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化學(xué)需氧量測(cè)定時(shí)水中還原性物質(zhì)的干擾及消除方法

更新時(shí)間:2013-09-03      點(diǎn)擊次數(shù):3447

水中還原性物質(zhì)通常有Cl-、NO2-、Fe2+、S2-、NH3或NH4+等,這些離子的存在會(huì)影響COD化學(xué)需氧量測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。因?yàn)?,許多實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明,重鉻酸鉀在酸性介中能使水中還原性物質(zhì)的氧化率達(dá)90%~100%。因此,必須消除。
1、CI-的干擾及消除
1.1、CI-的干擾
  在眾多干擾因素中,Cl?是主要干擾因素之一,已受到分析界的關(guān)注。Cl?的干擾會(huì)導(dǎo)致催化劑濃度降低,使有機(jī)物氧化不夠*,因?yàn)锳g++Cl-=AgCl,使測(cè)定結(jié)果偏低;同時(shí)Cl-在酸性條件下可被K2Cr207氧化,6C1?+Cr2O7-+14H+=3Cl2+2Cr3|++7H20,氧化后的產(chǎn)物C12既可逸出,又可氧化水中的其它還原性離子,如Fe2+、s2-等,使C0D結(jié)果偏高。
1.2、Cl-的消除
1.2.1、HgSO4掩蔽法
  加入10倍Cl-量的HgSO4。由于Cl-與HgSO4形成既難離解而又可溶的[HgCl4]2-,可以消除Cl-的干擾。也可加入20倍Cl-量的HgSO4,效果更佳。但加入汞鹽易引起二次污染,劉冬梅利用MnSO4代替Ag2SO4做催化劑,通過(guò)化學(xué)計(jì)量法扣除Cl一相當(dāng)?shù)?a href="http://www.yzl138.cn/">化學(xué)需氧量值,測(cè)定水中化學(xué)需氧量,結(jié)果令人滿意,且解決了汞鹽的二次污染。
1.2.2、硝酸銀溶液沉淀法
  方法一:預(yù)先測(cè)定水樣中Cl量,然后加入一定量的硝酸銀,以除去Cl-干擾,因?yàn)锳g++Cl-= AgCl。此法理論上可行,但除氯效果并不十分理想。
  方法二:先在水樣中加入K202Cr7標(biāo)準(zhǔn)溶液,然后用硝酸銀溶液對(duì)水樣進(jìn)行滴定,至出現(xiàn)磚紅色沉淀為止,再按標(biāo)準(zhǔn)回流法操作,加熱回流2 h后,若溶液仍有磚紅色沉淀,再加人數(shù)滴氯化鈉至磚紅色沉淀消失為止,然后進(jìn)行化學(xué)需氧量測(cè)定,可消除Cl-的干擾。反應(yīng)原理:

