化學需氧量是指在強酸性介質和加熱條件下,用重鉻酸鉀作為氧化劑氧化消解水樣時所消耗氧化劑的量,以氧的mg/l來表示,測定結果包括水樣中的溶解性物質和懸浮物。化學需氧量反映了水中受還原性物質污染的程度,水中還原性物質主要是有機物,因而也可看作是有機污染的綜合指標。水被有機物污染是很普遍的,因此化學需氧量也作為有機物相對含量的指標之一,但只能反映能被氧化的有機污染,不能反映吡啶、多環(huán)芳烴、二惡英類等較為穩(wěn)固的有機化合物的污染狀況。
若以cahbocndpesf泛指一般有機化合物,其氧化反應可由下式表示:
cahbocndpesf+ 1/2(2a+b/2+d+5/2e+2f-c)o2
aco2+b/2h2o+dno+e/2p2o5+fso2 (1)
從(1)式可知,lmol的有機化合物(cahbocndpesf)在氧化反應中要消耗 1/2(2a+b/2+d+5/2e+2f-c)mol的氧,用此法計算出的cod值稱為理論需氧量(thod),其單位一般用g/g(即每克有機物耗氧克數(shù))表示。在評價cod的方法時往往引入氧化率的概念,將實際測得的需氧量與理論需氧量相比而得。即:
氧化率=cod/thod×100%
例如:我們采用兩種方法測定濃度為50.omg/l的甲醇溶液時,采用酸性重鉻酸鉀法測得codcr值為72.0mg/l,用酸性*法測得codmn值為20.2mg/l。
在甲醇的氧化反應中,其thod應按下式計算:
ch4o(ch3oh)+3/2 o2 co2+2h2o (2)
lmol甲醇理論耗氧為3/2mol,即每32g甲醇理論上耗氧48g,或甲醇的thod為48/32=1.50g/g。對50.0mg/l的甲醇溶液,其理論耗氧為50.0mg/l×1.50mg/mg=75.0mg/l。因此,甲醇的codcr法氧化率為72.0/75.0×100%=96.0%。甲醇的codmn法氧化率為20.2/75.0×100%=26.9%。
由于歷*的原因,在公式(1)中,*先將有機氮的氧化產物定成了no,故這兒沿用的過去的說法,有機氮高價態(tài)的產物應該是no2。因此,對應于有機氮化合物就會出現(xiàn)氧化率大于100%的現(xiàn)象。根據(jù)此方法,我們可以將任何一種化合物在測定條件下的氧化率計算出來,象上述的甲醇能夠溶于水,可以通過逐級稀釋予以測定。一般吸取20.0ml的水樣,可測定30-700mg/l的cod,而對于純化學物質若按比重0.8 g/ml、氧化率90%、理論需氧量2g/g來計算的話,其cod濃度會達到:
0.8g/ml×90%×2g/g=1.44g/ml=1.44×106mg/l
對這樣的樣品就需要稀釋2000倍左右,必須逐級稀釋才行。舉個大家較為熟悉的飲品——酒為例,其主要成分是乙醇c2h5oh(俗稱酒精),以北京的56o二鍋頭酒為例子估算其cod的量值,乙醇的理論需氧量為1.99g/g,測定codcr的氧化率為95.2%,二鍋頭酒的比重按0.85考慮,則56o二鍋頭酒的codcr就是:
0.85g/ml×56%×95.2%×1.99g/g=0.90g/ml=9.0×105mg/l
但有些疏水性的有機化合物難溶于水(如烷烴、苯等),在水中分散不均勻,會造成分析的誤差。我們可以采用氣相色譜用的注射針頭準確吸取2μl的液體樣品,直接加入20.0ml水樣中進行cod測定,假設這些疏水性的有機化合物的密度為0.9,若仍按上述假設的參數(shù)計算的話,便可測得的cod濃度就是:
2μl×0.8mg/μl×0.9×2mg/mg/0.02l=144mg/l
這樣的cod值就*可以落在可測范圍之內了。