一種實驗室微波消解法測定cod值的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種測定COD的方法，具體涉及一種實驗室微波消解法測定COD值的方法，具體如下：1）水樣的預處理；2）進樣和加藥；3）消解；4）冷卻；5）滴定；6）計算，在強酸性溶液中，采用重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質(zhì)，在封閉(密封)狀態(tài)下進行微波消解，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨回滴。根據(jù)硫酸亞鐵銨的用量計算出水樣的COD值。既能提高實驗效率，又能保證實驗準確性，且節(jié)約了資源。
【專利說明】一種實驗室微波消解法測定COD值的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測定COD的方法，具體涉及一種實驗室微波消解法測定COD值的 方法。

【背景技術】
[0002] 目前現(xiàn)有技術測定水中化學需氧量(也稱耗氧量和C0D)的方法，一種是加入已知 量的重鉻酸鉀溶液，并在強酸介質(zhì)下以銀作催化劑，選用沸騰回流方式，以試亞鐵靈為指示 齊U，用硫酸亞鐵銨滴定水中未被還原的重鉻酸鉀換算成耗氧量的質(zhì)量濃度。另一種是試樣 中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，在強硫酸介質(zhì)中，以硫酸銀作為催化劑，經(jīng)高溫消解后，用 分光光度法測定COD值。
[0003] 在現(xiàn)有的耗氧量測定過程中，由于沸騰回流耗時較長(兩個小時)，因此測定過程 中效率較低，不適用于大量水樣檢測，且分析過程中使用大量循環(huán)水，浪費資源；雖然分光 光度法測定較為方便，但是光度法與滴定反應相比，準確性略差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足而提供一種節(jié)約資源，提高實驗效率和 保證實驗準確性的實驗室微波消解法測定COD值的方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的： 一種實驗室微波消解法測定COD值的方法，具體如下： 1) 水樣的預處理：水樣應從儀器采樣杯內(nèi)直接汲取，均質(zhì)化水樣，確保水樣具有代表 性，水樣應在6小時內(nèi)測定，或者使用2mL/L的硫酸將樣品的pH值調(diào)整至2或以下，在4°C 條件下保存，保存期最長不超過5天； 2) 進樣和加藥：移取5. OOml均質(zhì)水樣于消解罐中，在往消解罐內(nèi)添加樣液和藥劑時， 應避免接觸，防止交叉污染，加入Ig掩蔽劑硫酸汞充分搖勻，使CF與Hg 2+完全絡合，然后 依次加入5. OOmL重鉻酸鉀標準溶液、5. OOmL硫酸銀催化劑，搖勻； 3) 消解：消解開始前，消解罐的蓋、閥要擰緊，以防止消解過程中漏氣、泄壓，一次性置 入微波消解器爐腔的消解罐數(shù)量應控制在6個以內(nèi)，擺放對稱，保障消解。旋緊消解罐的密 封蓋和減壓閥，依次將消解罐均勻放入微波消解器爐腔的玻璃轉(zhuǎn)盤周邊，關好爐門，按照消 解時間公式：（n+2)分+ (ηΧΙΟ)秒，其中η為消解罐數(shù)，確定時間，開始消解時候，可在規(guī) 定消解時間的基礎上適當增加消解時間，建議不超過lmin，以便消解更為充分。消解時間不 宜過長，以免引起微波爆炸，造成安全事故； 4) 冷卻：消解完畢，打開爐門，將消解罐取出，使罐內(nèi)液體冷卻至室溫； 5) 滴定：將冷卻后的樣液完全轉(zhuǎn)移到150ml錐形瓶中，用20mL蒸餾水分三次沖洗消解 罐及蓋的內(nèi)壁，沖洗液并入錐形瓶中，加入3滴試亞鐵靈指示劑用硫酸亞鐵銨標準溶液滴 定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色至紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量； 6) 計算：按照以下公式計算水樣的COD值 CODcJmg/LMV^ - V1) XcX8X1000/V2，其中式中：Vtl--空白消耗硫酸亞鐵銨標準 溶液用量，單位為mL !V1-水樣消耗硫酸亞鐵銨標準溶液用量，單位為mL ;C-硫酸亞 鐵銨標準溶液濃度，單位為mol / L ;8--二分之一的氧的摩爾質(zhì)量，單位為g / mol ; V2--水樣體積，單位為mL。