   Ag++CI-=AgCl這一過(guò)程主要是消除溶液中Cl-干擾。

   2Ag++Cr2O7-=Ag2Cr207↓(磚紅)證明Cl-沉淀*。Ag2Cr2O7↓+2C1-=2 AgCl↓+Cr207-這一過(guò)程主要是釋放Cr2072-.,因?yàn)锳gCI的溶度積為1.8×10-10比Ag2Cr207的溶度積2.0×10-7小,所以這種轉(zhuǎn)化*可以實(shí)現(xiàn)。此法不僅可以消除Cl-的干擾,而且還消除汞的二次污染,結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.3、稀釋法
  可以通過(guò)稀釋樣品的方法,消除Cl-的干擾。此法適用于高COD值(COD>0 mg/L),高Cl-濃度(Cl-濃度>2×104mg/L)水樣分析。但對(duì)COD較低的水樣,如低于100 mg/L,采用此法誤差較大,應(yīng)考慮用其他方法。
1.2.4、固體硝酸銀加入法
  對(duì)于低化學(xué)需氧量值(COD<100 mg/L),高Cl-濃度(Cl-濃度>2×104mg/L)的水樣,可通過(guò)加入適量固體硝酸銀來(lái)消除Cl-的干擾。但硝酸銀加入量應(yīng)視Cl-濃度而定,加多會(huì)消耗昂貴的金屬銀,而且會(huì)與溶液中的SO42-離子結(jié)合形成AgSO4沉淀,影響滴定終點(diǎn)的觀察;加少達(dá)不到預(yù)期效果,這就要求在加入AgNO3之前首先要測(cè)定水樣中Cl-濃度,進(jìn)而確定所需要AgNO3的量。
1.2.5、吸收法
  吸收法是以吸收和測(cè)量氯的質(zhì)量為基礎(chǔ),并從COD測(cè)定值中扣除氯的質(zhì)量,從而消除Cl-對(duì)化學(xué)需氧量測(cè)定干擾的一種方法。該法要求加入適量的硫酸汞[m(HgSO4):m(Cl-)= 10:1]和適量的催化劑(硫酸銀),從回流管的上端將氧化產(chǎn)物氯氣引出,用碘化鉀溶液和蒸餾水吸收并以碘量法測(cè)定,或用吹氣泵將空氣吹入,將氯氣帶出,用多孔玻璃板吸收到水中,然后用碘量法測(cè)定,以消除氯的干擾。對(duì)于Cl-濃度較高的水樣,也可先測(cè)定Cl-濃度,再通過(guò)計(jì)算其COD加以扣除,或用標(biāo)準(zhǔn)曲線校正,此法避免了汞鹽的污染。
1.2.6、銀柱法
  銀柱法原理是利用Ag+與Cl-生成難溶化合物。該方法是以732型樹(shù)脂為載體,經(jīng)酸化后,用AgNO3溶液浸泡,其中的H+用Ag+置換,當(dāng)Cl-經(jīng)過(guò)該樹(shù)脂時(shí),便與柱中的Ag-結(jié)合生成AgCI,從而將Cl-固定,濾液以m(HgSO4):m(Cl-)= 10:1的HgSO4掩蔽Cl-,然后測(cè)定。

2、NO2-干擾的消除
  N02-干擾主要是消耗K­2Cr2O7的量,使測(cè)定結(jié)果偏高??赏ㄟ^(guò)加入H2NSO3H來(lái)消除。其原理為:H2NSO3H+HNO2=H2SO4+H2O+N2↑。每1 mgNO2-加入10mg氨基磺酸,可消除NO2-的干擾。

3、Fe2+和S2-干擾的消除
  在測(cè)定含有Fe2+,S2-等干擾離子的水樣COD時(shí),可預(yù)先測(cè)定其原始濃度,然后在假定其定量氧化的基礎(chǔ)上,通過(guò)計(jì)算從化學(xué)需氧量中扣除Fe2+,S2-所消耗氧的量。如將Fe2+氧化成Fe3+,氧化1 mg Fe2+需氧0.143mg。氧化1 mg S2-成SO42-需氧2 mg。按此方法計(jì)算溶液中Fe2+,S2-所消耗氧的量,并從所測(cè)COD值中扣除,得到實(shí)際水樣的COD值。在重鉻酸鉀氧化體系中,亞硫酸鹽,硫代硫酸鹽的氧化產(chǎn)物與S2-的氧化產(chǎn)物相同,都是硫酸鹽,二者的需氧量也可按此法計(jì)算。當(dāng)然這種方法理論上是合理的,但實(shí)際上是很難做到準(zhǔn)確。因?yàn)檫@些離子都容易被空氣所氧化。于是有人提出在測(cè)定水樣前,首先向水樣中通入空氣,使水樣中的Fe2+和S2-分別氧化成Fe3+和S沉淀除去。

4、NH3或NH4-干擾的消除
  NH3或NH4-的存在也會(huì)影響化學(xué)需氧量的測(cè)定結(jié)果。特別是當(dāng)Cl-存在時(shí),這種影響會(huì)明顯增大。實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)Cl-存在時(shí),會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):6NH3+7Cr2O72-十56H+=6NO2+14Cr3++32 H2O
  消除的方法就是除去水質(zhì)中的Cl-或采用低濃度(0.025mol/L)的重鉻酸鉀溶液測(cè)定,可以有效消除NH3或NH4-的干擾。