采用重铬酸钾法进行COD(化学需氧量)测定时,冷凝回流装置的操作需严格遵循标准化流程,以下是具体操作步骤及关键注意事项:

一、操作步骤

水样预处理与试剂添加

取20.00mL混合均匀的水样(若氯离子含量超过30mg/L,需先加入0.4g硫酸汞以消除干扰),置于250mL磨口回流锥形瓶中。

加入10.00mL重铬酸钾标准溶液(浓度0.2500mol/L)及数粒玻璃珠或沸石,连接磨口回流冷凝管。

从冷凝管上口缓慢加入30mL硫酸-硫酸银溶液,轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀。

加热回流与冷却

加热回流2小时(自开始沸腾时计时),确保溶液充分反应。

回流结束后,关闭加热源,自然冷却30分钟。用90mL水从冷凝管上口冲洗管壁,取下锥形瓶,确保溶液总体积不少于140mL(避免酸度过高影响滴定终点判断)。

滴定与结果计算

待溶液再度冷却后,加入3滴试亚铁灵指示液,溶液应呈黄色(过量重铬酸钾中六价铬的颜色)。

用0.1mol/L硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点,记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量V₁(mL)。

以20.00mL重蒸馏水为空白对照,按相同步骤测定空白实验消耗的硫酸亚铁铵标准溶液用量V₀(mL)。

按公式计算COD值:

CODcr(O2,mg/L)=(V0−V1)×c×8×1000/V
其中,$ c $为硫酸亚铁铵溶液浓度(mol/L),$ V $为水样体积(mL),8为氧的摩尔质量(g/mol)。

二、关键注意事项

氯离子干扰与掩蔽

若水样中氯离子含量较高(超过30mg/L),需加入硫酸汞以络合氯离子,防止其与重铬酸钾反应生成氯化银沉淀,干扰测定结果。硫酸汞的加入量需根据氯离子浓度调整,保持硫酸汞与氯离子的质量比为10:1(W/W)。

冷凝回流装置的规范使用

确保冷凝管与锥形瓶连接紧密,防止蒸汽泄漏。

加热过程中需保持溶液微沸状态,避免暴沸导致溶液溅出或冲入冷凝管。

回流结束后,冷却时间需足够(至少30分钟),确保溶液温度降至室温后再进行后续操作。

滴定终点的准确判断

滴定过程中需缓慢加入硫酸亚铁铵标准溶液,并充分摇匀,确保反应完全。

终点颜色变化需明显(由黄色经蓝绿色至红褐色),避免滴定过量或不足。

试剂的配制与标定

重铬酸钾标准溶液需准确配制并标定,确保浓度准确。

硫酸亚铁铵标准溶液需定期标定,避免因浓度变化导致测定误差。

试亚铁灵指示液需避光保存,防止分解失效。

空白实验的重要性

空白实验用于扣除试剂及操作过程中引入的误差,确保测定结果的准确性。

空白实验需与样品测定同步进行,操作条件完全一致。

三、仪器与试剂要求

仪器设备

250mL全玻璃回流装置(含磨口回流锥形瓶、冷凝管)。

电热板或变组电炉(加热装置)。

25mL或50mL酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶等玻璃器皿。

智能COD回流消解仪(可选,用于自动化控制加热与回流过程)。

试剂配制

重铬酸钾标准溶液(0.2500mol/L):称取12.258g重铬酸钾(基准或优级纯),溶于水中,移入1000mL容量瓶,稀释至标线,摇匀。

硫酸-硫酸银溶液:于2500mL浓硫酸中加入25g硫酸银,放置1-2天,不时摇动使其溶解。

硫酸亚铁铵标准溶液(约0.1mol/L):称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中,边搅拌边缓慢加入20mL浓硫酸,冷却后移入1000mL容量瓶,加水稀释至标线,摇匀。临用前用重铬酸钾标准溶液标定。

试亚铁灵指示液:称取1.485g邻菲啰啉、0.695g硫酸亚铁溶于水中,稀释至100mL,贮于棕色瓶内。