陕西师范大学：光电功能材料《分析化学实验》课程教学资源（PPT讲稿）实验6-水样中化学需氧量的测定（高锰酸钾法）

实验六、水样中化学需氧量的测定（高锰酸钾法）

实验六、水样中化学需氧量的测定 （高锰酸钾法） 1

第五次实验出现的问题：水的总硬度在5-10之间算为合理的

2 第五次实验出现的问题： 水的总硬度在5-10之间算为合理的

一.实验目的掌握用高锰酸钾法测定水中化学需氧量（COD）的原理和方法。水样中化学需氧量的测定（高锰酸钾法）

3 一 .实验目的 掌握用高锰酸钾法测定水中化学需氧量（COD）的原理和 方法。 水样中化学需氧量的测定（高锰酸钾法）

二.实验原理化学需氧量（COD）是在一定条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂的量：它是水中还原性物质多少的一个指标。COD越大说明水体被污染的程度越重。水样COD的测定，会因加入氧化剂的种类和浓度、反应溶液的温度、酸度和时间以及催化剂的存在与否而得到不同的结果。因此，COD是一个条件性的指标，必须严格按操作步骤进行测定。COD的测定有几种方法，对于污染较严重的水样或工业废水，一般用重铬酸钾法或库仑法，对于一般水样可以用高锰酸钾法。由于高锰酸钾法是在规定的条件下所进行的反应，所以水中有机物只能部分被氧化，并不是理论上的全部需氧量，也不能反映水体中总有机物的含量。因此，常用高锰酸盐指数这一术语作为水质的一项指标，以有别于重铬酸钾法测定的化学需氧量。高锰酸钾法分为酸性法和碱性法两种，本实验以酸性法测定水样的化学需氧量一一高锰酸盐指数，以每升多少毫克02表示。D

4 二.实验原理 化学需氧量(COD)是在一定条件下，采用一定的强氧化剂处理水 样时，所消耗的氧化剂的量；它是水中还原性物质多少的一个指 标。COD越大说明水体被污染的程度越重。 水样COD 的测定，会因加入氧化剂的种类和浓度、反应溶液的温度、酸度和时间，以 及催化剂的存在与否而得到不同的结果。因此，COD 是一个条件性的指标，必须严格 按操作步骤进行测定。COD 的测定有几种方法，对于污染较严重的水样或工业废水， 一般用重铬酸钾法或库仑法，对于一般水样可以用高锰酸钾法。由于高锰酸钾法是在 规定的条件下所进行的反应，所以水中有机物只能部分被氧化，并不是理论上的全部 需氧量，也不能反映水体中总有机物的含量。因此，常用高锰酸盐指数这一术语作为 水质的一项指标，以有别于重铬酸钾法测定的化学需氧量。高锰酸钾法分为酸性法和 碱性法两种，本实验以酸性法测定水样的化学需氧量——高锰酸盐指数，以每升多少 毫克O2表示

二.实验原理水样加入硫酸酸化后，加入一定量的KMnO溶液，并在沸水浴中加热反应一定时间。然后加入过量的NaC,O标准溶液，使之与剩余的KMnO充分作用。再用KMnO溶液回滴过量的NaC,04，通过计算求得高锰酸盐指数值反应方程式：测定：4Mn04+5C+12H+=4Mn2++5C02↑+6H20标定：2Mn04-+5C2042-+16H+=2Mn2++10C02↑+8H20MnO4与C,02-反应的注意事项：三度一点三度：反应温度：70-80℃：温度低则反应慢：温度高则HC,04分解。反应酸度：强酸性介质（硫酸介质）。若酸度过低则MnO被还原为MnO：酸度高则H,C,04分解。滴定速度：先慢后快再慢。一开始滴定速度要慢，否则MnO4会分解：4Mn04+12H+=4Mn2++5021+6H20随着反应进行，生成的Mn2+是反应的自催化剂，可催化反应速度加快，临近滴定终点，反应速度接着放慢。一点：滴定终点：滴定终点颜色出现半分钟不退色即为终点到达。5

