一、实验目的:
1、熟悉快速消解分光光度法测定水质化学需氧量过程中的设备。
2、掌握测定水质化学需氧量的方法以及不同浓度水样的测定方法。
3、学会处理实验数据、分析误差产生的原因、并找出解决方法。
二、实验原理:
试样中加入已知量的重铬酸钾溶液,在强硫酸介质中,以硫酸银作为催化剂,经高温消解后,用分光光度法测定COD值。当试样中COD值为100mg/L至 1000mg/L,在 600nm±20nm 波长处测定重铬酸钾被还原产生的三价铬(Cr3+)的吸光度,试样中COD 值与三价铬(Cr3+)的吸光度的增加值成正比例关系,将三价铬(Cr3+)的吸光度换算成试样的 COD 值。当试样中 COD 值为 15mg/L 至 250mg/L,在 440nm±20nm 波长处测定重铬酸钾未被还原的六价铬(Cr6+)和被还原产生的三价铬(Cr3+)的两种铬离子的总吸光度;试样中COD值与六价铬(Cr6+)的吸光度减少值成正比例,与三价铬(Cr3+)的吸光度增加值成正比例,与总吸光度减少值成正比例,将总吸光度值换算成试样的COD 值。
三、实验仪器及药品:
(1)仪器:美析仪器 分光光度计;消解器;消解-比色管(10ml);超纯水器,电子天平;
(2)试剂:重铬酸钾;邻苯二甲酸氢钾;硫酸银;浓硫酸;硫酸汞;
(3)试剂配制
① 重铬酸钾溶液
分别配置c(1/6K2Cr2O7)=0.5mol/L,0.05mol/L,0.02mol/L的溶液。
②硫酸-硫酸银(1%)
向500ml浓硫酸中加入5g硫酸银试剂,放置1—3天使之溶解。
③ COD标准溶液
以每克KHP(邻苯二甲酸氢钾)溶于1L水中对应COD为1776mg/L计算,分别配置实验中需要的COD标准溶液。
四、实验步骤:
1、硫酸—硫酸银溶液配置:将5.0g硫酸银加入到500mL硫酸中,静置1d~2d,搅拌,使其溶解。
2、重铬酸钾标准溶液配置:c (1/6 K2Cr2O7)=0.500mol/L称取 24.5154g 重铬酸钾置于烧杯中,加入 600mL 水,搅拌下慢慢加入 100mL硫酸,溶解冷却后,转移此溶液于1000mL 容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。
分别取溶液100ml、40ml置于1000ml容量瓶中,稀释至标线,分别得到重铬酸钾标准溶液c (1/6 K2Cr2O7)=0.050mol/L和c (1/6 K2Cr2O7)=0.020mol/L。
3、邻苯二甲酸氢钾COD 标准贮备液配置:将邻苯二甲酸氢钾在102-120℃温度下烘干2小时。按每克邻苯二甲酸氢钾对应COD1.176g/L配置COD为10000的标准溶液,将8.502克邻苯二甲酸氢钾溶解在1000ml水中得到COD为10000的标准溶液。
4、COD标准曲线的绘制:
高浓度(COD150-1500):
1)用上述COD标准溶液配置成COD分别为150、300、600、900、1200、1500的COD溶液
2)往试管中分别加入c (1/6 K2Cr2O7)= 0.5mol/L重铬酸钾溶液1ml、硫酸-硫酸银3ml,上述COD标准溶液2ml,硫酸汞约0.03g(目的是消除氯离子干扰)。另以2ml纯水代替COD标准溶液作为空白。
3)将上述溶液放置在消解器上150℃下消解2h
4)于波长600nm处测其吸光度,做标准曲线。
低浓度1(COD50-150):
1)用上述COD标准溶液配置成COD分别为50、75、100、125、150的COD溶液
2)往试管中分别加入c (1/6 K2Cr2O7)= 0.05mol/L重铬酸钾溶液1ml、硫酸-硫酸银3ml,上述COD标准溶液2ml,硫酸汞约0.03g(目的是消除氯离子干扰),另以2ml纯水代替COD标准溶液作为空白。
3)将上述溶液放置在消解器上150℃下消解2h
4)于波长440nm处测其吸光度,做标准曲线。
低浓度2(COD10-50):
1)用上述COD标准溶液配置成COD分别为10、20、30、40、50的COD溶液
2)往试管中分别加入c (1/6 K2Cr2O7)= 0.02mol/L重铬酸钾溶液1ml、硫酸-硫酸银3ml,上述COD标准溶液2ml,硫酸汞约0.03g(目的是消除氯离子干扰)。另以2ml纯水代替COD标准溶液作为空白。
3)将上述溶液放置在消解器上150℃下消解2h
4)于波长440nm处测其吸光度,做标准曲线。
5、水样的测定
1、取18支试管,分为三个浓度梯度组,编号A、B、C,。
2、水样摇匀,分别取50ml、5ml、2ml于100ml容量瓶中,稀释至标线,与上一步编号对应,分别为A、B、C。
3、处理方法见下表:
表1、三组水样的测定方法
重复 |
1、2、3、4、5 |
6(空白) |
A |
加入0.5mol/L重铬酸钾溶液1ml、硫酸-硫酸银3ml,水样2ml,硫酸汞约0.03g,在消解器上150℃下消解2h, 600nm波长处测吸光度 |
加入0.5mol/L重铬酸钾溶液1ml、硫酸-硫酸银3ml,去离子水2ml,在消解器上150℃下消解2h, 600nm波长处测吸光度 |
B |
加入0.05mol/L重铬酸钾溶液1ml、硫酸-硫酸银3ml,水样2ml,硫酸汞约0.03g,在消解器上150℃下消解2h, 440nm波长处测吸光度 |
加入0.05mol/L重铬酸钾溶液1ml、硫酸-硫酸银3ml,去离子水2ml,在消解器上150℃下消解2h, 440nm波长处测吸光度 |
C |
加入0.02mol/L重铬酸钾溶液1ml、硫酸-硫酸银3ml,去离子水2ml,硫酸汞约0.03g,在消解器上150℃下消解2h, 440nm波长处测吸光度 |
加入0.02mol/L重铬酸钾溶液1ml、硫酸-硫酸银3ml,去离子水2m,在消解器上150℃下消解2h, 440nm波长处测吸光度 |
五、实验结果:
1、标线测定结果如下:
表2 各浓度测定结果
高浓度 |
COD |
150 |
300 |
600 |
900 |
1200 |
1500 |
吸光度 |
0.059 |
0.123 |
0.239 |
0.354 |
0.482 |
0.595 |
|
低浓度1 |
COD |
50 |
75 |
100 |
125 |
150 |
|
吸光度 |
-0.171 |
-0.251 |
-0.333 |
-0.422 |
-0.499 |
||
低浓度2 |
COD |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
吸光度 |
-0.036 |
-0.066 |
-0.098 |
-0.131 |
-0.162 |