化學(xué)需氧量（通常記為COD）是衡量水質(zhì)受污染程度的主要指標(biāo)之一，高錳酸鹽指數(shù)是指在酸性或堿性介質(zhì)中，以高錳酸鉀為氧化劑，處理水樣時(shí)所消耗的氧化劑的量，主要應(yīng)用于掌握飲用水和地表水水質(zhì)。表示單位氧的毫克/升（mg/L）。

一、儀器與試劑

儀器：酸式滴定管、250ml容量瓶、250ml錐形瓶

試劑：Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.013mol/L）；KMnO4溶液（0.005mol/L）；硫酸（1：2）；硝酸銀溶液（W為10%）；蒸餾水；樣品。

1、0.05mol/LKMnO4溶液的配制

在天平上稱(chēng)取0.21克KMnO4，加入適量的蒸餾水時(shí)其溶解后，加熱煮沸并保持微沸1h，冷卻后過(guò)濾，加水稀釋至250ml，就可以標(biāo)定其濃度，或?qū)⑷芤旱谷霛崈舻臉?biāo)色試劑瓶中，用水稀釋至約250ml，搖勻，塞好，靜置7～10d后，其上層的溶液用玻璃砂心漏斗過(guò)濾，殘余溶液和沉淀則倒掉，把試劑瓶洗凈，將濾液倒回瓶?jī)?nèi)，搖勻，待標(biāo)定，（因?yàn)槭惺鄣腒MnO4常含雜質(zhì)，因此用它配制的溶液要在暗處放置數(shù)天，待KMnO4把還原性物質(zhì)充分氧化后，再除去生成的Mn（OH）2沉淀，標(biāo)定其準(zhǔn)確濃度）.

2、KMnO4溶液的標(biāo)定

精確稱(chēng)取0.05克左右預(yù)先干燥過(guò)的Na2C2O4三份，分別置于250ml錐形瓶中，各加入10ml蒸餾水和2.5ml3mol/L的H2SO4時(shí)其溶解，慢慢加熱直到有蒸氣冒出（約75～85度），趁熱用待標(biāo)定的KMnO4溶液進(jìn)行滴定，開(kāi)始滴定時(shí)，速度宜慢，在第一滴KMnO4溶液滴入后，不斷搖動(dòng)溶液，當(dāng)紫紅色褪去后，再滴入第二滴，待溶液中有Mn2+產(chǎn)生后，反應(yīng)速率加快，滴定速度也就可適當(dāng)加快，但決不可使KMnO4溶液連續(xù)流下，接近終點(diǎn)時(shí)，紫紅、色褪去很慢，應(yīng)減慢滴定速度，同時(shí)充分搖勻，以防止超過(guò)終點(diǎn)，最后滴加半滴KMnO4溶液，在搖勻后半分鐘內(nèi)仍保持微紅色不褪，表明已達(dá)到終點(diǎn)，記下終點(diǎn)讀數(shù)并計(jì)算KMnO4溶液的濃度C（KMnO44）

注：（1）KMnO4色深，液面彎月面不易看出，讀數(shù)時(shí)應(yīng)以液面的最高點(diǎn)為準(zhǔn)。

（2）若滴加過(guò)快，部分KMnO4在溶液中將按下式分解早成誤差：

4KMnO₄+2H₂SO₄=4MnO₂+2K2SO₄+2H₂O+3O₂

（3）反應(yīng)要在酸性、溫度較高和有Mn2+作催化劑的條件下進(jìn)行，當(dāng)?shù)味ㄟ^(guò)程中生成Mn2+后，反應(yīng)速率逐漸加快.

（4）因?yàn)镵MnO4溶液本身具有特殊的紫紅色，極易察覺(jué)，故用它作為滴定液時(shí)，不需要另加指示劑.

