COD密閉回流比色法與重鉻酸鹽法的比較
來(lái)源:http://thesierramadre.com/ 作者:余氯檢測儀 時(shí)間:2019-07-22
摘要 重鉻酸鹽法和密閉回流比色法是目前較為常用的兩種測定化學(xué)需氧量的方法,重鉻酸鹽法具有準確度高、精密性好,適用于任何性狀水質(zhì)的分析;密閉回流比色法因操作簡(jiǎn)便,試劑用量少,在時(shí)間及能耗成本上比前者有很大的節約。但密閉回流比色法存在較大的系統誤差,準確度較差。因此在兩種方法的選擇上需要視具體情況而定。
關(guān)鍵詞 化學(xué)需氧量;重鉻酸鹽法;密閉回流比色法;消解;比色
化學(xué)需氧量是水質(zhì)分析中一項重要的常規指標,是我國實(shí)施排放總量控制的指標之一,反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度[1]?;瘜W(xué)需氧量是一個(gè)條件性指標,須在強酸并加熱的條件下,在硫酸銀的催化作用下,用重鉻酸鉀作為氧化劑處理水樣時(shí)所消耗的氧化劑的量,計算結果以氧的mg/L來(lái)表示。因此,水質(zhì)化學(xué)需氧量可由于加入氧化劑的種類(lèi)及濃度,反應溶液的酸度,反應溫度和時(shí)間,以及催化劑的有無(wú)而得到不同的測量結果[2]?;瘜W(xué)需氧量的測定有重鉻酸鹽法、庫侖法、快速密閉催化消解法、氯氣校正法(高氯廢水)等[3]。但重鉻酸鹽法和快速密閉催化消解法(即密閉回流比色法)是目前實(shí)驗室常用的兩大方法。大量實(shí)驗表明,用重鉻酸鹽法和密閉回流比色法兩種方法測量水中化學(xué)需氧量時(shí),分析結果有一定差異。因此,化學(xué)需氧量的測定須根據水體性狀擇優(yōu)選擇分析方法,確保監測數據準確可靠。
1 重鉻酸鹽法
1.1 方法原理
在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液氧化水中還原性物質(zhì),并在濃硫酸這種強酸介質(zhì)下以硫酸銀作為催化劑加速反應進(jìn)程[4],水樣沸騰并經(jīng)空氣冷凝管回流后,以試亞鐵靈為指示劑,用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀,由消耗的還原劑硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質(zhì)量濃度,即化學(xué)需氧量[5]。
1.2 儀器設備
1.2.1 加熱及回流裝置。重鉻酸鹽法GB11914-89規定了采用帶有24號標準磨口的250ml錐形瓶的全玻璃回流裝置,同時(shí)使用變阻電爐進(jìn)行加熱,整個(gè)加熱過(guò)程使用冷卻水冷卻。這種加熱回流裝置耗能又耗水,在加入濃硫酸時(shí)由于是從回流裝置頂部加入有一定的安全隱患。因此,在充分保證分析方法準確可靠的前提下,目前以JH-12型COD恒溫加熱器和空氣回流冷凝管替代原有的加熱及回流裝置,一次可消解12瓶水樣,加熱裝置采用全自動(dòng)控溫控時(shí),節能又節水,在安全性上也有較好的保證,大大提高了分析效率。
1.2.2 25ml或50ml酸式滴定管。
1.3 操作步驟
1.3.1 加入約0.4g硫酸汞,以去除氯化物對實(shí)驗的干擾。樣品經(jīng)回流后氯離子可與硫酸汞結合形成可溶性的氯汞絡(luò )合物[6]。
1.3.2 取20.00ml蒸餾水及水樣,與硫酸汞混勻。
1.3.3 加入10.00ml重鉻酸鉀標準溶液。對于化學(xué)需氧量濃度低于50mg/L的水樣,采用低濃度0.0250mol/L重鉻酸鉀標準溶液氧化;對于化學(xué)需氧量濃度高于50mg/L的水樣則采用高濃度0.250mol/L的重鉻酸鉀標準溶液氧化。
1.3.4 空白及水樣加入30ml濃硫酸-硫酸銀,保證反應溶液呈現強酸性。
1.3.5 空白及水樣在170℃下加熱回流兩小時(shí)[7]。待冷卻后,在加熱管內加入90ml蒸餾水。
1.3.6 在稀釋后的反應溶液內滴入三滴試亞鐵靈指示劑,加入攪拌轉子。用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定(低濃度的水樣用0.01mol/L硫酸亞鐵銨標準溶液滴定,高濃度水樣則用0.10mol/L硫酸亞鐵銨標準溶液滴定),溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色變味紅褐色即為終點(diǎn)。
