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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

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
 
2、空白消耗硫酸亚铁铵的体积
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
3、样品中COD的含量
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
 
由上述数据可看出测量值全部满足国标规定的校核试验要求(测定结果大于理论值的的96%,即480mg/L)，说明该方法有很好的准确度，而且相对标准偏差很小，说明该方法有很好的精密度。
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。

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