实验十四 水中化学耗氧量(COD)的测定

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2024年2月28日发(作者：)

答：（1）说明水样中还原性物质（COD）的量超过氧化剂（KMnO4）的量。应多加入KMnO4标准溶液，使得加热处理后，溶液仍显红色。

（2）加入Na2C2O4后溶液仍显红色，说明Na2C2O4的加入量不足以还原溶液中剩余的KMnO4，所以应加入过量的Na2C2O4标准溶液使溶液变为无色，KMnO4标准溶液返滴过量的Na2C2O4。

答：煮沸时间过长会导致KMnO4分解，使测定结果偏高。

答：采用返滴法。因为水中还原性物质需加热煮沸才能被KMnO4充分氧化，所以只能先加入一定量的过量的KMnO4氧化还原性物质，剩余的KMnO4用一定量过量的Na2C2O4标准溶液还原，再以KMnO4标准溶液返滴Na2C2O4的过量部分。

答：Cl-含量高时（大于300mg/L），也可被KMnO4氧化，对测定结果有影响。Cl-可通过将水样稀释或加入AgNO3来消除Cl-。

答：COD是表示水质被污染程度的重要指标之一。COD值越高，说明水质污染越严重。这种水对蒸汽锅炉有侵蚀作用，还影响印染产品质量，若作为饮用水，则直接危害人、畜的身体。所以需要监控并控制COD，为确定水的质量提供依据。

实验十四 水中化学耗氧量（ＣＯＤ）的测定

一、实验目的

1． 1．

解水中化学ＣＯＤ的测定意义。

2． 2．

会酸性ＫＭnO4法测定水中ＣＯＤ的分析方法。

二、实验原理

ＣＯＤ是环境水质标准及废水排放标准的控制项目之一，是度量水体受还原性物质（主要是有机物）污染程度的综合性指标。ＣＯＤ是指在一定条件下，水体中易被强氧化剂－１氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量，换算成氧的量ρ（Ｏ２）以mg Ｌ表示。

水中除含ＮＯ2--、Ｓ2-、Ｆe2+ 等无机还原性物质外，还含有少量的有机物质，有机物质腐烂促使水中的微生物繁殖，污染水质。因此水中ＣＯＤ 量高则呈现出黄色，并有明显的酸性，对蒸汽锅炉有侵蚀作用，还影响印染产品质量等。若作为饮用水，则直接危害人、畜的身体，故需要监控并测定它，为确定水的质量提供依据，但ＣＯＤ多少不能完全表示水被有机物污染的程度，因此不能单纯地靠ＣＯＤ的数值，还应结合水的色度，有机氮或蛋白质来判断水的污染程度。

水中ＣＯＤ的测定，一般情况下多采用酸性高锰酸钾法。此法简便快速，适合于测定地面水，河水等污染不十分严重的水质。工业污水及生活污水中含有成分复杂的污染物，宜采用重铬酸钾法。

本实验重点介绍酸性高锰酸钾法，重铬酸钾法仅略讲测定步骤，其具体反应请参看其他有关资料。

在酸性条件下，向水样中加入一定量的ＫＭnＯ4标准溶液，加热煮沸使水中有机物充分被ＫＭnＯ4氧化，剩余的ＫＭnＯ4溶液用一定量过量的Ｎa2Ｃ2Ｏ4标准溶液还原，再以ＫＭnＯ4标准溶液返滴Na2C2O4溶液的过量部分。其反应式如下：

４ＫＭnＯ4＋６Ｈ2ＳＯ4＋５Ｃ＝２Ｋ2ＳＯ4＋４ＭnSＯ4＋５ＣＯ2＋６Ｈ2Ｏ

－＋２ＭnＯ4＋５Ｃ2Ｏ42-＋１６Ｈ＝８Ｈ2Ｏ＋２Ｍn2+＋１０ＣＯ2↑

滴至溶液由无色变为浅粉色，且在30s之内不褪色，即为终点，根据Ｎa2Ｃ2Ｏ4标准溶液和ＫＭnＯ4标准溶液的消耗量，计算出水中耗氧量ρ（Ｏ2）

水样中如有ＮＯ2--、Ｓ2-、Ｆe2+

等还原性物质存在，对测定有干扰，但这些物质在－室温下能被ＭnＯ4

氧化，因此，先用ＫＭnＯ4标准溶液滴定至溶液呈浅粉红色，再加一定量过量的ＫＭnＯ4溶液即可消除这些离子的干扰。

－－１水样中含Ｃl大于300mgＬ时，将影响测定结果，加水稀释降低Cl--浓度可消除－干扰，如仍不能消除干扰，则可加入Ａg2ＳＯ4，每克Ag2SO4可消除200mgＣl的干扰。

