微波消解-电位滴定法快速测定化学需氧量的研究

微波消解-电位滴定法快速测定化学需氧量的研究

　　摘要 化学需氧量是衡量水中有机物含量多少的重要指标，国标中规定的重铬酸钾法回流时间长，试剂消耗量大。密封微波消解测定COD，具有消解时间短，一次处理样品多，使用试剂量少等优点。电位滴定法与手工滴定法相比具有更好的准确度和精密度。本文主要用TANK微波消解仪快速消解，T860全自动滴定仪测定CODcr为500mg/L的邻苯二甲酸氢钾标准样，精密度及精确度令人满意。

　　关键词：微波消解 电位滴定 化学需氧量 COD

　　实验原理

　　微波消解法与回流法一样采用硫酸-重铬酸钾法消解体系，水样在强酸性溶液中，用一定量的重铬酸钾氧化水样中的还原物质，过量的重铬酸钾用硫酸亚铁铵滴定，计算CODcr的值。但由于微波消解处于密封环境中,因此内部压力不仅缩短了消解时间,而且可以抑制Cl- 被氧化为氯气,再加入适量的硫酸汞可实现对高氯水中COD的测定。

　　实验试剂

　　硫酸银，分析纯;

　　硫酸汞，分析纯(测定高氯水时做掩蔽剂);

　　浓硫酸，密度=1.84g/mL

　　硫酸银-硫酸试剂：向1L浓硫酸中加入10g硫酸银，放置1-2天，摇匀，使用前也要小心摇动。

　　重铬酸钾标准溶液：浓度为C(1/6K2Cr2O7)=0.250mol/L的重铬酸钾标准溶液：将12.258g在105℃干燥2h后的优级纯重铬酸钾溶于水中，稀释至1000mL。

　　硫酸亚铁铵标准溶液：浓度为C[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]≈0.1mol/L的硫酸亚铁铵标准滴定溶液：溶解39g硫酸亚铁铵于水中，加入20mL浓硫酸，待其溶液冷却后稀释至1000mL。临用前需用重铬酸钾标准溶液准确标定其浓度。

　　邻苯二甲酸氢钾标准溶液，C(KC6H5O4)=2.0824mol/L:称取105℃时干燥2h的邻苯二甲酸氢钾0.4251g溶于水，并稀释至1000mL，混匀。以重铬酸钾为氧化剂，将邻苯二甲酸氢钾完全氧化的COD值为1.176g氧/克(指1g邻苯二甲酸氢钾耗氧1.176g)，因此该标准溶液的理论COD值为500mg/L。

　　仪器设备

　　Hanon TANK微波消解仪(带12套消解罐);Hanon T860全自动滴定仪;移液管;电子天平

　　测定步骤

　　1、硫酸亚铁铵标准溶液浓度的标定

　　移取5mL硫酸亚铁铵于滴定杯中，用重铬酸钾标准液清洗T860滴定管3遍后进行滴定，计算硫酸亚铁铵标准溶液的浓度。

　　2、COD含量的测定

　　(1) 准确移取5mL邻苯二甲酸氢钾标准溶液，5mL重铬酸钾溶液于消解罐中，然后缓慢加入5mL硫酸银-硫酸溶液，摇匀,组装消解罐。

　　(2) 将消解罐放置到微波消解仪上，设置温度为170℃，保温10min，启动消解仪。

　　(3) 消解结束后取出消解罐，冷却，将消解液转移至滴定杯中，用少量水冲洗消解罐，洗液倒入滴定杯。

　　(4) 用硫酸亚铁铵作为滴定剂，T860全自动滴定仪采用铂电极和甘汞参比电极进行滴定，记录突跃点时消耗硫酸亚铁铵的体积V2 。

　　(5) 按(1)步骤将5mL邻苯二甲酸氢钾标准溶液换为5mL蒸馏水，做空白试验，记录消耗硫酸亚铁铵的体积V1。

　　(6) 按下列公式计算COD值

　　COD(O2,mg/L)=(V1-V2)·c×8000/V

　　式中，c-硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L)

　　V1-滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的消耗体积(mL)

　　V2-滴定标准样时硫酸亚铁铵标准溶液的消耗体积(ml)

　　V- 标准样(空白样)的体积

　　结果与讨论

　　1、硫酸亚铁铵标准溶液的标定

编号

1

2

3

平均值

消耗K2Cr2O7 体积VmL

1.963

1.967

1.971

硫酸亚铁铵浓度mol/L

0.09816

0.09835

0.09854

0.09835

空白编号

1

2

3

平均值

消耗硫酸亚铁铵的体积V1(mL)

12.433

12.425

12.441

12.433

样品编号

1

2

3

4

5

6

平均值

相对极差%

相对标准偏差%

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

　　结论

　　微波消解-电位滴定法与传统的电位滴定法相比具有很多优点，首先微波消解可快速升温，大大降低回流时间，节省大量试剂;用电位滴定来测定COD可以测试有颜色及浑浊的样品，测定结果比指示剂测定法更准确，微波消解-电位滴定法的精密度与准确度更高。