化學需氧量的測定方法及原理

主要內容1.重鉻酸鹽法測定COD2.高錳酸鹽指數法測定COD3.快速消解分光光度法測定COD4.其他方法化學需氧量含義

化學需氧量，簡稱COD,指在一定條件下，用強氧化劑處理水樣時所消耗的氧化劑的量，以氧的mg/L來表示。

化學需氧量反映了水中受還原性物質污染的程度。水中還原性物質包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等，但主要是有機物。因此，化學需氧量通常作為有機物相對含量的指標之一。COD值越高，說明水體受污染的程度越嚴重。

目前測定水中COD的經典方法是：重鉻酸鹽法（GB11914-89）；快速消解分光光度法（HJT399-2007）；高錳酸鹽指數法（GB11892-89）。下面我們將這三種方法的測定原理、適用范圍及特點作一個具體的比較。化學需氧量含義1.重鉻酸鹽法測定COD（1）測定原理：在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，并在強酸介質下以銀鹽作催化劑，經沸騰回流2h后，以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀，由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質量濃度。

（2）適用范圍：適用于工業廢水和生活污水的分析。0.25mo1/L的重鉻酸鉀溶液可測定50～700mg/L的COD值，用0.025mol/L的重鉻酸鉀溶液可測定5～50mg/L的COD值，但低于l0mg/L時測量準確度較差。1.重鉻酸鹽法測定COD（3）特點：優點：測定結果準確、重現性好，是我國水質監測規定的標準方法。。缺點：耗時長，每測定一個樣品需要回流2h；

回流設備占較大空間，批量測定有困難；

測定中消耗大量濃硫酸和硫酸銀，分析費用較高。1.重鉻酸鹽法測定COD2.高錳酸鹽指數法測定COD（1）測定原理：樣品中加入已知量的高錳酸鉀和硫酸，在沸水浴中加熱30min，高錳酸鉀將樣品中的某些有機物和無機還原性物質氧化，反應后加入過量的草酸鈉還原剩余的高錳酸鉀，再用高錳酸鉀標準溶液回滴過量的草酸鈉，通過計算得到樣品中高錳酸鹽指數。（2）適用范圍：適用于飲用水、水源水和地面水的測定，測定范圍為0.5～4.5mg/L，不適用于工業廢水中有機污染的測定。當水樣中氯離子濃度高于300mg/L，應在堿性介質中氧化測定。（3）特點：優點是分析速度快、消耗費用較低、環境污染少；缺點是在工業廢水測定中有重現性差、分析數據不可靠，使該法的應用受到一定限制。2.高錳酸鹽指數法測定COD（1）測定原理：試樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，在強硫酸介質中，以硫酸銀作為催化劑，經過高溫消解后，用分光光度法可以測定COD值。a.當試樣中COD值為100～1000mg/L時，其被還原產生的三價鉻（Cr3+)可以在600nm±20nm波長處測定吸光度，試樣中的COD值與三價鉻（Cr3+)的吸光度的增加值成正比例關系。3.快速消解分光光度法測定CODb.當試樣中COD值為15～250mg/L時，重鉻酸鉀未被還原的六價鉻（Cr6+)和被還原的三價鉻（Cr3+)可以在440nm±20nm波長處測定總吸光度，試樣中COD值與總吸光度的減少值成正比例關系。3.快速消解分光光度法測定COD（2）適用范圍：適用于地表水、地下水、生活污水和工業廢水中COD的測定。對未經稀釋的水樣，COD的測定范圍為15～1000mg/L，其氯離子濃度應≦1000mg/L。3.快速消解分光光度法測定COD（3）特點：

優點：操作簡單、測定快速、二次污染小，能耗低；

缺點：實驗過程中，受諸多因素的影響，其準確性不如重鉻酸鉀法，尤其測高氯水體時誤差較大。3.快速消解分光光度法測定COD4.其他方法

以縮短時間、降低分析費用和減少二次污染為目的，研究者提出了一系列新方法,如光度法、微波消解法、化學發光法、流動注射法等。其中，微波消解-光度法分析速度快,結果準確,經濟簡便;而流動注射技術代表未來的儀器化、自動化趨勢。COD的測定正向著自動化、微量化和儀器分析方向發展，COD在線監測儀未來應該會成為COD監測的主導趨勢。