5 二.实验原理 水样加入硫酸酸化后，加入一定量的KMnO4溶液，并在沸水浴中加热反应一定 时间。 然后加入过量的Na2C2O4 标准溶液，使之与剩余的KMnO4充分作用。 再用KMnO4溶液回滴过量的Na2C2O4，通过计算求得高锰酸盐指数值。 反应方程式： 测定： 4MnO4 -+ 5C+ 12 H+ =4Mn2++5 CO2↑+6H2O 标定： 2 MnO4 -+ 5C2O4 2-+ 16H+=2Mn2++10 CO2↑+8H2O MnO4 -与C2O4 2-反应的注意事项：三度一点 三度：反应温度：70-80℃；温度低则反应慢；温度高则H2C2O4分解。 反应酸度：强酸性介质（硫酸介质）。若酸度过低则MnO4 -被还原为 MnO2；酸度高则H2C2O4分解。 滴定速度：先慢后快再慢。一开始滴定速度要慢，否则MnO4 -会分解： 4MnO4 -+ 12 H+ =4Mn2++5 O2↑+6H2O 随着反应进行，生成的Mn2+是反应的自催化剂，可催化反应速度加快，临 近滴定终点，反应速度接着放慢。 一点：滴定终点：滴定终点颜色出现半分钟不退色即为终点到达

三，实验试剂和仪器试剂：1.0.02mol·L-1KMnO溶液（A液）2.0.002mol·L-1KMn04溶液（B液）3.1：3硫酸。4.在105-110℃烘干一小时并冷却的草酸钠基准试剂。仪器：水浴装置，锥形瓶台秤，电子天平，250mL烧杯，250mL锥形瓶，500mL烧杯，25mL移液管250mL容量瓶，洗瓶，酸碱滴定管，胶头滴管，玻璃棒，镊子，烘干箱，称量瓶，50mL小烧杯。6

6 三.实验试剂和仪器 试剂：1．0.02mol·L -1 KMnO4溶液（A液）。 2. 0.002mol·L -1 KMnO4 溶液（B液）。 3．1：3硫酸。 4. 在105-110℃烘干一小时并冷却的草酸钠基准试剂。 仪器：水浴装置，锥形瓶台秤，电子天平， 250mL烧杯，250mL锥形瓶，500mL烧杯，25mL移液管， 250mL容量瓶，洗瓶，酸碱滴定管，胶头滴管，玻璃棒，镊子， 烘干箱，称量瓶，50mL小烧杯

四.实验步骤1.配制150mL0.02mol·L-1 KMn04溶液（A液）在天平上称取0.474gKMn0于500mL烧杯中，加入约170mL水，盖上表面血加热至沸并保持微沸状态15~20min，中间可补充适量水，使溶液最后体积在150mL左右。于暗处放置7~10d后，用G4号（新牌号P16）微孔玻璃漏斗滤去溶液中MnO，等杂质，滤液贮存于有玻璃塞的棕色瓶中，摇匀后置于暗处保存贴上标签。若将溶液煮沸后在沸水浴上保持1h，冷却并过滤后即可进行标定

7 四. 实验步骤 1. 配制150mL 0.02mol·L-1 KMnO4溶液（A液） 在天平上称取0.474g KMnO4于500mL烧杯中，加入约170mL水，盖上表面皿， 加热至沸并保持微沸状态15~20min，中间可补充适量水，使溶液最后体积在 150mL左右。于暗处放置7~10d后，用G4号（新牌号P16）微孔玻璃漏斗滤去 溶液中MnO2等杂质，滤液贮存于有玻璃塞的棕色瓶中，摇匀后置于暗处保存， 贴上标签。若将溶液煮沸后在沸水浴上保持1h，冷却并过滤后即可进行标定