地表面水樣的采集，必須將聚乙烯瓶插入水面以下0.5m處，避開(kāi)水表面膜，并帶上聚乙烯手套，樣品應(yīng)充滿容器。采樣后立即加蓋塞緊，避免接觸空氣。

二、實(shí)驗(yàn)步驟

1、取適量水樣于250ml錐形瓶中，用蒸餾水稀釋至100ml，加硫酸（1：2）10ml，在加入w為0.10的硝酸銀溶液5ml以除去水樣中的Cl-（當(dāng)水樣Cl-濃度很小時(shí)，可以不加硝酸銀），搖勻后準(zhǔn)確加入0.005mol/L高錳酸鉀溶液0.001ml（V1），將錐形瓶置于沸水中加熱30min，氧化需氧污染物。

2、在250mL錐形瓶中加入蒸餾水100mL和1：2硫酸10mL，移入0.013mol/mL草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00mL，搖勻，在70-80度的水浴中，用0.005mol/mL高錳酸鉀溶液滴定至溶液呈微紅色，30s內(nèi)不褪色即為終點(diǎn)，記下高錳酸鉀溶液的用量V3.

3、在250mL錐形瓶中加入蒸餾水100mL和1：2硫酸10mL，，在70-80度水浴中用0.005mol/mL高錳酸鉀溶液滴定至微紅色，30s內(nèi)不褪色即為終點(diǎn)，記下高錳酸鉀溶液的用量V4。

三、數(shù)據(jù)分析

按下列式子計(jì)算化學(xué)需氧量COD（Mn）：

COD（Mn）=[（V1+V2-V4）*f-10.00]*C（NaC2O4）*16.00*1000/Vs

式中f=10.00/（V3-V4），即每毫升高錳酸鉀相當(dāng)于f ml草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，Vs為水樣體積，16.00為氧的相對(duì)原子質(zhì)量。

4、數(shù)據(jù)處理

m（Na2C2O4）=0.4185g

n（Na2C2O4）= m（Na2C2O4）/M（Na2C2O4）=0.4185/134=0.003123mol/L

c（Na2C2O4）= n（Na2C2O4）/V=0.003123/0.25=0.0125mol/L

m（KMnO4）=0.2123g

按下列式子計(jì)算COD（Mn）：

COD（Mn）=[（V1+V2-V4）*f-10.00]* c（Na2C2O4）*16.00*10.00/Vs

式中f=10.00/（V3-V4），即每毫升高錳酸鉀相當(dāng)于f ml草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，Vs為水樣體積。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：100mg/L 重點(diǎn)風(fēng)景區(qū)

二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：150mg/L 工農(nóng)業(yè)用水

三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：500mg/L 下水道污水

五、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明

1、本實(shí)驗(yàn)在加熱氧化有機(jī)污染物時(shí)，完全敞開(kāi)，如果廢水中易揮發(fā)性化合物含量較高時(shí)，應(yīng)使用回流冷凝裝置加熱，否則結(jié)果將偏低。

2、水樣中Cl-在酸性高錳酸鉀中能被氧化，使結(jié)果偏高。

3、實(shí)驗(yàn)所用的蒸餾水最好用含酸性高錳酸鉀的蒸餾水重新蒸餾所得到的二次蒸餾水。

4、廢水中有機(jī)物種類(lèi)繁多，但對(duì)于主要含烴類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)以及揮發(fā)性物質(zhì)（如乙醇、丙酮等）的生活和工業(yè)廢水，其中的有機(jī)物大多數(shù)可以氧化90%以上，像甘氨酸等有些有機(jī)物則難以氧化，因此，在實(shí)際測(cè)定中，氧化劑種類(lèi)、濃度和氧化條件等對(duì)測(cè)定結(jié)果均有影響，所以必須嚴(yán)格按規(guī)定操作步驟進(jìn)行分析，并在報(bào)告結(jié)果時(shí)注明所用的方法。

六、思考題

1. 測(cè)COD時(shí)，水樣中氯離子含量較高應(yīng)怎樣處理？

當(dāng)待測(cè)水樣中氯離子含量超過(guò)30mg/L時(shí)，應(yīng)先將0.4克硫酸加入回流錐形瓶中，再加入水樣并搖勻.

2.準(zhǔn)備測(cè)COD的水樣應(yīng)如何處理及保存？

答：（1）如廢水樣很不穩(wěn)定，則應(yīng)迅速進(jìn)行分析；（2）如廢水樣中含有易沉淀的懸浮物，應(yīng)充分混合均勻；（3）如不能及時(shí)分析，要用硫酸調(diào)到PH。