1、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
2、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-Ag2
3、SO4 溶液 溶 液溶 解 、 定 容浓 4242SOHmL5042 SOAg-HgA0.542 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 mL106SFeNg39 OHmL40SOH1244 22 ， 溶 解 、 稀 释：）（）（问题 1 H2SO4 在配制流程中有何作用？1:1H 2SO4 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)=0.250molL-1 标准溶液的配制称取
4、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。（3） 试亚铁灵指示剂的配制 溶 解 、 稀 释邻 二 氮 菲 ，加， 溶 解 10OH7gFeS.0 22g5.150mL24 OH（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
5、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 10H 2O/mL 90浓 H2SO4/mL 30冷却/ 冷却至室温试亚铁灵指示剂/滴 3初读数/mL终读数/mL硫酸亚铁铵溶液滴定净体积/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+)/molL-1。任务 12 根据实验过程计算硫酸亚铁铵溶液的准确浓度/molL -1。问题 2 为什么每日临用前硫酸亚铁铵溶
6、液均需标定？（5） K2Cr2O7 氧化剂溶液的配制 m50OCrK0.25molOH72-12 ， 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 50L502H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
7、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.水样分析测定编号数据步骤取两支磨口锥形瓶，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-
8、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 35 /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初读数/mL终读数/mL亚铁离子溶液 (滴定剂)滴定，浓度为 c(Fe2+) 净体积 V/mL V1 V0注：H 2SO4-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
9、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）：（3-11）VOCDr 108c)(Lmg101-2 ）计 ） （浓 度 （ 以式中：CODCrCOD 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，gmo
10、l -1。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)0.2500molL-1K2Cr2O7 溶液（mL ）H2SO4-Ag2SO4（mL）Hg2SO4（mL ）(NH4)2Fe(SO4)2(molL-1)滴定前总体积（mL）10.0 5.0 15 0.2 0.050 7020.0 10.0 30 0.4 0.100 14030.0 15.0 45 0.6 0.150 21040.0 20.0 60 0.8 0.200 28050.0 25.0 75 1.0 0.250 350（2）若水体
11、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 1/54/5 为宜。（3）方法准确度检验对照实验邻苯二甲酸氢钾(KC 8H5O4)标准溶液的配制 mL10210. OH2 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(KC 8H5O4)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）COD Cr 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。
