2022年实验水中化学需氧量的测定 .pdf

学而不思则惘，思而不学则殆实验水体化学需氧量 (COD) 的测定（重铬酸钾法）一、实验目的（1）明确水体化学需氧量的含义以及意义；（2）掌握回流操作和重铬酸钾法测定化学需氧量的原理和方法。二、实验原理通常情况下， 氧气与这些还原性物质反应情况复杂，反应时间长短不一，在实验中无法通过此反应来确定化学需氧量。理论上，可以在水样中定量加入强氧化剂(如重铬酸钾、高锰酸钾等 )与还原性物质反应，根据强氧化剂消耗的量换算成需要消耗的氧气的量(即化学需氧量 直接滴定法含义)。然而， 由于水体中 (特别是污水中 )还原性物质情况复杂，当用滴定剂滴定时难于保证在有限的时间里充分反应。因此，实际操作中， 为了保证水样中还原性物质充分反应，通常加入过量的强氧化剂(如重铬酸钾 )，过量的强氧化剂（重铬酸钾）以试亚铁灵作为指示剂，然后用还原剂硫酸亚铁铵(如 Fe2+）来滴定过量的强氧化剂，根据还原剂消耗的量来计算化学需氧量 。任务 2 查阅资料，判断标准状态下氧气、重铬酸钾和高锰酸钾氧化性的大小关系。任务 3 写出本次测定COD 实验的基本原理。重铬酸钾法测定化学需氧量以重铬酸钾为氧化剂，亚铁离子溶液为滴定剂，由此计算得到的化学需氧量，用符号CODCr表示。任务 4 写出水样中的还原性物质(主要是有机物)与过量重铬酸钾的反应方程I。任务 5 写出过量重铬酸钾与亚铁离子的反应II。三、实验内容（一）试剂准备1. H2SO4-Ag2SO4溶液溶液溶解、定容浓4242SOHmL50042SOAg-SOHSOgAg0.542任务 6 写出上述配制流程中需要的称量仪器和体积测量仪器名称。2.硫酸亚铁铵溶液(滴定剂 )的配制与标定（1）硫酸亚铁铵溶液的配制mL1000OH6SOFeNHg39OHmL40SOH112244242，溶解、稀释：）（）（问题 1 H2SO4在配制流程中有何作用？1:1H2SO4的含义是什么？任务 7 写出上述配制流程中需要的称量仪器、体积测量仪器和体积控制仪器名称。任务 8 计算此溶液的近似浓度/molL-1（2） c(1/6K2Cr2O7)=0.250mol L-1标准溶液的配制称取 12.258gK2Cr2O7，溶于水中，然后移入1000mL 容量瓶，定容。任务 9 假定实验中需要此溶液1000mL，写出配制流程，标明所需要的称量仪器和体积控制仪器名称。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页学而不思则惘，思而不学则殆（3） 试亚铁灵指示剂的配制溶解、稀释邻二氮菲，加，溶解100OH7gFeS O7.022g5.1O50mLH24OH（4）硫酸亚铁铵溶液的标定取三支锥形瓶，分别准确移取试剂K2Cr2O710.00mL 于锥形瓶中，加水90mL，浓硫酸30mL，冷却至室温，加入试亚铁灵指示剂3 滴，用硫酸亚铁铵溶液滴定，滴定过程颜色变化为黄色经蓝绿色最后得红褐色溶液为终点。记录顶顶过程消耗硫酸亚铁铵体积。滴定过程数据记录下表3-17。表 3-17 硫酸亚铁铵滴定记录表1 2 3 取 K2Cr2O7标准溶液 /mL 10 H2O/mL 90 浓 H2SO4/mL 30 冷却 /冷却至室温试亚铁灵指示剂/滴3 硫酸亚铁铵溶液滴定初读数 /mL 终读数 /mL 净体积 /mL 注：滴定过程颜色变化为黄色经蓝绿色最后得红褐色溶液为终点；每日临用前均需按此法标定。任务 10 依次写出上述标定过程中步骤、所使用的体积测量或体积控制仪器名称。任务 11 推导计算硫酸亚铁铵溶液浓度的计算公式c(Fe2+)/mol L-1。任务 12 根据实验过程计算硫酸亚铁铵溶液的准确浓度/mol L-1。问题 2 为什么每日临用前硫酸亚铁铵溶液均需标定？（5） K2Cr2O7氧化剂溶液的配制mL500溶液OCrKL0.250mol?mL50OH722-12， 稀释的问题 3 水样测定过程中是否需要K2Cr2O7的准确浓度？任务 13 写出上述配制流程中需要体积测量仪器或体积控制仪器名称。（6）亚铁离子溶液(滴定剂 )的配制（经标定后）硫酸亚铁铵溶液，稀释、定容500mL502H任务 14 写出上述配制流程中需要体积测量仪器或体积控制仪器名称任务 15 根据上述实验过程计算亚铁离子溶液的准确浓度c(Fe2+)/molL-1（二）水样的采集与测定1.