必要时，取同样量的去离子水，测定空白值，加以校正。

ＣＯＤ的计算：

由实验原理可知，测定ＣＯＤ时用去ＫＭｎＯ４的总量减去与Ｎa2Ｃ2Ｏ4反应的ＫＭnＯ4的量，即为被氧化水样中还原性物质消耗的ＫＭnＯ4的量。从ＫＭnＯ4与有机物的氧化还原反应可知：

1mol MnO4- 相当于5/ 4 mol C相当于5/4 mol O2

从滴定反应可知：

1mol C2O42-

相当于2/5 mol MnO4-

所以水中COD 的计算公式如下：

式中：c(ＫＭnＯ4), c (Ｎa2Ｃ2Ｏ4)------ ＫＭnＯ4

和ＮaＣ2Ｏ4标准溶液的浓度(mol·L-1)

V(ＫＭnＯ4) -----------测定所用去的ＫＭnＯ4标准溶液的总体积（V1+V2）(ml)

V（ＮaＣ2Ｏ4）-----加入的ＮaＣ2Ｏ4标准溶液体积（ml）

M（O2）------氧的摩尔质量(g ·mol-1

)

必要时可校正蒸馏水的耗氧量：

水样中实际化学耗氧量ρ(o2)＝测定化学耗量－测定空白值

25[c(KMnO4)V(KMnO4)c(Na2C2O4)V(Na2C2O4)]M(O2)100054(O)V水样（ml）

三、实验仪器及试剂

1．仪器

酸式滴定管;容量瓶（２５０ml、５００ml）；移液管（50ml）;锥形瓶；电炉；分析天平；称量瓶；吸量管（５ml）。

2．药品

ＫＭnＯ4（０.0２mol.L-1）;Ｈ2ＳＯ4

(3mol.L-1);

Ｎa2Ｃ2Ｏ4(s)(A.R).

四、实验步骤

１．０.0２mol.L--1ＫＭnＯ4标准溶液的配制与标定

将标准溶液准确移出于容量瓶中，加去离子水稀释至刻度，摇匀，待用。

2．0.005 mol.L--1Ｎa2Ｃ2Ｏ4标准溶液的配制

将Ｎa2Ｃ2Ｏ4置于１００~１０５℃下干燥２h。准确称取０.3４００gＮa2Ｃ2Ｏ4于小烧杯中，加入约３０ml去离子水溶解后，定量转入５００ml容量瓶中，加水稀释至刻度，充分摇匀备用。

3．COD的测定

准确移取５０.0０ml水样于锥形瓶中，加入８ml 3mol.L—1H2SO4,再由滴定管放入0.02mol L—1

ＫＭnＯ4标准溶液５.0０ml，在电炉上立即加热至沸，从冒第一个大气泡开始记时，准确煮沸１０min，取下锥形瓶，冷却１min后，准确加入５.0０ml

0.05mol L-1Ｎa2Ｃ2Ｏ4标准溶液，摇匀，此时溶液应由红色转为无色。再用ＫＭnＯ4标准溶液滴定，由无色变成粉红色，且３０s之内不褪色止。记下消耗ＫＭnＯ4标准溶液的体积。

另取５０.0０ml去离子水代替水样，重复上述操作，求出空白值，计算出ＣＯＤ的值。

平行测定３份，求其平均值。

*如若水样为工业污水，则需用重铬酸钾法测定其化学耗氧量，记作CODCr。分析步骤如下：

于水样中加入HgSO4消除C1-的干扰，加入过量K2Cr2O7标准溶液，在强酸介质中，Ag2SO4作为催化剂，回流加热，待氧化作用完全后，以1，10-二氮-亚铁为指示剂，用Fe2+标准溶液滴定过量的Ｋ2Cr2O7。此法适用广泛，但带来了Cr3+、Hg2+等有害物质的污染。

五、数据处理

0.02molL—1滴定次数

I

ＫＭnＯ4

终读数

标准溶液

（ml）

初读数（ml）

V(ＫＭnＯ4) (ml)

ρ(O2) (g·L-1)

平均值(g·L-1)

水中ＣＯＤ的测定

II

III

六、思考题

1．水样中加入一定量的ＫＭnＯ4并加热处理后，若红色褪去，说明什么问题？加入Ｎa2Ｃ2Ｏ4后溶液仍显红色，又说明什么问题？此时，应怎样进行实验操作？

2．2．加热煮沸时间过长，对测定有何影响？

３．测定水中ＣＯＤ采用是何种滴定方式？为什么 ？

４．水样中氯离子含量高时为什么对测定有干扰？应采取什么方法加以消除？

５．测定水中化学耗氧量的意义何在？

七、注意事项

1．水样取后应立即进行分析，如需放置可加少量硫酸铜固体以抑制生物对有机物的分解。

2．取水样的量视水质污染程度而定。污染严重的水样应取１０~２０ml，加去离子水稀释后测定。

3．经验证明，控制加热时间很重要，煮沸１０min，要从冒第一个大气泡开始记录，否则精密度较差。

控制加热时间很重控制加热时间很重

本文标签： 测定标准溶液物质水样加热