COD化学需氧量测定标准操作流程

COD化学需氧量测定标准操作流程引言化学需氧量（COD）作为衡量水体中有机物污染程度的关键指标之一，其准确测定对于水环境监测、污染治理效果评估以及水质管理决策具有至关重要的意义。本文旨在阐述采用重铬酸钾法（经典回流法）测定COD的标准操作流程，该方法因其较高的氧化率和稳定性，被广泛应用于各类水样的分析。操作者在整个实验过程中应严格遵守操作规程，确保数据的准确性、精密性和实验的安全性。一、方法原理在强酸性溶液中，加入一定量的重铬酸钾作为氧化剂，在催化剂（通常为硫酸银）存在的条件下，于特定温度下加热回流一定时间，使水样中的还原性物质（主要是有机物）被氧化分解。过量的重铬酸钾以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾量计算水样的化学需氧量，以氧的质量浓度表示。二、实验准备与试剂配制（一）主要仪器设备1.回流装置：带有球形冷凝管的磨口锥形瓶（容量通常为数百毫升级别）。2.加热装置：可调温电热板或变阻电炉，能够提供稳定且均匀的加热，确保回流平稳进行。3.滴定管：酸式滴定管，容量为数十毫升，用于精确滴定。4.移液管：多种规格，用于准确移取水样、试剂。5.容量瓶：用于配制标准溶液及稀释水样。6.分析天平：用于准确称量固体试剂。7.烧杯、玻璃棒、洗瓶等常规玻璃器皿。8.通风橱：所有涉及强酸和有毒试剂的操作均应在此进行。（二）主要试剂及其配制注：以下试剂配制过程中，涉及的具体浓度和用量需参照国家标准方法进行，此处仅描述操作要点和注意事项。所有试剂均应为分析纯或以上级别，实验用水为符合要求的纯水。1.重铬酸钾标准溶液：*基准溶液：准确称取在特定温度下烘干至恒重的重铬酸钾基准试剂，溶于纯水后，移入容量瓶中定容，摇匀。此溶液浓度较高，用于标定硫酸亚铁铵标准溶液。*消解用溶液：可由基准溶液稀释而成，或直接配制。其浓度应根据预计水样的COD值范围进行选择。2.硫酸亚铁铵标准溶液：*称取一定量的硫酸亚铁铵溶于适量纯水中，加入浓硫酸（注意：应缓慢加入并不断搅拌，防止局部过热），冷却后用纯水定容。*此溶液浓度不稳定，易受空气氧化，使用前需用重铬酸钾基准溶液进行标定。3.试亚铁灵指示剂：*称取一定量的邻菲啰啉和硫酸亚铁（或硫酸亚铁铵），溶于纯水中，稀释至一定体积，储于棕色瓶中。4.硫酸-硫酸银溶液：*在浓硫酸中加入一定量的硫酸银（按比例加入，如每升硫酸中加入数克硫酸银），放置数天并不时摇动，使其溶解。硫酸银作为催化剂，可加速直链脂肪族化合物的氧化。5.硫酸汞溶液：*称取一定量的硫酸汞，溶于10%的硫酸溶液中，用于消除水样中氯离子的干扰。（三）样品准备1.水样采集与保存：按照相关标准方法进行水样的采集，采集后应尽快分析。若不能及时分析，需加入硫酸调节水样pH至酸性（通常pH小于2），并在低温下保存，但保存时间不宜过长。2.水样预处理：*对于浑浊或含有悬浮物的水样，应根据情况判断是否需要过滤。若悬浮物为可生物降解的有机物，则不应过滤。*对于高浓度COD的水样（如超过所用方法测定上限），需用纯水进行适当稀释，使其COD值落在测定范围内。稀释倍数应根据经验或预实验结果确定。*对于含氯离子浓度较高的水样，需在消解前加入适量的硫酸汞溶液，使硫酸汞与氯离子的比例达到一定值（如10:1），以有效掩蔽氯离子的干扰。三、标准操作步骤（一）消解前准备1.检查仪器：确保回流装置各部件连接紧密，冷凝管通畅，加热装置工作正常。2.移取样品：用移液管准确移取适量体积的均匀水样（或经稀释的水样）置于回流锥形瓶中。若进行了稀释，需记录稀释倍数。3.加入试剂：*依次向锥形瓶中加入硫酸汞溶液（根据氯离子含量确定是否需要及加入量），摇匀。*准确加入一定体积的重铬酸钾标准溶液（消解用），摇匀。*缓慢加入适量的硫酸-硫酸银溶液（注意沿瓶壁缓慢加入，或通过小漏斗加入，避免飞溅），轻轻摇匀，使溶液混合均匀。