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化學(xué)需氧量(COD)的定義
日期:2025-02-04 08:50
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摘要:
化學(xué)需氧量是指在強(qiáng)酸性介質(zhì)和加熱條件下,用重鉻酸鉀作為氧化劑氧化消解水樣時(shí)所消耗氧化劑的量,以氧的mg/L來(lái)表示,測(cè)定結(jié)果包括水樣中的溶解性物質(zhì)和懸浮物。化學(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度,水中還原性物質(zhì)主要是有機(jī)物,因而也可看作是有機(jī)污染的綜合指標(biāo)。水被有機(jī)物污染是很普遍的,因此化學(xué)需氧量也作為有機(jī)物相對(duì)含量的指標(biāo)之一,但只能反映能被氧化的有機(jī)污染,不能反映吡啶、多環(huán)芳烴、二惡英類等較為穩(wěn)固的有機(jī)化合物的污染狀況。
若以CaHbOcNdPeSf泛指一般有機(jī)化合物,其氧化反應(yīng)可由下式表示:
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化學(xué)需氧量是指在強(qiáng)酸性介質(zhì)和加熱條件下,用重鉻酸鉀作為氧化劑氧化消解水樣時(shí)所消耗氧化劑的量,以氧的mg/L來(lái)表示,測(cè)定結(jié)果包括水樣中的溶解性物質(zhì)和懸浮物?;瘜W(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度,水中還原性物質(zhì)主要是有機(jī)物,因而也可看作是有機(jī)污染的綜合指標(biāo)。水被有機(jī)物污染是很普遍的,因此化學(xué)需氧量也作為有機(jī)物相對(duì)含量的指標(biāo)之一,但只能反映能被氧化的有機(jī)污染,不能反映吡啶、多環(huán)芳烴、二惡英類等較為穩(wěn)固的有機(jī)化合物的污染狀況。
若以CaHbOcNdPeSf泛指一般有機(jī)化合物,其氧化反應(yīng)可由下式表示:
CaHbOcNdPeSf + 1/2(2a+b/2+d+5/2e+2f-c)O2
aCO2+b/2H2O+dNO+e/2P2O5+fSO2 (1)
從(1)式可知,lmol的有機(jī)化合物(CaHbOcNdPeSf)在氧化反應(yīng)中要消耗 1/2(2a+b/2+d+5/2e+2f-c)mol的氧,用此法計(jì)算出的COD值稱為理論需氧量(ThOD),其單位一般用g/g(即每克有機(jī)物耗氧克數(shù))表示。在評(píng)價(jià)COD的方法時(shí)往往引入氧化率的概念,將實(shí)際測(cè)得的需氧量與理論需氧量相比而得。即:
氧化率=COD/ThOD×100%
例如:我們采用兩種方法測(cè)定濃度為50.Omg/L的甲醇溶液時(shí),采用酸性重鉻酸鉀法測(cè)得CODCr值為72.0mg/L,用酸性高錳酸鉀法測(cè)得CODMn值為20.2mg/L。
在甲醇的氧化反應(yīng)中,其ThOD應(yīng)按下式計(jì)算:
CH4O(CH3OH)+3/2 O2 CO2+2H2O (2)
l mol甲醇理論耗氧為3/2mol,即每32g甲醇理論上耗氧48g,或甲醇的ThOD為48/32=1.50g/g。對(duì)50.0mg/L的甲醇溶液,其理論耗氧為50.0mg/L×1.50mg/mg=75.0mg/L。因此,甲醇的CODcr法氧化率為72.0/75.0×100%=96.0%。甲醇的CODMn法氧化率為20.2/75.0×100%=26.9%。
由于歷史上的原因,在公式(1)中,*先將有機(jī)氮的氧化產(chǎn)物定成了NO,故這兒沿用的過(guò)去的說(shuō)法,有機(jī)氮高價(jià)態(tài)的產(chǎn)物應(yīng)該是NO2。因此,對(duì)應(yīng)于有機(jī)氮化合物就會(huì)出現(xiàn)氧化率大于100%的現(xiàn)象。根據(jù)此方法,我們可以將任何一種化合物在測(cè)定條件下的氧化率計(jì)算出來(lái),象上述的甲醇能夠溶于水,可以通過(guò)逐級(jí)稀釋予以測(cè)定。一般吸取20.0ml的水樣,可測(cè)定30-700mg/L的COD,而對(duì)于純化學(xué)物質(zhì)若按比重0.8 g/ml、氧化率90%、理論需氧量2g/g來(lái)計(jì)算的話,其COD濃度會(huì)達(dá)到:
0.8g/ml×90%×2g/g=1.44g/ml=1.44×106mg/L
對(duì)這樣的樣品就需要稀釋2000倍左右,必須逐級(jí)稀釋才行。舉個(gè)大家較為熟悉的飲品——酒為例,其主要成分是乙醇C2H5OH(俗稱酒精),以北京的56o二鍋頭酒為例子估算其COD的量值,乙醇的理論需氧量為1.99g/g,測(cè)定CODcr的氧化率為95.2%,二鍋頭酒的比重按0.85考慮,則56o二鍋頭酒的CODcr就是:
0.85g/ml×56%×95.2%×1.99g/g=0.90g/ml=9.0×105mg/L
但有些疏水性的有機(jī)化合物難溶于水(如烷烴、苯等),在水中分散不均勻,會(huì)造成分析的誤差。我們可以采用氣相色譜用的注射針頭準(zhǔn)確吸取2μL的液體樣品,直接加入20.0ml水樣中進(jìn)行COD測(cè)定,假設(shè)這些疏水性的有機(jī)化合物的密度為0.9,若仍按上述假設(shè)的參數(shù)計(jì)算的話,便可測(cè)得的COD濃度就是:
2μL×0.8mg/μL×0.9×2mg/mg/0.02L=144mg/L
這樣的COD值就完全可以落在可測(cè)范圍之內(nèi)了。