化學需氧量的測定滴定法與分光光度法探究

袁鑫

摘要：化學需氧量是水體水質評價的一個重要指標，目前我國對化學需氧量的測定方法主要有兩種方法，它們分別是滴定法與光度法，傳統的滴定法其使用效率并不是那么的高，在分析的過程中手續也較為的復雜，最為主要的是當樣品的數量過多的時候其效益結果不是很理想甚至可以說是沒有。需要對地表水、地下水或者是生產廢水進行檢測的時候可以使用光度法，而水體的渾濁度過高時期測定效果并不是那么理想。本文就對兩種方法進行分析比較，探討兩種方法的優劣性，并對其進行一定的簡化改進，提高分析效率。

關鍵詞：水質、化學需氧量、滴定法、光度法;

一、引言

在對水質樣品進行檢測時候有一項非常主要的指標，那就是化學需氧，之所以說它重要是因為它反映的是水體中耗氧有機物的多少。在傳動的測量方法中有關水樣經過回流氧化處理以后會使用硫酸亞鐵來對剩余的重鉻酸鉀進行滴定，這種方法操作較為簡單，測量結果的重現性比較好，唯一不足的是所需要的樣品數量會比較多，分析所用的時間較長，對于試劑的需求量較大，能耗方面較大。而使用分光光度法進行測量所需要的樣品數量較少，分析速度快，所需要的試劑量少，無論是工作效率還是工作量上都有著極大的提升，因此逐漸受到了分析人員的灌注。

二、重鉻酸鉀滴定法

2.1 測定原理

首先將過量的重鉻酸鉀溶液滴入待測的水體樣本中，其次將強硫酸作為介質、硫酸銀作為催化劑導入待測樣本中，最后經過一段時間的沸騰與回流后子在對其進行檢測，檢測滴定液在這里我們選擇硫酸亞鐵銨，指示劑可以選擇試亞鐵靈，在滴定的過程中所消耗的硫酸亞鐵銨經過一系列的是換算就能夠得出樣本中化學需氧量。

2.2 測量儀器

滴定的過程中需要使用到相關的儀器設備，儀器方面有50ml酸式滴定管、250ml錐形瓶。設備方面有加熱設備、回流設備以及微波快速消解儀。

2.3 測定試劑

（1）硫酸銀，AR、濃硫酸，AR、硫酸汞，AR、硫酸銀-硫酸試劑，首先向500ml的濃硫酸中加入5克的硫酸銀，輕微震蕩使其溶解以后放置1-2天備用。（2） 標準溶液0.250mol/L，將12.2580g烘干的重鉻酸鉀溶于水中。（3）硫酸亞鐵銨的標準溶液，將19.5g硫酸亞鐵銨溶液溶于水中，在加入10ml的濃硫酸一同稀釋到500ml，在使用之前先使用 標準溶液標定期濃度，標定的方法是先在250ml的錐形瓶中加入10ml的 標準溶液，隨后加入水至100ml，加完水以后在加入10ml的濃硫酸攪拌均勻并對其冷卻，冷卻完以后朝錐形瓶內滴入2-3滴的試亞鐵靈指示劑，緊接著用硫酸亞鐵銨對其滴定，一直到呈紅褐色為止，此時記錄所消耗的硫酸亞鐵銨的體積。其中硫酸亞鐵銨的濃度為 （4）COD的標準溶液（5）試亞鐵靈指示劑（6）硝酸銀溶液0.1mol/L（7）防止爆沸玻璃珠。

2.4 測定步驟

首先向250ml的錐形瓶中分別加入水樣、COD標準溶液500mg/L、COD標準溶液50mg/L、蒸餾水5ml（記錄為 ），隨后加入清水至20ml，加完水以后在加入10ml的重鉻酸鉀標準溶液0.250mol/L，緊接著再放入3顆防爆沸玻璃珠并接入回流裝置，當溶液開始沸騰的時候回流兩個小時。隨后當溶液沸騰完以后對其進行一定程度的冷卻，緊接著使用一定量的清水從冷凝管上方開始沖洗冷凝管，沖洗完以后取下錐形瓶加水加到80-100ml左右，加水完成以后滴入2-3滴的試亞鐵靈指示劑并用硫酸亞鐵銨的標準溶液進行滴定，一直到溶液呈現為紅褐色為止，在這個過程中，樣品所消耗的硫酸亞鐵銨記錄為 ，參照樣本消耗的硫酸亞鐵銨記為 ，最后使用相關公式對其進行計算，其中所用到的公式為 ，在這個計算式當中C的含義為用來滴定的硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度。