[0006] 基于以上所述，所述的消解罐在使用前清洗干凈，陰干，保證消解罐腔、蓋、閥內(nèi)外 均無殘留。
[0007] 基于以上所述，所述的硫酸亞鐵銨必須放置至室溫后才能夠使用。
[0008] 液體轉(zhuǎn)移時，消解罐腔、蓋須用蒸餾水沖洗干凈，保證轉(zhuǎn)移完全。如有少量固體物 質(zhì)掛壁,可少量多次沖洗,沖洗總用水量應控制在40mL以內(nèi)。
[0009] 本發(fā)明具有如下的優(yōu)點： 在強酸性溶液中，采用重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質(zhì)，在封閉（密封）狀態(tài)下進行 微波消解，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨回滴。根據(jù)硫酸亞鐵銨的用 量計算出水樣的COD值。既能提高實驗效率，又能保證實驗準確性，且節(jié)約了資源。

【具體實施方式】
[0010] 下面結合具體的實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0011] 實驗概述： 本方法適用于各種類型的含COD (化學需氧量）值大于50mg/L的水樣；對未經(jīng)稀釋的 水樣的測定上限為l〇〇〇mg/L。本方法不適用于氯離子濃度大于1000mg/L (稀釋后)的含氯 水樣。
[0012] 實驗原理： 在強酸性溶液中，采用重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質(zhì)，在封閉（密封）狀態(tài)下進行 微波消解，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨回滴。根據(jù)硫酸亞鐵銨的用 量計算出水樣的COD值。
[0013] 實驗所需儀器及藥品 (一)、實驗儀器： 微波消解器(本技術指南選用的是：韶關泰宏WMj-III型，含專用微波聚四氟乙烯消解 罐6個)、50mL酸式滴定管、錐形瓶、5mL移液管(或移液槍)、洗瓶、老虎鉗(或活口扳)、耐高 溫手套。
[0014] (二)、實驗試劑： 除非另有說明，本實驗所用的試劑均為符合國家標準的分析純試劑，實驗用水均為蒸 餾水或同等純度的水(本實驗采用娃哈哈高純度反滲透水)。
[0015] 1、硫酸銀（Ag2SO4),分析純； 2、 硫酸汞（HgSO4),分析純； 3、 硫酸（H2SO4), P=L 840g/mL; 4、 硫酸銀-硫酸試劑：向IL硫酸中加入IOg硫酸銀，放置1~2天使之溶解混勻(使用前 再度搖勻）； 5、 重鉻酸鉀標準溶液：濃度為C(l/6K2Cr207)=0. 4000mol / L ; 稱取預先在120°C烘干2h的基準或優(yōu)級純重鉻酸鉀19. 600g于IOOOmL燒杯中，溶解 于大約500mL蒸餾水中，在攪拌中緩慢地加入250mL濃硫酸，冷卻后，轉(zhuǎn)移至IOOOmL容量瓶 中，用蒸餾水稀釋至標線，搖勻。
[0016] 本方法配制濃度為0. 4000mol / L的重鉻酸鉀標準溶液，用于測定COD濃度在 1000?2500mg / L的水樣（含2500mg / L以上需稀釋的水樣）。
[0017] 按上述方法分別配制濃度為0.2000mol / L，0.0500mol / L的重鉻酸鉀標準溶 液，用于測定COD濃度在50?IOOOmg / L和< 50mg / L的水樣。
[0018] 6、試亞鐵靈指示劑： 稱取I. 485g鄰菲羅啉（C12H8N2 · H2O)和0· 695g硫酸亞鐵（FeSO4 · 7H20)溶于蒸餾水 中，稀釋至IOOmL,貯于棕色試劑瓶。
[0019] 7、硫酸亞鐵銨標準溶液：C[ (NH4)2Fe (SO4)2 · 6H20] ^ 0· lmol/L 2 4 2 2 稱取39. 500g分析純硫酸亞鐵銨溶于蒸餾水中，邊攪拌邊緩慢加入20mL濃硫酸，冷卻 后移入IOOOmL容量瓶中，加蒸餾水稀釋至標線，搖勻。臨用前，必須用濃度為0. 4000mol/L 的重鉻酸鉀標準溶液標定。
[0020] 按上述方法分別配制成濃度為0· 05mol / L、0. Olmol / L的硫酸亞鐵銨標準溶 液，分別用濃度為〇.2000mol / L，0.0500mol / L的重鉻酸鉀標準溶液標定。
