实验8水样中化学耗氧量的测定(讲稿).doc

化 学 化 工 与 环 境 工 程 学 院 讲 稿 专 用 纸实验八 水样中化学耗氧量的测定一、实验目的1、掌握KMnO4法测定水样中化学耗氧量的原理和方法。2、掌握KMnO4标准溶液的配制及标定方法。3、正确计算测定结果。二、实验原理化学耗氧量（COD）是量度水体受还原性物质（主要是有机物）污染程度的综合性指标。它是指水体中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量，换算成氧的含量（以mgL-1计）。测定时，在水样中加入H2SO4及一定过量的KMnO4溶液，置于沸水浴加热，使其中的还原性物质氧化，剩余的KMnO4用一定量过量的Na2C2O4还原，再以KMnO4标准溶液返滴Na2C2O4的过量部分。由于Cl-对此法有干扰，因而本法仅适用于地表水、地下水、饮用水和生活污水中COD的测定，含Cl-较高的工业废水则应采用K2Cr2O7法测定。反应的方程式为4MnO4- + 5C + 12H+ = 4Mn2+ + 5CO2 + 6H2O2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O据此，测定结果的计算式为 （O2 mg/L）式中：V1为第一次加入KMnO4溶液体积，V2为第二次加入KMnO4溶液的体积。市售的KMnO4试剂常含有少量MnO2和其他杂质，蒸馏水中含有少量有机物质，它们能使KMnO4还原为MnO(OH)2，而MnO(OH)2又能促进KMnO4的自身分解，见光时分解更快：4MnO4- + 2H2O = 4MnO2 + 3O2+ 4OH-因此，KMnO4标准溶液采用间接法配制，储存于棕色瓶中，定期进行标定。标定KMnO4标准溶液的基准物质有As2O3、铁丝、H2C2O42H2O和Na2C2O4等，其中以Na2C2O4最常用。Na2C2O4易提纯，不易吸湿，性质稳定。Na2C2O4在105110烘干约2h后冷却，就可以使用。滴定时利用MnO4-本身的紫红色指示终点，称为自身指示剂。三、仪器与试剂1、仪器：50mL酸式滴定管1支；250mL锥形瓶3个；100mL量筒1个；10mL量杯1个；100mL烧杯1个；250mL容量瓶1个；25、50 mL移液管各1支。2、试剂：KMnO4标准溶液（待标定）；3molL-1H2SO4溶液；1molL-1 MnSO4溶液；待测水样；基准Na2C2O4（s）。四、实验内容1、0.01 molL-1 KMnO4标准溶液的配制（由实验员配制） 用台秤称取0.6 g KMnO4固体于400500 mL烧杯中，用量筒加入350 mL蒸馏水溶解，混匀。2、KMnO4标准溶液的标定准确称取基准物质Na2C2O4（固体）0.851.0g于小烧杯中，加水溶解（注：80mL左右，微微加热，加快溶解速度），转移到250mL容量瓶中，定容至刻度并摇匀。用25mL移液管移取Na2C2O4溶液于250mL锥形瓶中，加入10mL 3molL-1H2SO4溶液，加热至7585（注：即开始冒蒸气时的温度），加入23滴MnSO4溶液（注：催化剂），趁热用KMnO4标准溶液进行滴定至溶液呈微红色，半分钟不褪色即为终点。 3、水样中化学耗氧量的测定用25mL移液管移取待测水样溶液于250mL锥形瓶中，加入5mL 3molL-1H2SO4溶液，再准确加入KMnO4标准溶液10.00mL，立即加热至沸（若此时红色褪去，说明水样中有机物含量较多，应补加适量KMnO4溶液至试样溶液呈现稳定的红色）。从冒第一个大泡开始计时，用小火煮沸5min，取下锥形瓶，趁热加入25.00mL Na2C2O4标准溶液，摇匀（此时溶液应当由红色转为无色）。用KMnO4标准溶液滴定至稳定的淡红色即为终点。平行测定三次。五、问题讨论1、配制KMnO4标准溶液时，为什么要将KMnO4溶液煮沸一定时间并放置数天？配制好的KMnO4溶液为什么要过滤后才能保存？过滤时是否可以用滤纸？2、配制好的KMnO4溶液为什么要盛放在棕色瓶中保存？如果没有棕色瓶怎么办？3、KMnO4溶液为什么要放在酸式滴定管中？4、用Na2C2O4标定KMnO4时，为什么必须在 H2SO4介质中进行？酸度过高或过低有何影响？可以用HCl或HNO3调节酸度吗？为什么要加热到至7585？过高或过低有何影响？5、标定KMnO4溶液时，为什么第一滴KMnO4加入后溶液的红色褪去很慢，而以后红色褪去越来越快？6、盛放KMnO4溶液的烧杯或锥形瓶等容器放置较久后，其壁上常有棕色沉淀物，是什么？此棕色沉淀物用通常方法不容易洗净，应怎样洗涤才能除去？7、当水样中Cl-含量高时，能否用该法测定？为什么？8、测定水中COD意义何在？有哪些方法可以测定COD？六、实验数据记录与处理1、KMnO4标准溶液浓度的标定倾出Na2C2O4的质量 m（g）KMnO4溶液的终读数（mL） 初读数（mL） 用 量（mL）平 均 值（ molL-1） 相对平均偏差（%）2、水样中化学耗氧量的测定移取水样的体积（mL）25.00第一次加入KMnO4溶液的体积V1（mL）10.00加入 Na2C2O4溶液的体积V（mL）25.00第二次加入KMnO4溶液体积 V2终读数（mL） 初读数（mL） 用 量（mL）（mgL-1）平 均 值（mgL-1） 相对平均偏差（%）预 试1、KMnO4标准溶液浓度的标定倾出Na2C2O4的质量 m（g）0.8778KMnO4溶液的终读数（mL） 初读数（mL） 用 量（mL）24.300.0024.3024.300.0024.3024.400.0024.400.010780.010780.01074平 均 值（ molL-1）0.01077 相对平均偏差（%）0.15注：本次标定实验条件易控制，结果准确度特别高。移取水样的体积（mL）25.00第一次加入KMnO4溶液的体积V1（mL）10.00加入 Na2C2O4溶液的体积V（mL）25.00第二次加入KMnO4溶液体积 V2终读数（mL） 初读数（mL） 用 量（mL）22.500.0022.5022.500.0022.5022.400.0022.40（mgL-1）70.6670.6669.79平 均 值（mgL-1）70.37 相对平均偏差（%）0.42、水样中化学耗氧量的测定注：（1）测定化学耗氧量时，加入高锰酸钾一加热就变成棕色，再多加硫酸依然如故。说明高锰酸钾与有机物反应生成的不是二价锰，而是四价锰。（2）今年的待测水样由H2O2水样