Language
Country/Area
No result found
Bí ẩn về nhu cầu oxy hóa học: Tại sao việc đo chất lượng nước lại quan trọng đến vậy?
Trong lĩnh vực hóa học môi trường ngày nay, nhu cầu oxy hóa học (COD) là một chỉ số quan trọng cho thấy mức tiêu thụ oxy trong dung dịch nước. Chỉ tiêu này thường được biểu thị dưới dạng miligam trên lít (mg/L) và có thể định lượng nhanh hàm lượng chất hữu cơ trong nước. Kiểm tra COD được sử dụng phổ biến nhất để định lượng các chất gây ô nhiễm có thể oxy hóa trong nước mặt (như hồ và sông) hoặc nước thải. Trong kiểm tra chất lượng nước, COD cung cấp một chỉ số giúp phân tích tác động của việc xả nước thải đến hệ thống tiếp nhận, tương tự như nhu cầu oxy sinh hóa (BOD).
Nguyên tắc xét nghiệm COD
Cơ sở của phép thử COD là hầu hết các hợp chất hữu cơ đều có thể bị oxy hóa hoàn toàn thành carbon dioxide dưới tác dụng của các chất oxy hóa mạnh. Phản ứng này thường diễn ra trong môi trường axit, đó là lý do tại sao axit sulfuric thường được thêm vào thử nghiệm. Trong môi trường axit, kali cromat được sử dụng làm tác nhân oxy hóa để thử nghiệm. Kết quả của phản ứng này là:
CnHaObNc + (n + a/4 - b/2 - 3/4c) O2 → n CO2 + (a/2 - 3/2c) H2O + c NH3
Kết quả của phản ứng hóa học này cho thấy bằng cách đo lượng oxy cần thiết, có thể gián tiếp suy ra lượng chất hữu cơ trong mẫu nước.
Quy trình đo sử dụng kali cromat
Kali cromat là hợp chất có tính oxi hóa mạnh trong môi trường axit. Khi tiến hành kiểm tra COD, axit sulfuric thường được thêm vào để đảm bảo phản ứng diễn ra trong điều kiện axit. Trong toàn bộ quá trình phản ứng, kali cromat sẽ bị khử tạo thành Cr3+ và lượng Cr3+ sinh ra là chỉ tiêu gián tiếp để đo chất hữu cơ trong mẫu nước .
CnHaObNc + d Cr2 O72- + (8d + c) H+ → n CO2 + (a + 8d - 3c)/2 H2O + c NH4+ + 2d Cr3+
Quy trình đo và phương pháp tính toán
Trong quá trình đo, phải duy trì lượng kali cromat dư thừa để đảm bảo tất cả các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa hoàn toàn. Sau khi phản ứng oxy hóa hoàn tất, sắt amoni sunfat (FAS) được sử dụng để chuẩn độ để xác định hàm lượng Cr3+ khử, từ đó tính toán chính xác hàm lượng chất hữu cơ. Công thức tính COD như sau:
COD = 8000 × (b - s)/khối lượng mẫu
Trong đó b là thể tích FAS trong mẫu trắng, s là thể tích FAS trong mẫu ban đầu và giá trị COD tính toán sẽ được biểu thị bằng mg/L.
Các chất gây nhiễu vô cơ và các quy định về môi trường
Trong các mẫu nước, nồng độ cao của các chất vô cơ có khả năng oxy hóa cũng có thể ảnh hưởng đến phép đo COD. Ví dụ, clorua có mặt khắp nơi trong nước thải và phản ứng với kali cromat, có khả năng gây ra sai số đo lường. Để giảm tác động này, có thể thêm các hóa chất như thủy ngân sunfat vào mẫu để loại bỏ sự can thiệp của clo. Nhiều quốc gia cũng đã thiết lập các quy định nghiêm ngặt về lượng COD cho phép trong nước thải để bảo vệ môi trường. Ví dụ, Thụy Sĩ yêu cầu COD của nước thải phải đạt từ 200 đến 1000 mg/L trước khi thải ra ngoài.
Sau những phân tích này, chúng tôi không thể không nghĩ: trước vấn đề tài nguyên nước ngày càng nghiêm trọng, làm thế nào để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của việc kiểm tra chất lượng nước nhằm bảo vệ môi trường sống của chúng ta?