[0021] 標定方法： 準確吸取5. OOmL的重鉻酸鉀標準溶液置于150mL錐形瓶中，加蒸餾水稀釋至30mL左 右，緩慢加入5mL濃硫酸，混勻。冷卻后，加入3滴試亞鐵靈指示劑用硫酸亞鐵銨標準溶液 滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色至紅褐色即為終點。
[0022] 硫酸亞鐵銨標準溶液濃度的計算： C [(NH4)2Fe (SO4)2]= C(IM2Cr2O7) X 5. 00/V 式中：C [(NH4)2Fe (SO4)2]--硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度（mol / L)。
[0023] C(IM2Cr2O7)--重鉻酸鉀標準溶液的濃度（mol / L)。
[0024] V-硫酸亞鐵銨標準溶液的用量（mL)。
[0025] 9、鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液，C[C6H4(C00H) (C00K)]=2. 0824mmol/L 稱取0. 4251g基準鄰苯二甲酸氫鉀置于蒸餾水中，溶解后移入IOOOmL容量瓶定容搖 勻。該標準溶液的理論COD值為500mg / L。
[0026] 實驗步驟： 1、水樣的預處理： (1)水樣應從儀器采樣杯內(nèi)直接汲取。均質(zhì)化水樣，確保水樣具有代表性。
[0027] (2)水樣應在6小時內(nèi)測定。如不能及時測定，可使用硫酸（1L水樣約加入2mL硫 酸）將樣品的PH值調(diào)整至2或以下，在4°C條件下保存，保存期最長不超過5天。
[0028] 2、進樣和加藥：移取5. OOml均質(zhì)水樣（每批水樣在測試時，做2個空白樣）于消 解罐中，加入Ig掩蔽劑硫酸汞（確定水樣不含氯離子的可不加）充分搖勻，使CF與Hg 2+ 完全絡合（若掩蔽劑全部溶解，即cr的含量過高，補加掩蔽劑，直至掩蔽劑不溶為止），然 后依次加入5. OOmL重鉻酸鉀標準溶液、5. OOmL硫酸銀催化劑，搖勻。
[0029] 3、消解：旋緊消解罐的密封蓋和減壓閥，依次將消解罐均勻放入微波消解器爐腔 的玻璃轉(zhuǎn)盤周邊，關好爐門。按照消解時間公式：(n+2)分+(nX10)秒（η為消解罐數(shù))，確 定時間，開始消解。
[0030] 4、冷卻：消解完畢，打開爐門，將消解罐取出，使罐內(nèi)液體冷卻至室溫（如需速冷， 可堅直置入不超過2/3消解罐高度的冷水中冷卻）。
[0031] 5、滴定：將冷卻后的樣液完全轉(zhuǎn)移到150ml錐形瓶中，用20mL蒸餾水分三次沖洗 消解罐及蓋的內(nèi)壁，沖洗液并入錐形瓶中。加入3滴試亞鐵靈指示劑用硫酸亞鐵銨標準溶 液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色至紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。
[0032] 6、按照以下公式計算水樣的 COD 值：CODcr (Higzl) = (Vtl-V1) XcX8X1000/V2，其 中式中=Vtl-空白消耗硫酸亞鐵銨標準溶液用量，單位為mL J1--水樣消耗硫酸亞鐵銨 標準溶液用量，單位為mL;C--硫酸亞鐵銨標準溶液濃度，單位為mol / L ;8--二分之一 的氧的摩爾質(zhì)量，單位為g / mol ;V2--水樣體積，單位為mL。
[0033] 實驗注意事項 1、測試前，確認水樣的預處理措施。
[0034] 2、各種標準溶液必須嚴格按照本技術指南給定的方法進行配制。
[0035] 3、消解罐在使用前必須清洗干凈，陰干，保證消解罐腔、蓋、閥內(nèi)外均無殘液。
[0036] 4、在往消解罐內(nèi)添加樣液和藥劑時，應避免接觸，防止交叉污染。
[0037] 5、消解開始前，消解罐的蓋、閥要擰緊，以防止消解過程中漏氣、泄壓。
[0038] 6、一次性置入微波消解器爐腔的消解罐數(shù)量應控制在6個以內(nèi)，擺放對稱，保障 消解時各個消解罐能均勻消解。
[0039] 7、可在規(guī)定消解時間的基礎上適當增加消解時間（建議不超過lmin)，以便消解更 為充分。消解時間不宜過長，以免引起微波爆炸，造成安全事故。