三、快速分解分光光度法

3.1 測定原理

跟滴定法的測定原理有一定的相似，都是先將過量的重鉻酸鉀溶液滴入待測的樣本中去，緊接著以濃硫酸為介質，硫酸銀為催化劑倒入待測樣本中，隨后在165攝氏度左右的時候會消解，緊接著立即使用分光光度法來測量化學需氧量的值。

3.2 測定儀器

不同的化學實驗所使用到的有關儀器設備是不同的，在使用分光光度法對化學需氧量進行測定的時候也同樣會使用到有關儀器設備。

3.3 測定試劑

分光光度法所使用的試劑數量明顯比測定滴定法所使用的試劑數量要少一些，在這里我們只說一些較為主要的試劑，在分光光度法中最為主要的試劑就是鉻酸鉀溶液（ ），與滴定法所使用的濃度不同，該方法所使用到的濃度為50g/L。首先向10克的鉻酸鉀溶中倒入適量的蒸餾水，其次再向溶液中加入適量的硝酸銀溶液，在加入的過程中出現紅色沉淀的時候停止加入硝酸銀。最后任何溶液都不加入對以有的溶液進行搖勻，搖勻以后對其進行靜置，經過一晚后對其進行過濾并加入稀釋到200毫升。

3.4 測定步驟

首先打開COD快速消解儀器，將預熱溫度設定在163-167攝氏度的范圍內，當儀器的預熱溫度達到規定值的時候會自動報警提示，其次使用移液管準確的量取5.0ml的試樣加入到消解管中，緊接著向消解管中分別加入0.250mol/L重鉻酸鉀溶液5.0ml和硫酸-硫酸銀溶液5ml，將管蓋擰緊以后反復顛倒試管使其內部溶液混合均勻。最后快速將分解管放入到COD快速消解儀的加熱孔中，當儀器加熱孔中的溫度上升到設定值的時候計時加熱15分鐘，加熱完成以后取出解熱管在外界環境中冷卻2分鐘，冷卻完成以后在反復顛倒使其內部溶液混合均勻，隨后放到水冷卻槽中冷卻至室溫。

四、分析步驟的簡化

無論是從試劑的數量上還是使用儀器設備的數量上重鉻酸鉀法都比快速分解分光光度法要多，所以這也就使得重鉻酸鉀法的分析步驟要多，因此可以對其進行一定的簡化。取三份樣品分別是待測水樣、空白樣（蒸餾水）、標準樣，三份樣品按照順序依次放到消解管中去，緊接著向三個分解管中各自滴入5毫升的硫酸-硫酸銀溶液與重鉻酸鉀溶液，加完上述溶液以后把分解管放入到微波消解儀里消解10分鐘，消解完以后使其自然冷卻到室溫，冷卻完以后將消解液倒入到事先準備好的錐形瓶中去，滴定液選擇硫酸亞鐵銨，指示劑選擇試亞鐵靈，這兩個溶液都適量的滴入到消解液中，當溶液完全變為紅褐色的時候停止加入滴定液與指示劑，最后記錄好所消耗的硫酸亞鐵銨的量。

同時記錄所消耗的硫酸亞鐵銨的量。

五、實驗結果比較分析

通過對上述幾種實驗方法的結果進行分析得出，檢測結果并沒有特別明顯的差別。只不過分光光度法對較為渾濁的水體進行檢測的時候因為懸浮物對光有一定的吸收作用所以測定的結果會比較高，微波消解重鉻酸鉀法與規定記錄結果沒有太大的差異。

六、討論

在國家標準測定方法中COD的回流操作所持續的時間一般為兩個小時，樣品數量少的發該方法還可以應付的過來，若是樣品數量過大那么對其進行分析測定就會有一定的不經濟性，若是改用微波消解的方法就能夠一次性的解決多個樣品，而且使用該方法操作簡單，消解的時間最多需要10分鐘左右，能夠極大的提高其分析效率，高效率的同時測定結果的準確性也有著一定的保障。

參考文獻

[1] HJ 828-2017，水質化學需氧量的測定 重鉻酸鹽法[S].

[2] HJ/T 399-2007，水質化學需氧量的測定快速消解分光光 度法[S].