水样的采集水样 (不得少于100mL) 应采集在玻璃瓶中，并尽快分析。若不能及时分析，应加入浓硫酸使水样pH 值小于 2.0，并放置冰箱保存(4以下 )，在 5 天以内测定。2.水样分析测定取两支磨口锥形瓶，分别准确移入20mL 水样和蒸馏水(空白溶液 )，加入 K2Cr2O7氧化剂溶液20mL 玻璃珠3-5 粒，连接好冷凝管（实验回流装置见图3-3） ，从冷凝管上部加入编号数据步骤精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页学而不思则惘，思而不学则殆H2SO4-Ag2SO4溶液 30mL，加热回流大约2h，冷却至室温，用90mL 蒸馏水淋洗（从冷凝管上部加入） ，加入试亚铁灵指示液3 滴，用硫酸亚铁铵滴定，颜色变化为黄色经蓝绿色最后得红褐色溶液为终点。同时取20ml 蒸馏水做空白。数据记录见表3-18。图 3-3 COD 测定回流装置图表 3-18 滴定实验记录表步骤体积数据体积数据使用仪器名称V/mL 20（水样）20（蒸馏水）取 K2Cr2O7氧化剂溶液 /mL 20 玻璃珠 /粒3 5 / H2SO4-Ag2SO4溶液 /mL 30 加热回流 (图 3-3)/h 2 / 冷却， 90mL 水淋洗总体积 140mL 试亚铁灵指示液/滴3 亚铁离子溶液(滴定剂 )滴定，浓度为 c(Fe2+) 初读数 /mL 终读数 /mL 净体积V/mL V1V0注： H2SO4-Ag2SO4溶液从冷凝管上部加；90mL 淋洗水从冷凝管上部加；滴定过程颜色变化：滴定过程颜色变化为黄色经蓝绿色，最后得红褐色溶液为终点。问题 4 什么叫空白实验？为什么要做空白实验？任务 16 写出空白实验的流程，并在流程中标明所需要的体积测量仪器。任务 17 空白实验数据记录。任务 18 写出上述水样分析和空白实验过程的有关反应。四、结果计算CODCr的浓度计算，按照公式（3-11） ：VVVOCODCr10008c)(Lmg101-2）计）（浓度（以（3-11）式中：CODCr COD 的实测浓度， mgL-1；V0滴定空白实验消耗硫酸亚铁铵溶液的体积，mL；V1滴定水样实验消耗硫酸亚铁铵溶液的体积，mL；c硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，molL-1；V水样的体积，mL；8氧（1/2）O 摩尔质量， gmol-1。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页学而不思则惘，思而不学则殆五、质量保证（1）若水样体积在10-50mL 范围之间，试剂用量和浓度按照表3-19 调整。表 3-19 试剂用量和浓度变化用量表水 样 体积(mL) 0.2500mol L-1K2Cr2O7溶液 （mL ）H2SO4-Ag2SO4（mL ）Hg2SO4 （mL）(NH4)2Fe(SO4)2 (mol L-1)滴定前总体积（ mL ）10.0 5.0 15 0.2 0.050 70 20.0 10.0 30 0.4 0.100 140 30.0 15.0 45 0.6 0.150 210 40.0 20.0 60 0.8 0.200 280 50.0 25.0 75 1.0 0.250 350 （2）若水体化学需氧量小于50mgL-1,应改用 0.250molL-1重铬酸钾标准溶液，回滴时用0.01molL-1硫酸亚铁铵溶液。 水样加热回流后，溶液中的重铬酸钾余量应该为加入量的1/5 4/5 为宜。（3）方法准确度检验对照实验邻苯二甲酸氢钾(KC8H5O4)标准溶液的配制mL100021054251. 0OH2定量转移、定容，溶解小时）烘干（邻苯二甲酸氢钾g对照实验取 2mL 邻苯二甲酸氢钾(KC8H5O4)标准溶液稀释到20mL ，按上述的水样分析过程进行实验，同时进行空白实验。按表3-20 记录数据并计算结果。表 3-20 对照实验记录表V(KHP)/mL COD 理论值V1(Fe2+)/mL V0(Fe2+)/mL COD 测定值误差 % 注：误差应小于4%。（4）CODCr的测定结果应该保留三位有效数字。（5） 每次实验时， 应对硫酸亚铁铵溶液进行标定，室温较高时尤其应该注意其浓度的变化。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页