[0040] 8、液體轉(zhuǎn)移時，消解罐腔、蓋須用蒸餾水沖洗干凈，保證轉(zhuǎn)移完全。如有少量固體 物質(zhì)掛壁，可少量多次沖洗，沖洗總用水量應控制在40mL以內(nèi)。
[0041] 9、實驗證明，滴定時加入3滴試亞鐵靈指示劑，滴定終點的指示效果最好。
[0042] 10、從冰箱中取出的硫酸亞鐵銨必須放置至室溫后使用，避免因熱脹冷縮引起計 量誤差。
[0043] 11、標定硫酸亞鐵銨時，待滴定的溶液須冷卻至室溫后方可標定。
[0044] 12、及時準確記錄實驗數(shù)據(jù)。
[0045] 誤差分析： 1、移液不準導致的實驗誤差 根據(jù)計算公式： CODcr= (v0 - V1) X c X 8 X IOOOA2 注：式中Vtl--空白消耗硫酸亞鐵銨標準溶液用量(mL) V1-7jC樣消耗硫酸亞鐵銨標準溶液用量(mL) c--硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度（mol/L) V2--水樣的體積 8--氧（1/2的0)的摩爾質(zhì)量 由公式可知,COD值與V成反比。如果移液管里的液體加入量過多或者過少，直接引起 V實際值或大或小，導致實驗誤差。
[0046] 2、藥品純度 根據(jù)硫酸亞鐵銨的標定公式： C [(NH4)2Fe(SO4)2I=C1Xv 1Zv2 式中：Cl--重鉻酸鉀的濃度 V1-滴定的重鉻酸鉀的體積 V2-滴定消耗的硫酸亞鐵銨的體積 實驗要求重鉻酸鉀采用基準或者優(yōu)級純級別，如純度不夠，實際濃度比計算濃度小，導 致結果偏小。
[0047] 硫酸亞鐵銨標定原始記錄：如表1所示，

【權利要求】
1. 一種實驗室微波消解法測定COD值的方法，其特征在于：具體如下： 1) 水樣的預處理：水樣應從儀器采樣杯內(nèi)直接汲取，均質(zhì)化水樣，確保水樣具有代表 性，水樣應在6小時內(nèi)測定，或者使用2mL/L的硫酸將樣品的pH值調(diào)整至2或以下，在4°C 條件下保存，保存期最長不超過5天； 2)進樣和加藥：移取5.OOml均質(zhì)水樣于消解罐中，加入Ig掩蔽劑充分搖勻，使Cr與 Hg2+完全絡合，然后依次加入5. OOmL重鉻酸鉀標準溶液、5. OOmL硫酸銀催化劑，搖勻； 3) 消解：旋緊消解罐的密封蓋和減壓閥，依次將消解罐均勻放入微波消解器爐腔的玻 璃轉(zhuǎn)盤周邊，關好爐門，按照消解時間公式：（n+2)分+ (nX10)秒，其中n為消解罐數(shù)，確 定時間，開始消解； 4) 冷卻：消解完畢，打開爐門，將消解罐取出，使罐內(nèi)液體冷卻至室溫； 5) 滴定：將冷卻后的樣液完全轉(zhuǎn)移到150ml錐形瓶中，用20mL蒸餾水分三次沖洗消解 罐及蓋的內(nèi)壁，沖洗液并入錐形瓶中，加入3滴試亞鐵靈指示劑用硫酸亞鐵銨標準溶液滴 定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色至紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量； 6)計算：按照以下公式計算水樣的COD值 CODcJmg/LMV^ - V1) XcX8X1000/V2，其中式中：Vtl--空白消耗硫酸亞鐵銨標準 溶液用量，單位為mL !V1-水樣消耗硫酸亞鐵銨標準溶液用量，單位為mL ;C-硫酸亞 鐵銨標準溶液濃度，單位為mol / L ;8--二分之一的氧的摩爾質(zhì)量，單位為g / mol ; V2--水樣體積，單位為mL。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種實驗室微波消解法測定COD值的方法，其特征在于：所 述的消解罐在使用前清洗干凈，陰干，保證消解罐腔、蓋、閥內(nèi)外均無殘留。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種實驗室微波消解法測定COD值的方法，其特征在于：所 述的硫酸亞鐵銨必須放置至室溫后才能夠使用。
【文檔編號】G01N1/44GK104316644SQ201410648763
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月15日 優(yōu)先權日:2014年11月15日
【發(fā)明者】孫世民, 李曉玥, 秦繼磊, 焦英九, 蔣松鈺, 張芳 申請人:鄭州市宇馳檢測技術有限公司