4.连接回流装置：在锥形瓶上连接球形冷凝管，确保接口严密。（二）加热回流1.开启冷凝水，确保水流均匀、充足。2.将锥形瓶置于加热装置上，开始加热。控制加热强度，使溶液在沸腾状态下平稳回流。3.从溶液开始沸腾计时，回流一定时间（通常为2小时，具体时间参照标准方法）。在回流过程中，应注意观察冷凝管内壁，确保无液滴残留，必要时可适当调节冷凝水流量或用少量纯水冲洗冷凝管内壁。（三）冷却与滴定1.回流结束后，先关闭加热装置，待溶液稍冷后，用少量纯水冲洗冷凝管内壁，使冲洗液流入锥形瓶中。2.取下锥形瓶，待其冷却至室温。3.向锥形瓶中加入数滴试亚铁灵指示剂，摇匀。4.用硫酸亚铁铵标准溶液滴定锥形瓶中的溶液，直至溶液颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为滴定终点。记录消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积。（四）空白实验1.同时进行空白实验，即用与水样相同体积的纯水代替水样，按照与水样完全相同的步骤（包括加入各种试剂、回流、冷却、滴定）进行操作。2.记录空白实验消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积。四、数据记录与结果计算（一）数据记录准确记录以下数据：*水样体积（V1，单位：mL）*空白实验消耗硫酸亚铁铵标准溶液体积（V0，单位：mL）*水样实验消耗硫酸亚铁铵标准溶液体积（V2，单位：mL）*硫酸亚铁铵标准溶液的浓度（C，单位：mol/L）*稀释倍数（f，若水样经过稀释）（二）结果计算CODcr（以O₂计，mg/L）的计算公式如下：CODcr=[(V0-V2)×C×8×1000]/V1×f式中：*8为氧（1/2O）的摩尔质量（g/mol）；*1000为将g转换为mg的换算系数。计算结果应根据所用方法的精度要求，保留适当的有效数字位数。五、注意事项与安全规范1.安全第一：*实验过程中涉及强酸（硫酸）、强氧化剂（重铬酸钾），操作时必须佩戴耐酸碱手套、护目镜、实验服，在通风橱内进行。*浓硫酸具有强腐蚀性，稀释或混合时应将酸缓慢加入水中，并不断搅拌，严禁将水加入浓硫酸中。*重铬酸钾为有毒物质，应避免接触皮肤和误食。硫酸汞为剧毒物质，使用时务必小心，避免洒落，废液需单独收集处理。*加热回流时，锥形瓶内溶液体积不宜过多，以防暴沸冲出。加热过程中不得离开岗位，防止意外发生。2.操作规范：*移液管、滴定管等精密仪器的使用应严格按照操作规程进行，确保量取体积的准确性。*滴定终点的判断应统一标准，建议由同一人操作或进行必要的比对，以减少主观误差。*每批样品测定时，必须同时做空白实验，以消除试剂和纯水带来的误差。*对于平行样品，应严格控制实验条件的一致性，以保证结果的精密度。3.试剂管理：*所有试剂应贴有清晰标签，注明名称、浓度、配制日期和配制人。*标准溶液应定期标定，尤其是硫酸亚铁铵溶液，建议每次使用前标定。*易变质或见光易分解的试剂（如试亚铁灵指示剂）应储于棕色瓶中，并避光保存。4.废液处理：实验产生的废液（如滴定后的废液、剩余试剂等）含有重金属和强酸，应分类收集，按照实验室废液处理规定进行妥善处理，不得随意排放。六、结果报告与质量控制1.测定结果应如实填写在实验报告中，包括样品编号、采样日期、测定日期、所用方法、主要仪器型号、空白值、平行样结果、平均值、相对标准偏差（若为平行样）等信息。2.质量控制措施：*定期使用标准样品进行准确度验证。*对同一样品进行平行测定，控制相对偏差在允许范围内。*定期检查和维护仪器设备，确保其处于良好工作状态。*操作人员应经过培训，熟悉操作规程。七、结语化学需氧量（COD）的测定是水环境监测中的常规且重要的项目。重铬酸钾法作为