COD化学耗氧量测定的干扰及其消除

酸性重铬酸钾氧化性很强,可氧化大部分有机物,加入硫酸银作催化剂时,直链脂肪族化合物可*被氧化,而芳香族有机物却不易被氧化,吡啶不被氧化,挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸气相,不能与氧化剂液体接触,氧化不明显。氯离子能被重铬酸盐氧化,并且能与硫酸银作用产生沉淀,影响测定结果,故在回流前向水样中加入硫酸汞,使成为络合物以消除干扰。氯离子含量高于1000mg/l的样品应先作定量稀释,使含量降低到1000mg/l以下,再行测定。
如将cod看作还原性物质的污染指标,则除氯离子之外的无机还原物质的耗氧全包括在内。如将cod看作有机物的污染指标的话,则需将无机还原物质的耗氧除去。对于fe2+、s2-等无机还原物的干扰,可根据其测定的浓度,由理论需氧量计算出其需氧量,从而对已测的cod值加以校正。fe2+和s2-的理论需氧量值分别为0.11g/g和0.47g/g。对fe2+和s2-的干扰一般采用氨基磺酸去除,其加入量为10rag氨基磺酸/mg 。由于在水环境中,氯离子不消耗水中的溶解氧,但有会被重铬酸钾氧化,故将其作为干扰物质,对cl-的干扰一般采用hgso4去除,其加入量为0.4ghgs04/20ml水样(这儿[cl-]<2000mg/l)。
氯离子广泛存在于自然界中,在codcr的实验条件下(不加hgs04时),氯离子可以*被氧化,经实验证明,氯离子的含量和测得的codcr值存在良好的线性关系,其斜率为0.226mgcod/l/mg[cl-]/l。这儿理论上的计算是一致的:
(7)
cl-被*氧化时,1mg cl-相当于消耗0.226mg的氧[16/(2×35.5)=0.266]。从*氧化昕需的时间来看,加热10min就可以氧化99%,如不采用回流加热,单靠浓流酸放热反应,其体系的温度为106℃,20min后降为50℃,在这段时间内,氯离子的氧化率为53%。由此可见,在codcr,的测定条件下,氯离子是很容易被氧化的。
从两个半反应的标准电极电位看,氯离子应不被酸性重铬酸钾氧化;
(8)
但在codcr的测定中,体系为强酸性介质,酸度大小直接影响重铬酸钾氧化的条件电极电位,而酸度大小却与氯离子的条件电极电位无关。由前面所述可知,在测定codcr时,体系中氧化剂的条件电极电位达1.55v,*可使反应按以下方向进行。
(9)
氯离子在反应体系中可能与ag2so4或hgso4发生反应:
(10)
由此可见,后者要较前者优*行。为避免前一个反应的进行,往往在取来水样分析时,**步先加入hgs04,让其络合氯离子。在氧化过程中,会出现如下反应:
(11)
图1 不同浓度氯离子与共络合后残存的codcr值
尽管[hgcl4]2-的稳定常数很大,但难免仍有少量氯离子存在,马上被酸性重铬酸钾所氧化。因此,我们即使采用hgso4掩蔽氯离子的影响,仍会有少量的氯离子被氧化。另外,在实验中也发现,按标准方法加hgs04掩蔽氯离子时所测的codcr值与不加hgs04时测得的cod1值和o.226[c1-]的差值并不相等,即:
codcr≠cod1-0.226[cl-] (12)
要使该式相等,要添加一个校正值α,即
codcr=cod1-0.226[cl-]+α (13)
式中,cod1表示不加hgso4时测得的cod值(为防止ag2s04对氯离子的沉淀作用,在反应开始时不加ag2so4,待反应30min后,再加入ag2so4)。[cl-]表示氯离子浓度,codcr表示标准方法测得的cod值。校正值就是一小部分未络合的氯离子所产生的cod值。可先采用已知浓度的nacl溶液测出此校正值 ,如图1所示。在实际计算中,可从cod1、[cl-]及校正α值计算出codcr值。此法可省去使用剧品hgso4的手续,其计算值与测定结果误差在8%之内。从cod的定义来看,codcr应等于cod1-0.226[cl-],但由于目前的标准方法仍掺进一部分未络合氯离子所提供的cod,故要补上校正值。
例:某水样中氯离子含量为2500mg/l,不加hgso4测得的cod1为285 mg/l,计算该水样的codcr浓度。
根据测得数据:[cl-]=1000mg/l,由图1查出校正值α=51 mg/l,由公式(13)可以计算出,codcr=285-0.226×1000+51=110 mg/l。

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