1、海水分析化学第五章化学耗氧量测定海水分析化学Chemistry of Seawater Analysis第五章 化学耗氧量的测定海水分析化学第五章化学耗氧量测定水 水分 分析 析化 化学 学第五章 化学耗氧量的测定5-1 简介一、有机物的来源海 海在天然水及污水中除含有悬浮物及可溶性盐之外，还含有一部分有机化合物，其来源有以下几方面：动植物腐烂分解后的产物，复杂的有机化合物。生活污水及垃圾等排放到海水中。工业污水（如燃料、石油、炼焦厂、造纸厂等）。有机物在分解时要消耗氧，有机物多，致使水体中溶解氧含量大大降低，导致水质不好，一般发生在近岸或河口附近。海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水
2、分 分析 析化 化学 学5-1 简介二、有机物的测定方法水中有机物主要有C、H、O、N组成，以及少量P、S等。化学组成非常复杂，区分测定困难，通等。化学组成非常复杂，区分测定困难，通常只测定总量。化学方法元素分析：分析测定海水中总有机碳、有机氮、有机磷等。化学耗氧量COD：用强氧化剂氧化水体中有机物，根据耗氧多少间接判断有机物多寡。生物化学分析生化需氧量（BOD）：水体中有机物，在微生物作用下，转化为无机盐过程所消耗的氧，称之生化需氧量。根据耗氧多少，间接判断有机物含量。海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学5-1 简介三、化学耗氧量定义定义：一定条件下，一升水中
3、，有机物质被强氧化剂氧化氧化，所消耗氧化剂的量，以O2表示(mg/dm3)化学耗氧量数值取决于氧化剂的种类，有机化合物的成分及实验条件、操作等：强氧化剂：KMnO4，K2Cr2O7，KIO3等，分别为高锰酸钾耗氧量，重铬酸钾耗氧量及碘酸钾耗氧量。重铬酸钾及碘酸钾氧化率高，可将水体中绝大部分有机物氧化。但方法烦琐。测定严重污染水样时，K2Cr2O7法。海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学5-1 简介K2Cr2O7氧化能力强，能将大多数有机物氧化KMnO4法不能定量氧化水体中的有机物质，仅是部分氧化。并没有完全表示出水体受有机物污染程度。快速简便，相对表示水体污染轻
4、重。注意：了解有机物含量的相对比值时，采用操作简便而重现性好的方法表示有机物总量时，必须选择强的氧化条件含有悬浮有机物水样定量时，必须选择强的氧化条件海水分析化学第五章化学耗氧量测定5-1 简介海 海水 水分 分析 析化 化学 学海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学海水分析化学第五章化学耗氧量测
5、定海 海水 水分 分析 析化 化学 学海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学5-2 高锰酸钾法化学耗氧量还取决于所用的KMnO4浓度、介质酸度、氧化温度和时间等，因此分析水样时，必须严格控制相同的实验条件，才有比较价值。水体氯离子含量：小于300 mg/dm3时，可以在酸性介质中氧化海水氯离子含量
6、远远大于300mg/dm3，不能用酸性介质氧化2MnO42-+16H+10Cl-=2Mn2+8H2O+5Cl2可在碱性介质中用高锰酸钾氧化海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学5-2 高锰酸钾法一、碱性高锰酸钾法1.方法原理一定量水样，碱性条件下，加入一定量高锰酸钾溶液，煮沸10分钟，氧化水样中有机物质：MnO4+2H2O+3e=MnO2+4OH冷却，加入硫酸及KI，还原未反应的高锰酸钾和生成的四价锰，并析出等量碘：MnO2+2KI+2H2SO4 MnSO4+I2+K2SO4+2H2O2KMnO4+10KI+8H2SO4 2MnSO4+5I2+6K2SO4+8H2
7、O以淀粉为指示剂，用Na2S2O3溶液滴定游离碘：2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水化 化学 学一、碱性高锰酸钾法分 分析 析2.测定方法100cm3水样1cm3 25%NaOH10.00cm3 KMnO42-3粒玻璃珠粒玻璃珠准确煮沸10min迅速冷却0.5g KI3cm3 1:3 H2SO4Na2S2O3滴定淀粉V15cm3蒸馏水1cm3 1:3 H2SO410.00cm3 KMnO4Na2S2O3滴定0.5g KI100cm3蒸馏水淀粉V2海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学一、碱性高锰酸钾法3.结
8、果计算COD（O2 mg/dm3）=N(V2 V1)81000/100N：Na2S2O3摩尔浓度V2：滴定空白体积 V1：滴定水样体积4.注意事项1)严格控制测定条件COD不仅取决于水样中有机物的含量，而且取决于实不仅取决于水样中有机物的含量，而且取决于实验条件(KMnO4浓度、介质酸度、氧化温度及时间等)加热必须在5-6min内沸腾。2)还原性离子(如S2-、Fe2+、NO2-等)会影响测定结果先用Na2S2O3滴定还原离子，再测定COD，结果减去还原离子浓度即可。海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学二、酸性高锰酸钾法1.方法原理酸 性 条 件 下，加 入 定
