Bài 5:
Xác định CODMn, CODCr
A. Phương pháp kali Pemanganat (CODMn)
1. Nguyên tắc:
- Dựa vào khả năng oxy hóa mạnh của KMnO4 trong môi trường axít.
- Dựa vào lượng KMnO4 cho vào mẫu nước thử ban đầu và lượng
KMnO4 còn lại sau phản ứng ta có thể xác định được lượng chất hữu cơ
có trong mẫu nước thử.
Cơ chế phản ứng:
- Trong môi trường axit MnO4- tham gia phản ứng oxy hoá các hợp chất
hữu cơ:
MnO4- + 5e + 8H+ = Mn2+ + 4H2O
- Lượng MnO4- còn dư sau phản ứng được xác định bằng dung dịch
(COOH)2
2MnO4- + 5(C2O4)2- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
2. Dụng cụ, hóa chất cần chuẩn bị:
* Dụng cụ: Bếp điện, bình tam giác 250 ml, nhiệt kế 1000C, buret 25 ml, pipet
các loại.
* Hóa chất: KMnO4 0,01N
(COOH)2 0,01N
H2SO4 1:2
3. Các bước tiến hành:
Cho vào bình tam giác dung tích 250 ml (đã rửa sạch và sấy khô) 50 ml
mẫu nước cần thử (nếu mẫu nước thử có nồng độ chất hữu cơ lớn hơn 10 mg/l thì
phải pha loãng); thêm vào 5ml H2SO4 1:2; thêm đúng 10 ml dung dịch KMnO4
0,01N (mẫu nước có màu hồng). Sau đó đun sôi 10 phút trên bếp điện, nhấc xuống
chờ cho nhiệt độ hạ xuống 80 - 900C rồi thêm vào 10 ml dung dịch (COOH)2
0,01N lắc đều cho mẫu nước mất màu (không màu) rồi dùng dung dịch KMnO4
0,01N để chuẩn độ cho đến khi mẫu nước chuyển từ không màu sang màu hồng
nhạt thì kết thúc chuẩn độ. Ghi kết quả lượng KMnO4 đã tiêu tốn: V1.
Thay mẫu nước thử bằng 50 ml nước cất để thí nghiệm một mẫu trắng. Các
bước tiến hành thí nghiệm được thực hiện tương tự như trên; lượng KMnO4 0,01N
tiêu tốn là:V2
Chú ý: Tiến hành chuẩn độ ở nhiệt độ 80-900C
4. Tính toán kết quả:
Hàm lượng COD (lượng oxy cần thiết để oxy hóa chất hữu cơ) có trong
mẫu nước được tính theo công thức sau:
1000.
8..
21
V
NVV
X
(mg/l)
Trong đó:- V1: Lượng dung dịch KMnO4 0,01N tiêu tốn để chuẩn mẫu nước
thử (ml)
- V2: Lượng dung dịch KMnO4 0,01N tiêu tốn để chuẩn mẫu nước
cất (ml)
- N: Nồng độ đương lượng của dung dịch KMnO4.
- V: Thể tích mẫu nước đem thử (ml)
- 8: Đương lượng gam của oxy (g)
B. Phương pháp Kali dicromat (CODCr)
1. Nguyên tắc:
Cho các chất hữu cơ trong mẫu nước thử tác dụng với hổn hợp axit cromic
và axit sunfuaric lúc đun sôi với chất xúc tác là Ag+. Đun mẫu nước thử với thuốc
thử trong ống sinh hàn hồi lưu và chuẩn độ lượng bicromat dư sau phản ứng với
dung dịch sắt-amoni sunfat (NH4)2 Fe(SO4)2.6H2O
Cơ chế phản ứng:
- Trong môi trường axit Cr2O72- tham gia phản ứng oxy hoá các hợp chất
hữu cơ:
Cr2O7-2 + 6e + 14H+ = 2Cr3+ + 7H2O
- Lượng Cr2O72- còn dư sau phản ứng sẽ được xác định bằng dung dịch
sắt-amoni sunfat
Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2
2. Dụng cụ, hoá chất cần chuẩn bị:
* Dụng cụ: Bếp điện, ống sinh hàn hồi lưu, bình cầu hai cổ 250ml, bình
tam giác 500ml, ống chuẩn độ 25 ml và ống hút các loại
* Hoá chất:
- Dung dịch kali bicromat 0,25N
Sấy K2Cr2O7 ở nhiệt độ 1050C trong 2 giờ. Cân chính xác 12,259g và hoà
tan trong một ít nước cất sau đó định mức thành 1000ml.
- Dung dịch Sắt-amoni sunfat 0,25N
Cân chính xác 98 g Sắt-amoni sunfat và hoà tan vào trong một ít nước cất.
Thêm 20ml H2SO4 đậm đặc sau đó định mức thành 1000ml
- Chất chỉ thị Feroin:
Cân 1,485 gam 1,10 phenanthroline monohydrat, 695mg FeSO4.7H2O
và hoà tan vào trong một ít nước cất rồi định mức thành 100ml.
- Axit sunfuaric đậm đặc (d=1,84)
- Bạc sunfat tinh thể
- Thuỷ ngân (II) tinh thể.
3. Cách tiến hành:
Lấy 50 ml mẫu nước cần thử cho vào bình cầu 2 cổ dung tích 250ml, thêm
20ml dung dịch kali dicromat 0,25N (khi lượng chất hữu cơ quá lớn phải giảm bớt
thể tích mẫu nước thử); thông qua cổ bình cầu thêm từ từ từng lượng nhỏ 30 ml
H2SO4 đậm đặc; thêm vào 1g Ag2SO4, cuối cùng cho vài viên đá bọt rồi lắp ống
sinh hàn hồi lưu, đun sôi nhẹ và giữ sôi trong 2 giờ. Làm nguội bình, tháo ống sinh
hàn và dùng 25ml nước cất rửa thành ống sinh hàn, chuyển dung dịch vào bình
tam giác dung tích 500ml và tráng bình cầu vài ba lần bằng nước cất. Sau đó thêm
nước cất vừa đủ 250ml, thêm 3-4 giọt chất chỉ thị màu feroin và dùng dung dịch
sắt-amoni sunfat 0,25N chuẩn lượng kali dicromat dư. Việc chuẩn độ kết thúc khi
dung dịch chuyển từ màu xanh mực sang đỏ nâu.
Tiến hành một thí nghiệm trắng với 50ml nước cất và tiến hành tương tự.
Nếu trong mẫu nước thử có hàm lượng Cl- cao thì cho thêm vào 1g Hg2+
4. Tính toán kết quả:
Hàm lượng COD (lượng oxy cần thiết để oxy hóa chất hữu cơ) có trong
mẫu nước được tính theo công thức sau:
1000.
8..
V
Nba
X
(mg/l)
Trong đó:
- a: Thể tích dung dịch sắt-amoni sunfat tiêu tốn dùng để chuẩn mẫu trắng
(ml)
- b: Thể tích dung dịch sắt-amoni sunfat tiêu tốn dùng để chuẩn mẫu thử
(ml)
- N: Nồng độ đương lượng của dung dịch sắt-amoni sunfat
- V: Thể tích mẫu nước đem thử (ml)
8: Đương lượng gam của oxy (g)