第二章　水質(zhì)分析

實(shí)驗(yàn)一　化學(xué)需氧量的測(cè)定（一）——重鉻酸鉀法

一、原理

化學(xué)需氧量是表征水中還原性物質(zhì)（主要是有機(jī)物）的一個(gè)指標(biāo)，它可以反映水體被有機(jī)物污染的狀況。其測(cè)定原理是在強(qiáng)酸性溶液中，準(zhǔn)確加入過量的氧化劑重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，加熱回流，將水樣中還原性物質(zhì)（主要是有機(jī)物）氧化，過量的重鉻酸鉀以鄰菲啰啉（試亞鐵靈）作指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，根據(jù)消耗的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液計(jì)算出水樣中化學(xué)需氧量。

二、儀器與試劑

①500mL全玻璃回流裝置。

②加熱裝置（電爐）。

③25mL或50mL酸式滴定管、錐形瓶、移液管、容量瓶等。

④重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（=0.2500mol/L）：稱取預(yù)先在120℃烘干2h的基準(zhǔn)或優(yōu)質(zhì)純重鉻酸鉀12.2588g溶于水中，移入1000mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻。

⑤試亞鐵靈指示液：稱取1.485g鄰菲啰啉（C12H8N2·H2O）、0.695g硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）溶于水中，稀釋至100mL，貯于棕色瓶?jī)?nèi)。

⑥硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液［≈0.1mol/L］：稱取3.95g硫酸亞鐵銨溶于水中，邊攪拌邊緩慢加入20mL濃硫酸，冷卻后移入1000mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻。臨用前，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。

標(biāo)定：準(zhǔn)確吸取10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于500mL錐形瓶中，加水稀釋至110mL左右，緩慢加入30mL濃硫酸，混勻。冷卻后，加入3滴試亞鐵靈指示液（約0.15mL），用硫酸亞鐵銨溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)。

式中　c——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；

V——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，mL。

⑦硫酸-硫酸銀溶液：于500mL濃硫酸中加入5g硫酸銀。放置1～2d，不時(shí)搖動(dòng)使其溶解。

⑧硫酸汞：結(jié)晶或粉末。

三、分析步驟

①取20.00mL混合均勻的水樣（或適量水樣稀釋至20.00mL），置于250mL磨口的回流錐形瓶中，準(zhǔn)確加入10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒小玻璃珠或沸石，連接磨口回流冷凝管，從冷凝管上口慢慢地加入30mL硫酸-硫酸銀溶液，輕輕搖動(dòng)錐形瓶使溶液混勻，加熱回流2h（自開始沸騰計(jì)時(shí)）。

對(duì)于化學(xué)需氧量高的廢水樣，可先取上述操作所需體積1/10的廢水樣和試劑于ф15mm×150mm硬質(zhì)玻璃試管中，搖勻，加熱后觀察是否呈綠色。如溶液呈綠色，再適當(dāng)減少?gòu)U水取樣量，直至溶液不變綠色為止，從而確定廢水樣分析時(shí)應(yīng)取用的體積。稀釋時(shí)，所取廢水樣量不得少于5mL，如果化學(xué)需氧量很高，則廢水樣應(yīng)多次稀釋。廢水中氯離子含量超過30mg/L時(shí)，應(yīng)先把0.4g硫酸汞加入回流錐形瓶中，再加20.00mL廢水（或適量廢水稀釋至20.00mL），搖勻。

②冷卻后，用90mL水沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶。溶液總體積不得少于140mL，否則因酸度太大，滴定終點(diǎn)不明顯。

③溶液再度冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。

④測(cè)定水樣的同時(shí)，取20.00mL重蒸餾水，按同樣操作步驟做空白試驗(yàn)。記錄滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。

四、結(jié)果計(jì)算

式中　c——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；

V0——滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，mL；

V1——滴定水樣時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，mL；

V——水樣的體積，mL；

8——氧（1/2O2）摩爾質(zhì)量，g/mol。

五、附注

①使用0.4g硫酸汞絡(luò)合氯離子的最高量可達(dá)40mg，如取用20.00mL水樣，即最高可絡(luò)合2000mg/L氯離子濃度的水樣。若氯離子的濃度較低，也可少加硫酸汞，使保持硫酸汞:氯離子=10:1（質(zhì)量比）。若出現(xiàn)少量氯化汞沉淀，并不影響測(cè)定。

②水樣取用體職可在10.00～50.00mL范圍內(nèi)，但試劑用量及濃度需按表2-1進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，也可得到滿意的結(jié)果。

③對(duì)于化學(xué)需氧量小于50mg/L的水樣，應(yīng)改用0.0250mol/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液?；氐螘r(shí)用0.01mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液。

④水樣加熱回流后，溶液中重鉻酸鉀剩余量應(yīng)為加入量的1/5～4/5為宜。

⑤用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查試劑的質(zhì)量和操作技術(shù)時(shí)，由于每克鄰苯二甲酸氫鉀的理論CODCr為1.176g，所以溶解0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀（HOOCC6H4COOK）于重蒸餾水中，轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶，用重蒸餾水稀釋至標(biāo)線，使之成為500mg/L的CODCr標(biāo)準(zhǔn)溶液。用時(shí)現(xiàn)配。

⑥CODCr的測(cè)定結(jié)果應(yīng)保留三位有效數(shù)字。

⑦每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)對(duì)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行標(biāo)定，室溫較高時(shí)尤其注意其濃度的變化。

六、思考題

1.在測(cè)定CODCr時(shí)，水樣加熱回流后，溶液中重鉻酸鉀的用量如何控制？

2.每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，應(yīng)注意什么？為什么？

3.測(cè)定水樣中COD有什么意義？