9、 量 已 知 量 KMnO4 溶液，准确煮沸10.0min，氧化水样中有机物：MnO4-+8H+5e Mn2+4H2O加入过量Na2C2O4溶液，还原剩余KMnO42KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4MnSO4+K2SO4+5NaSO4+10CO2+8H2O2-以KMnO4溶液滴定过量的C2O4 ，计算COD海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学二、酸性高锰酸钾法2.测定步骤样品测定100cm3水样于250cm3锥形瓶中(适当稀释)+5cm3 1:3H2SO4，10.00cm3 KMnO4，2-3粒玻璃珠加热至沸，煮沸10min(准确计时)温度略降，准确加
10、入草酸钠标准溶液10.00cm3(此时溶液温度不能超过此时溶液温度不能超过75-85)KMnO4溶液滴定至淡粉红色，15秒内不消失即为滴定终点，V1海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学二、酸性高锰酸钾法高锰酸钾溶液标定同一锥形瓶中，上述滴定完毕后+10.00 cm3 草酸钠标准，重新用KMnO4溶液滴定至溶液呈粉红色，V2校正系数K=10/V23.计算COD(O 2)mg/dm 3 =(10+V1)K-10 0.0100 8 1000VV1:KMnO4滴定体积K:KMnO4滴定校正系数 K=10/V2V:水样体积水样体积海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水
11、水分 分析 析化 化学 学二、酸性高锰酸钾法4.注意事项COD是在一定反应条件下的结果是在一定反应条件下的结果试剂用量，加入次序，加热时间等都必须保持一致用KMnO4回滴，若用量超过7cm3，必须重新稀释水样加热必须在5-6min内沸腾水样含有大量还原剂，校正海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学5-3 重铬酸钾法一、方法原理K2Cr2O7在酸性溶液中表现出很强的氧化能力：Cr2O72-+14H+6e2Cr3+7H2O酸性水样，加入定量K2Cr2O7，回流2小时(氧化还原性物质)，用硫酸亚铁氨滴定未反应的Cr2O72-：6Fe2+Cr2O72-+14H+6Fe3+
12、2Cr3+7H2O可得Cr2O72-与水样中还原性物质发生反应的量COD为保证水样中直链有机物被氧化，可加入催化剂Ag2SO4海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分化 化学 学一、方法原理化合物KMnO4法K2Cr2O7法醋酸8100苯020安息香酸5100酚70100甘氨酸2100葡萄糖60100乳糖70100蔗糖70100淀粉6090纤维素090丙酸10100K2Cr2O7法几乎可氧化80-100%的有机物质，但对一些芳香有机物不能完全氧化。析 析此条件下，氯化物也被Cr2O72-氧化成游离氯：Cr2O72-+12 Cl-+14 H+2Cr3+6Cl2+7H2O水 样 中 氯
13、化 物 浓 度 高 于 30mg/dm3 时，需 加 入HgSO4络合 可溶性氯化汞络合物海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水析 析化 化学 学5-3 重铬酸钾法二、测定方法分 分30cm3 H2SO4含Ag2SO4冷却稀释至150cm3Fe(NH4)2(SO4)2滴定亚铁灵V10.4g HgSO45cm3 H2SO410.00cm3 K2Cr2O720cm3水样2-3粒玻璃珠粒玻璃珠2小时小时空白：20cm3 蒸馏水代替水样，同样测定K2Cr2O7 V2海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学5-3 重铬酸钾法三、结果计算COD（O2mg/dm3）=(V2
14、-V1)N81000/20四、注意事项1.COD50mg/dm3，用浓K2Cr2O7溶液2.氯化物干扰(正误差)，HgSO4络合Cl-3.空白校正4.从回流柱顶端加硫酸5.尽可能在采样后立即测定，如不能立即分析，可加入硫酸铜、氯化汞等固定海水分析化学第五章化学耗氧量测定海 海水 水分 分析 析化 化学 学小结高锰酸钾法：只能比较不同海区有机物的相对高低，不能测定准确浓度。快速、方便碱性高锰酸钾法：酸性高锰酸钾法：重铬酸钾法：氧化效率高，可认为测得绝对量应用：海洋监测：高锰酸钾法淡水监测：重铬酸钾法+高锰酸盐指数海水分析化学第五章化学耗氧量测定海水分析化学第五章化学耗氧量测定海水分析化学第五章化学耗氧量测定