2 密閉回流比色法
2.1 儀器設備
2.1.1 COD消解器;COD消解管。
2.1.2 TU-1901雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計。
2.2 消化
2.2.1 取樣
樣品與消化液(濃硫酸-硫酸銀與重鉻酸鉀以3?s1的比例混合)以1?s2的比例混合,取樣,然后加入0.1g左右硫酸汞,混勻,最后加入消化液,密封,混勻。一般為3ml樣品對6ml消化液。
2.2.2 反應
提前打開(kāi)加熱器升溫,將溫度控設在150℃。當溫度穩定在150℃時(shí),將樣品管插入,加熱2小時(shí)。加熱器在冷卻至120-100℃時(shí)候,趁消化管還熱的時(shí)候倒轉管子數次,然后放置于冷卻架上冷卻至室溫[8]。
2.3 比色
取澄清的消化后液體,以未經(jīng)消化的空白作為參比,用20mm比色皿在600nm波長(cháng)下比色[9]。根據標準曲線(xiàn)計算化學(xué)需氧量。
3 用兩種方法測量化學(xué)需氧量的數據比較
用重鉻酸鹽法GB11914-89和密閉回流比色法對不同種類(lèi)的廢水實(shí)樣進(jìn)行測定,并以重鉻酸鹽法為參考標準,分析結果見(jiàn)表1和表2。
表1 兩種分析方法對低濃度廢水樣品的測定比較
測定方法 水樣1 水樣2
1 2 均值(mg/L) 標準偏差 相對標準偏差(%) 1 2 均值(mg/L) 標準偏差 相對標準偏差(%)
重鉻酸
鹽法 33.9 34.0 34.0 0.1 0.29 43.7 43.5 43.6 0.1 0.23
密閉回流比色法 56.9 53.1 55.0 1.9 3.45 63.9 59.7 61.8 2.1 3.40
相對誤差(%) 61.8 41.7
由表1可看出,用兩種方法對低濃度的廢水樣品1、樣品2(COD濃度<100mg/L)進(jìn)行測定,其中用重鉻酸鹽法測定的樣品標準偏差及相對標準偏差均較低,具有良好的重現性;用密閉回流比色法測定的樣品標準偏差及相對標準偏差略高,樣品重現性不佳。密閉回流比色法測量低濃度水樣相對誤差較大(以重鉻酸鹽法為參考),與重鉻酸鹽法測定結果偏離較大,準確度較低。 表2兩種分析方法對高濃度廢水樣品的測定比較
測定方法 水樣3 水樣4
1 2 均值(mg/L) 標準偏差 相對標準偏差(%) 1 2 均值(mg/L) 標準偏差 相對標準偏差(%)
重鉻酸
鹽法 122 124 123 1 0.81 342 348 345 3 0.87
密閉回流比色法 129 130 130 1 0.77 350 356 353 3 0.85
相對誤差(%) 5.69 2.32
由表2可知,重鉻酸鹽法和密閉回流比色法分別測量高濃度水樣(COD濃度>100mg/L)時(shí),標準偏差及相對標準偏差均較低,兩種方法都有良好的重現性。密閉回流比色法測量高濃度廢水樣品時(shí)相對誤差較低,測定結果更趨近于重鉻酸鹽法測定結果,準確度較高。
4 結論
(1)通過(guò)實(shí)驗數據分析顯示,重鉻酸鹽法測定水中化學(xué)需氧量準確度高,樣品重現性好,在采用JH-12型COD恒溫加熱器和空氣冷凝管進(jìn)行消解后,不但節能節水,安全性上也有更好的保證,大大提高了分析效率。在實(shí)驗室分析中應優(yōu)先選擇該方法。
(2)密閉回流比色法取樣少,試劑消耗少,操作方法簡(jiǎn)便。但由于方法存在系統誤差,不同濃度的樣品測定結果有不同的相對誤差,準確度較差。測量平行樣品時(shí)重現性不穩定。因此在方法的使用上有一定的局限性。
(3)為了提高工作效率,更好的發(fā)揮密閉回流比色法的優(yōu)勢,可以?xún)煞N方法交替使用。對于COD小于100mg/L的低濃度樣品,密閉回流比色法測定結果與重鉻酸鹽法偏離較大,故一般只適用于用重鉻酸鹽法測量;對于COD大于100mg/L的高濃度樣品,密閉回流比色法測定結果與重鉻酸鹽法偏離較小,相對誤差控制在一定范圍內,兩種方法測定結果基本一致,此時(shí)兩種方法均適用。
參考文獻
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