海水分析化学_第五章化学耗氧量的测定.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,海水分析化学,Chemistry of Seawater Analysis,第五章 化学耗氧量的测定,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,海,水,水,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,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,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，有机物质被强氧化剂氧,化氧化，所消耗氧化剂的量，以,O,2,表示,(mg/dm,3,),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：,KMnO,4,，,K,2,Cr,2,O,7,，,KIO,3,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，,K,2,Cr,2,O,7,法。,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,5-1,简,介,K,2,Cr,2,O,7,氧化能力强，,能将大多数有机物氧化,KMnO,4,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,5-1,简,介,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,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,KMnO,4,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/dm,3,时，可以在酸,性介质中氧化,海水氯离子含量远远大于,300mg/dm,3,，不能用酸,性介质氧化,2MnO,4,2-,+16H,+,+10Cl,-,=2Mn,2+,+8H,2,O+5Cl,2,可在碱性介质中用高锰酸钾氧化,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：,MnO,4,+,2H,2,O+3e=MnO,2,+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：,MnO,2,+2KI+2H,2,SO,4,MnSO,4,+I,2,+K,2,SO,4,+2H,2,O,2KMnO,4,+10KI+8H,2,SO,4,2MnSO,4,+5I,2,+6K,2,SO,4,+8H,2,O,以淀粉为指示剂，用,Na,2,S,2,O,3,溶液滴定游离碘：,2Na,2,S,2,O,3,+I,2,Na,2,S,4,O,6,+2NaI,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,100cm,3,水样,1cm,3,25%NaOH,10.00cm,3,KMnO,4,2-3,粒玻璃珠,准确煮沸,10min,迅速冷却,0.5g KI,3cm,3,1:3 H,2,SO,4,Na,2,S,2,O,3,滴定,淀,粉,V,1,5cm,3,蒸馏水,1cm,3,1:3 H,2,SO,4,10.00cm,3,KMnO,4,Na,2,S,2,O,3,滴定,0.5g KI,100cm,3,蒸馏水,淀粉,V,2,海,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,一、碱性高锰酸钾法,3.,结果计算,COD,（,O,2,mg/dm,3,）,=,N(V,2,V,1,)81000/100,N,：,Na,2,S,2,O,3,摩尔浓度,V,2,：滴定空白体积,V,1,：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,验条件,(KMnO,4,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,S,2-,、,Fe,2+,、,NO,2-,等,),会影响测定结果,先用,Na,2,S,2,O,3,滴定还原离子，再测定,COD,，结果减去,还原离子浓度即可。,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 量 已 知 量,KMnO,4,溶,液，准确煮沸,10.0min,，氧化水样中有机物：,MnO,4-,+8H,+,+5e,Mn,2+,+4H,2,O,加入过量,Na,2,C,2,O,4,溶液，还原剩余,KMnO,4,2KMnO,4,+5Na,2,C,2,O,4,+8H,2,SO,4,MnSO,4,+K,2,SO,4,+5NaSO,4,+10CO,2,+8H,2,O,2-,以,KMnO,4,溶液滴定过量的,C,2,O,4,，计算,COD,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,100cm,3,水样于,250cm,3,锥形瓶中,(,适当稀释,),+5cm,3,1:3H,2,SO,4,，,10.00cm,3,KMnO,4,，,2-3,粒玻,璃珠,加热至沸，煮沸,10min(,准确计时,),温度略降，准确加入草酸钠标准溶液,10.00cm,3,(,此时溶液温度不能超过,75-85),KMnO,4,溶液滴定至淡粉红色，,15,秒内不消失,即为滴定终点，,V,1,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 cm,3,草酸钠标准，重新用,KMnO,4,溶液滴定至溶,液呈粉红色，,V,2,校正系数,K=10/V,2,3.,计算,COD(O,2,)mg/dm,3,=,(10,+,V,1,),K-10,0.0100,8,1000,V,V,1,:KMnO,4,滴定体积,K:KMnO,4,滴定校正系数,K=10/V,2,V:,水样体积,海,海,水,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,试剂用量，加入次序，加热时间等都必须,保持一致,用,KMnO,4,回滴，若用量超过,7cm,3,，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,海,水,水,分,分,析,析,化,化,学,学,5-3,重,铬酸钾法,一、方法原理,K,2,Cr,2,O,7,在酸性溶液中,表现出很强的氧化能力：,Cr,2,O,7,2-,+14H,+,+6e2Cr,3+,+7H,2,O,酸性水样，加入定量,K,2,Cr,2,O,7,，回流,2,小时,(,氧化还原性物,质,),，用硫酸亚铁氨滴定未反应的,Cr,2,O,72-,：,6Fe,2+,+Cr,2,O,7,2-,+14H,+,6Fe,3+,+2Cr,3+,+7H,2,O,可得,Cr,2,O,7,2-,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,Ag,2,SO,4,海,海,水,水,分,分,化,化,学,学,一、方法原理,化合物,KMnO,4,法,K,2,Cr,2,O,7,法,醋酸,8,100,苯,0,20,安息香酸,5,100,酚,70,100,甘氨酸,2,100,葡萄糖,60,100,乳糖,70,100,蔗糖,70,100,淀粉,60,90,纤维素,0,90,丙酸,10,100,K,2,Cr,2,O,7,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,Cr,2,O,72-,氧化成游离氯：,Cr,2,O,72-,+12 Cl,-,+14 H,+,2Cr,3+,+6Cl,2,+7H,2,O,水 样 中 氯 化 物 浓 度 高 于,30mg/dm,3,时，需 加 入,HgSO,4,络合 可溶性氯化汞络合物,海,海,水,水,析,析,化,化,学,学,5-3,重,铬酸钾法,二、测定方法,分,分,30cm,3,H,2,SO,4,含,Ag,2,SO,4,冷却,稀释至,150cm,3,Fe(NH,4,),2,(SO,4,),2,滴定,亚铁灵,V,1,0.4g HgSO,4,5cm,3,H,2,SO,4,10.00cm,3,K,2,Cr,2,O,7,20cm,3,水样,2-3,粒玻璃珠,2,小时,空白：,20cm,3,蒸馏水代替水样，,同样测定,K,2,Cr,2,O,7,V,2,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,（,O,2,mg/dm,3,）,=,(V,2,-V,1,)N81000/20,四、注意事项,1.COD50mg/dm,3,，用浓,K,2,Cr,2,O,7,溶液,2.,氯化物干扰,(,正误差,),，,HgSO,4,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,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,作业：碱性高锰酸钾法测定,COD,的原理及步骤？,COD,BOD,的定义,