Language
Country/Area
No result found
Ключ к очистке сточных вод: знаете ли вы, как измерить химическую потребность в кислороде?
В химии окружающей среды химическое потребление кислорода (ХПК) — это ориентировочное значение, используемое для указания количества кислорода, которое может быть потреблено в измеряемом растворе. Обычно он выражается как масса потребленного кислорода и объем раствора в миллиграммах на литр (мг/л). Тест на ХПК может быстро количественно определить количество органических веществ в воде. Наиболее распространенное применение — определение массы окисляемых загрязняющих веществ в поверхностных водах или сточных водах. ХПК очень полезен для оценки качества воды, давая представление о влиянии сбросов на водоприемники, аналогично биохимическому потреблению кислорода (БПК).
Принцип тестирования ХПК заключается в том, что почти все органические соединения могут быть полностью окислены до углекислого газа сильными окислителями в кислой среде.
Основной принцип определения ХПК заключается в том, что почти все органические соединения могут быть полностью окислены до углекислого газа, аммиака и воды сильными окислителями в кислой среде. Количество кислорода, необходимое для этой реакции окисления, можно найти в химической формуле. Важно отметить, что стандартные тесты на ХПК не учитывают потребность в кислороде из-за окисления аммиака до нитрата (каноническая реакция).
Наиболее часто используемым окислителем является дихромат калия. Это сильный окислитель в кислой среде, кислотность обычно достигается добавлением серной кислоты. Уравнение реакции с использованием дихромата калия показывает процесс его взаимодействия с органическими соединениями, где органическое вещество окисляется, а дихромат калия восстанавливается до трехвалентного хрома (Cr3+).
Содержание органических веществ в пробах воды косвенно оценивается путем измерения остаточного Cr3+.
Чтобы гарантировать полное окисление всех органических веществ, необходимо добавить избыток дихромата калия. После завершения процесса окисления необходимо измерить избыток дихромата калия, чтобы убедиться в получении правильного количества Cr3+. Этого можно добиться путем титрования сульфатом аммония железа (FAS) до тех пор, пока избыток окислителя полностью не восстановится. Ферроин, окислительно-восстановительный индикатор, часто добавляется в процессе титрования, и изменение цвета может помочь определить конечную точку титрования.
Методы измерения превышения
При измерении избытка избыток дихромата калия реагирует с ФАС. В ходе этого процесса индикатор ферроина меняет цвет с сине-зеленого на красно-коричневый, указывая на то, что реакция достигла конечной точки.
Приготовление индикатора ферроина
Для приготовления индикатора ферроина необходимо добавить 1,485 г моногидрата 1,10-фенантролина к 695 мг гептагидрата сульфата железа и разбавить до 100 мл дистиллированной водой.
Расчет COD
Формула расчета ХПК следующая:
COD = 8000 × (b - s) / объем образца
Где b представляет собой объем FAS в холостом образце, s представляет собой объем FAS в исходном образце, а n — концентрация FAS.
Неорганические помехи
Высокие концентрации окисляемых неорганических веществ в некоторых образцах воды могут мешать определению ХПК. Хлорид является распространенным источником помех. Чтобы устранить помехи со стороны хлорида, перед добавлением других реагентов можно добавить сульфат ртути.
Правительственные постановления
Многие правительства устанавливают строгие стандарты максимально допустимого химического потребления кислорода в сточных водах. Например, в Швейцарии сточные воды или промышленные воды должны соответствовать максимальному потреблению кислорода в пределах от 200 до 1000 мг/л, прежде чем их можно будет вернуть в окружающую среду. Историческая справка
В течение многих лет сильный окислитель перманганат калия использовался для измерения химической потребности в кислороде, но его способность окислять органические соединения сильно различается, поэтому во многих случаях измеренное БПК часто превышает ХПК. Результаты измерений. По мере углубления исследований было обнаружено, что различные окислители, такие как дихромат калия, более эффективны и экономичны, чем перманганат калия, и поэтому широко используются при определении ХПК.
Столкнувшись со все более серьезным загрязнением воды, как инструменты для измерения химической потребности в кислороде могут помочь нам улучшить качество воды и защитить будущее экологической среды?