2.配制500mL0.002mol·L-1KMn0溶液（B液）用50mL的量筒量取50.0mLA液于500mL试剂瓶，用新煮沸且刚冷却的蒸馅水稀释、定容并摇匀，避光保存，临时配制。3.配制250mL0.005mol·L-1NazC,0标准溶液准确称量0.15~0.17gNazC,04于小烧杯中，加适量水使其完全溶解后以水定容于250mL容量瓶中。4.COD的测定用量筒量取100mL充分搅拌的水样于锥形瓶中，加入5mL1：3H，S0.溶液和几粒玻璃珠（防止溶液暴沸），由滴定管加入10.00mLKMn04B液，立即加热至沸腾。从冒出的第一个大气泡开始，煮沸10.0min（红色不应褪去）。取下锥形瓶，放置0.51min，趋热由碱式滴定管准确加入NaC0标准溶液25.00mL，充分摇匀，立即用KMnO4B液进行滴定。随着试液的红色褪去加快，滴定速度亦可稍快，滴定至试液呈微红色且0.5min不褪去即为终点，消耗体积为V1，此时试液的温度应不低于60℃。8

8 2. 配制 500mL 0.002mol·L -1 KMnO4 溶液（B液） 用50mL的量筒量取50.0mL A液于500mL试剂瓶，用新煮沸且刚冷却的蒸馏 水稀释、定容并摇匀，避光保存，临时配制。 3. 配制250mL 0.005mol·L -1 Na2C2O4标准溶液 准确称量0.15~0.17g Na2C2O4于小烧杯中，加适量水使其完全溶解后以水 定容于250mL容量瓶中。 4. COD的测定 用量筒量取100mL充分搅拌的水样于锥形瓶中，加入5mL 1:3 H2SO4溶液和几粒 玻璃珠（防止溶液暴沸），由滴定管加入10.00mL KMnO4 B液，立即加热至沸 腾。从冒出的第一个大气泡开始，煮沸10.0min（红色不应褪去）。取下锥形 瓶，放置0.5~1min，趁热由碱式滴定管准确加入Na2C2O4标准溶液25.00mL，充 分摇匀，立即用 KMnO4 B液进行滴定。随着试液的红色褪去加快，滴定速度亦 可稍快，滴定至试液呈微红色且0.5min不褪去即为终点，消耗体积为V1，此时 试液的温度应不低于60℃

5.标定B液的浓度取步骤4滴定完毕的水样，加入1：3H,S0溶液2mL，趁热（75~85℃）准确移入10.00mLNazC,0.标准溶液，摇匀。再用KMnO4B液滴定至终点，记录所用滴定剂的体积，体积记录为V2。9

9 5. 标定B液的浓度 取步骤4滴定完毕的水样，加入1:3 H2 SO4溶液2mL， 趁热（75~85℃）准确移入10.00mL Na2 C2 O4标准溶液，摇匀。 再用KMnO4 B液滴定至终点，记录所用滴定剂的体积，体积记录为V2

五，实验数据记录及处理写出有关公式，将实验数据和计算结果填入表6-1中。计算出水中化学需氧量的大小，并计算三次测定结果的相对标准偏差。对标定结果要求相对标准偏差小于0.2%，对测定结果要求相对标准偏差小于0.3%。3滴定编号2Vi(mL)V2 (mL)COD值COD平均值相对平均偏差相对标准偏差COD计算公式如下：[(10+V)(10.00/V)-20]×CNa,c,0,×16.00×1000COD(O2,mg/L)=V水棒(mL)注意事项在水浴加热完毕后，溶液仍应保持淡红色，如变浅或全部褪去，说明高锰酸钾的用量不够。此时，应将水样稀释倍数加大后再测定。10

10 五.实验数据记录及处理 写出有关公式，将实验数据和计算结果填入表6-1中。计算出水中化学需氧量的大小，并计算三次测 定结果的相对标准偏差。对标定结果要求相对标准偏差小于0.2%，对测定结果要求相对标准偏差小 于0.3%。 注意事项 在水浴加热完毕后，溶液仍应保持淡红色，如变浅或全部褪去， 说明高锰酸钾的用量不够。此时，应将水样稀释倍数加大后再测定