重铬酸盐法(CODcr)测定化学需氧量的实验步骤严格遵循《HJ 828-2017 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》,核心流程包括水样预处理、消解回流、滴定测定三个阶段,具体步骤如下:

一、实验前准备(试剂配制与仪器检查)

1. 试剂准备(关键试剂需严格按国标配制)

重铬酸钾标准溶液(0.2500 mol/L):准确称取 12.258 g 在 120℃烘干 2 小时的重铬酸钾(基准试剂),溶于水中,定容至 1000 mL(用于高浓度水样);低浓度可配制成 0.0250 mol/L(稀释 10 倍)。

硫酸亚铁铵标准溶液(约 0.1 mol/L):称取 39.5 g 硫酸亚铁铵溶于水中,加 20 mL 浓硫酸,冷却后定容至 1000 mL(需每日用重铬酸钾标准溶液标定浓度)。

催化剂溶液:将 5 g 硫酸银溶于 500 mL 浓硫酸中,静置 1-2 天(溶解后用于促进有机物氧化)。

掩蔽剂:硫酸汞(结晶或粉末),用于消除水样中氯离子干扰(氯离子会与重铬酸钾反应,导致结果偏高)。

指示剂:试亚铁灵指示剂(称取 1.485 g 邻菲啰啉和 0.695 g 硫酸亚铁,溶于水定容至 100 mL,临用前配制)。

2. 仪器检查

核心仪器:智能 COD 回流消解仪(或传统电炉 + 球形回流冷凝管)、250 mL 锥形瓶、滴定管(50 mL)、移液管(10 mL、20 mL)等。

检查消解仪:确保加热均匀(远红外陶瓷加热源)、冷凝系统正常(风冷 / 水冷模式,毛刺冷凝管无堵塞)、定时功能准确(120 分钟倒计时)。

二、水样预处理(关键:消除干扰与确定是否稀释)

氯离子干扰处理: 若水样中氯离子浓度>1000 mg/L,需加入硫酸汞掩蔽:取 20.00 mL 水样于锥形瓶中,加入 0.4 g 硫酸汞(1 g 硫酸汞可掩蔽 100 mg 氯离子),搅拌至溶解后再加入重铬酸钾溶液(氯离子与汞离子形成稳定络合物,避免被氧化)。

水样稀释(若需):

若预计 COD>700 mg/L:用蒸馏水稀释水样(如取 10 mL 水样 + 10 mL 蒸馏水,稀释倍数根据预估浓度调整),确保测定时消耗的硫酸亚铁铵体积在滴定管量程的 1/5-4/5 之间(保证精度)。

若 COD<50 mg/L:可稀释硫酸亚铁铵标准溶液(如稀释 10 倍至 0.01 mol/L),或直接减少取样量(需同步调整试剂用量)。

三、消解回流(核心步骤:氧化还原性物质)

加试剂: 向处理后的水样(或稀释水样)中,准确加入 10.00 mL 重铬酸钾标准溶液(0.2500 mol/L),轻轻摇匀;再缓慢加入 30 mL 催化剂溶液(硫酸银 - 浓硫酸),避免暴沸。

连接回流装置: 将锥形瓶连接到毛刺回流冷凝管下方,确保接口密封(避免蒸汽泄漏);开启冷凝系统(风冷或水冷),保证冷凝水 / 风循环顺畅(回流过程中锥形瓶内液面上方蒸汽需完全冷凝回流,避免有机物挥发损失)。

加热消解:

开启智能消解仪,设置温度至170-180℃(使溶液保持微沸状态,液面轻微翻滚但不剧烈沸腾),启动定时功能(120 分钟)。

消解过程中需观察:溶液应保持橙黄色(若变为绿色,说明有机物过多,重铬酸钾被完全还原,需重新取样并稀释)。

冷却: 消解结束后,关闭加热,用蒸馏水冲洗冷凝管内壁(将附着的有机物冲洗回锥形瓶),待溶液冷却至室温(约 30 分钟,可开启消解仪风扇辅助冷却)。

四、滴定测定(计算 COD 值)

滴定准备: 将冷却后的溶液转移至 500 mL 烧杯中(或直接在锥形瓶中滴定,确保体积足够),加入 3 滴试亚铁灵指示剂(溶液呈黄色或橙黄色)。

滴定操作: 用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至终点:缓慢滴加,不断摇匀,当溶液颜色从黄色→蓝绿色→红褐色(且 30 秒内不褪色)时,记录消耗的硫酸亚铁铵体积(V₁)。

空白实验: 同时做空白对照:取 20.00 mL 蒸馏水,按上述步骤(加试剂、消解、滴定)操作,记录消耗的硫酸亚铁铵体积(V₀)—— 用于扣除试剂本身的氧化还原干扰。

五、结果计算

关键注意事项

消解温度与时间:必须严格控制微沸 120 分钟 —— 温度不足会导致氧化不完全(结果偏低),时间过短会遗漏难降解有机物。

氯离子掩蔽:硫酸汞需过量(按 “10:1”(质量比)掩蔽氯离子),否则结果偏高。

滴定终点判断:红褐色为终点,若滴定过快易过量,需缓慢滴加并充分摇匀。

通过以上步骤,可准确测定水样 COD 值,结果能有效反映水体受耗氧性物质污染的程度,是排污监测、水质评价的核心数据依据。