【COD的测定方法及原理】化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,简称COD)是衡量水体中有机物污染程度的重要指标之一。它表示在一定条件下,水样中可被强氧化剂氧化的有机物所消耗的氧气量。COD的测定广泛应用于环境监测、污水处理和水质评估等领域。
一、COD测定的基本原理
COD的测定通常采用重铬酸钾法(也称为标准重铬酸钾法),其基本原理是在酸性条件下,用过量的重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)将水样中的有机物氧化为二氧化碳和水,同时自身被还原为三价铬(Cr³⁺)。反应结束后,通过滴定剩余的重铬酸钾来计算水样中有机物的含量。
反应式如下:
$$
6Fe^{2+} + Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ \rightarrow 2Cr^{3+} + 6Fe^{3+} + 7H_2O $$
通过测量消耗的重铬酸钾量,可以换算出水样中有机物的含量,单位为mg/L(以O₂计)。
二、COD测定的主要方法
以下是几种常见的COD测定方法及其适用范围与特点:
方法名称 | 原理 | 优点 | 缺点 | 适用范围 |
重铬酸钾法 | 在酸性条件下,用重铬酸钾氧化有机物,滴定剩余的氧化剂 | 准确度高,适用于大多数水样 | 操作繁琐,使用强酸和有毒试剂 | 常规水质检测、实验室分析 |
快速消解法 | 使用微波或高温快速消解水样,缩短反应时间 | 操作简便,节省时间 | 精度略低于传统法 | 快速检测、现场应用 |
分光光度法 | 利用特定波长的光吸收值计算COD | 自动化程度高,适合批量处理 | 需要专用仪器,成本较高 | 工厂、污水处理厂 |
电化学法 | 通过电极测量氧化还原反应产生的电流变化 | 实时监测,操作简单 | 受干扰因素多,精度有限 | 实时在线监测 |
三、总结
COD的测定是评价水体污染程度的重要手段,其中重铬酸钾法是最经典、最常用的测定方法。随着技术的发展,快速消解法和分光光度法等新型方法逐渐被广泛应用。不同方法各有优劣,选择时应根据实际需求、设备条件和检测精度要求进行合理匹配。
在实际应用中,还需注意水样的预处理、试剂的准确配制以及实验条件的控制,以确保结果的准确性与重复性。