小結1）熟悉COD測定的3種常用方法。2）掌握國標《水質

化學需氧量的測定-重鉻酸鹽法》GB11914-89相關內容和要求；3）了解COD測定技術的新進展。加熱消解-回流冷凝裝置安裝1.消解的意義及回流冷凝的作用2.加熱消解-回流冷凝裝置組成3.加熱消解-回流冷凝裝置安裝4.注意事項及思考題主要內容1.消解的意義及回流冷凝的作用（1）消解的意義化學需氧量的檢測是用一定量的強氧化劑氧化水樣中的還原性物質，根據氧化劑的消耗量，得出水樣中還原性物質的多少。然而，水中的有機物大多是高分子的，氧化率較低，需要將它們消解成小分子后才能被重鉻酸鉀充分地氧化，計算出的COD才有較高的準確度。（2）回流冷凝裝置的作用水樣在加熱消解的過程中，易產生揮發損失，為了避免反應物損耗和充分利用原料，必須設計冷凝回流裝置，使該物質通過冷凝后由氣態恢復為液態，從而回流并收集。1.消解的意義及回流冷凝的作用2.加熱消解-回流冷凝裝置組成1.冷凝管：宜選用球形冷凝管或蛇形冷凝管，反應更徹底。2.通冷凝水用膠管：必須使用橡膠管，不得使用乳膠管，因乳膠管易破損，不耐高溫和酸堿。3.電爐4.鐵架臺5.磨口錐形瓶：冷凝管與磨口錐形瓶連接，具有良好的密封性。6.石棉網：石棉網將火焰的熱量分散到容器的每個角落，加熱過程中能有效避免容器爆裂。7.鐵圈/萬用夾2.加熱消解-回流冷凝裝置組成a.回流冷凝裝置安裝順序：

按先下后上，從左往右的順序安裝，并使整個回流裝置無論從正面看還是從側面看都是端正垂直的。b.回流冷凝裝置拆卸順序：拆卸順序與安裝相反，其順序是由右至左，先上后下。拆卸時，應先關電源，后停冷凝水，再拆卸設備。（1）安裝及拆卸順序：3.加熱消解-回流冷凝裝置安裝1.將鐵架臺放置在水平桌面上，底座轉至后面。

2.擺放電爐，上面擱置石棉網，放置錐形瓶。

3.將冷凝管小心穿過鐵圈，并于錐形瓶連接好。4.上下調節鐵圈位置，宜控制在冷凝管中部偏上一些的位置，然后擰緊鐵圈旋鈕。（2）安裝步驟：

3.加熱消解-回流冷凝裝置安裝5.用橡皮管連接各冷凝管，方式為“下進上出”。球形冷凝管的下口用橡皮管連接到自來水水龍頭，冷凝管的上口所連膠管放在水槽里。若相鄰冷凝管之間的連接管過長，將其纏繞在鐵架臺上，避免觸及電爐。

6.打開水龍頭，調節流速，若水依次流經各冷凝管，最后從出水口順利流出，說明該裝置無堵塞現象。

3.加熱消解-回流冷凝裝置安裝7.一手扶冷凝管，一手輕搖錐形瓶，混勻后，打開電爐，開始加熱。

當液體沸騰后，應控制加熱，一般以上升的氣環不超過冷凝管的1/3為佳，即液體蒸氣浸潤不超過兩個球為宜，過高，蒸氣不易全部回到反應瓶中，過低，錐形瓶中的溫度不能達到較高值。

3.加熱消解-回流冷凝裝置安裝4.注意事項及思考題（1）若用金屬夾固定冷凝管，注意鐵夾不可與玻璃直接接觸，而應套上橡皮管，先用左手手指將雙鉗夾緊，再擰緊鐵夾螺絲，做到夾物不松不緊。（2）進行回流時，必須有人在現場，注意觀察反應進行是否正常，儀器有無漏氣、碎裂等現象。（1）為何不能選用直形冷凝管？加熱消解的過程中會出現什么現象？（2）冷凝管的冷卻水為何一定要從下口進上口