计算方法以mg/L计的水样化学需氧量,计算公式如下:(V1–V2)C×8000COD(mg/L)=———————————V0式中:C—硫酸亚铁铵标准滴定溶液(4.6)的浓度,mol/L;V1—空白试验(7.4)所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积,mL;V2—试料测定(7.8)所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积,mL;V0—试料的体积,mL;8000—1/4O2的摩尔质量以mg/L为单位的换算值。确定结果一般保留三位有效数字,对COD值小的水样(7.1),当计算出COD值小于10mg/L时,应表示为“COD<10mg/L”。
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精密度
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标准溶液测定的精密度40个不同的实验室测定COD值为500mg/L的邻苯二甲酸氢钾(4.7)标准溶液,其标准偏差为20mg/L,相对标准偏差为4.0%。
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