Hiệu chuẩn phép đo COD, Chất xúc tác phản ứng và các chất gây nhiễu , cách loại trừ nhiễu.
Một cách lý thuyết Potassium Phthalate (KHP) là chất Hiệu chuẩn Test COD cũng như các xét nghiệm nhu cầu Oxy. Xét nghiệm COD dựa trên số lượng lý thuyết của oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hữu cơ thành CO2 và H2O. Chất chuẩn được sử dụng phổ biến nhất là potassium phthalate (KHP). Nhu cầu Oxy của KHP được diễn tả theo phương trình sau:
KC8H5O4 + 7.5O2 -> 8CO2 + 2H2O + KOH
Bảy và một nửa phân tử oxy tiêu thụ một phân tử KHP. Trên cơ sở tính khối lượng, lý thuyết nhu cầu oxy cho KHP là 1,175 mg O2 cho mỗi mg KHP.
Để chuẩn bị một dung dịch chuẩn COD 2000 mg / L từ KHP, nồng độ chuẩn được chia cho
nhu cầu oxy lý thuyết, dẫn đến số lượng KHP được hòa tan trong một lít nước khử ion. Các phương trình dưới đây tính toán cho dung dịch COD 2000 mg / L
Các chuẩn khác có thể được thực hiện bằng cách pha loãng tiếp . Kết quả xét nghiệm được thể hiện dưới dạng mg / L COD hoặc mg / L O2. Những diễn tả đơn vị này là tương đương.
Hiệu chuẩn dựa trên dung dịch tham khảo khác ngoài KHP
Đôi khi, các mẫu chứa một số thành phần không bị oxy hóa hoàn toàn, và kết quả thấp hơn mong đợi.Trong tình huống này, các chất chuẩn có thể được chuẩn bị từ thành phần mẫu đó. Ví dụ: Một mẫu nước thải công nghiệp có chứa acetone như thành phần chính và acetone không bị oxy hóa hoàn toàn.Để có kết quả tốt hơn trên mẫu này, đường cong hiệu chuẩn có thể được chuẩn bị bằng cách sử dụng acetone làm chuẩn tham chiếu . Đầu tiên tính toán nhu cầu oxy lý thuyết của acetone.
C3H6O + 4O2 -> 3CO2 + 3H2O
Bốn phân tử oxy tiêu thụ một phân tử acetone và, trên cơ sở khối lượng, oxy lý thuyết
nhu cầu về acetone được tính như sau:
Dung dịch COD chuẩn 1000 mg / L có thể được chuẩn bị từ acetone như sau:
Pha loãng có thể được thực hiện cho các chuẩn khác .
Lý thuyết nhu cầu oxy của các hợp chất hữu cơ có chứa Nitrogen
Hầu hết các hợp chất chứa nitơ tạo ra nitơ là amoniac sau quá trình oxy hóa. Điều này gồm hợp chất dị vòng chứa nitơ nitơ, và được phản ánh sử dụng Pyrrole trong ví dụ dưới đây:
C4H5N + 4-1/2 O2 -> 4CO2 + H2O + NH3
Bốn và một nửa phân tử oxy tiêu thụ một phân tử pyrrole. Trên cơ sở khối lượng, lý thuyết
nhu cầu oxy cho pyrrole là 2.149 mg O2 mỗi mg Pyrrole.Các hợp chất dị vòng chứa hai hoặc nhiều nguyên tử nitơ trong một phân tử cũng dễ dàng bị oxy hóa. Nói chung , một phần của nitơ được tách ra thành amoniac và một phầnđư ợc tách ra như 2 nguyên tử nitơ . Điều này được phản ánh khi sử dụng Imidazole trong ví dụ sau:
C3H4N2 + 3-1/4 O2 3 CO2 + 1/2 H2O + NH3 + N2
Ba và một phần tư phân tử oxy tiêu thụ một phân tử imidazole. Trên cơ sở khối lượng,
nhu cầu oxy lý thuyết cho imidazole là 1,506 mg O2 mỗi mg Imidazole.
Hiệu suất oxy hóa của các hợp chất hữu cơ
Hiệu suất oxy hóa đối với một hợp chất hữu cơ nhất định có thể dễ dàng xác định. Một chuẩn COD được chuẩn bị từ các hợp chất quan tâm và được thử nghiệm. Kết quả
của thử nghiệm sau đó được chia cho giá trị tiêu chuẩn và nhân với 100 để xác định phần trăm bị oxy hóa.Quy trình dichromate COD sẽ oxy hóa hầu hết các chất hữu cơ , có hiệu suất 90 - 100%. Tuy nhiên, một số các hợp chất không bị oxy hóa và các hợp chất khác chỉ là một phần bị oxy hóa, chẳng hạn như benzen, toluene và ethylamines.Ví dụ về các hợp chất chống lại quá trình oxy hóa là pyridine,dẫn xuất pyridin và methylamines.
Xúc tác
Các hợp chất aliphatic chuỗi thẳng không bị oxy hóa hiệu quả mà không có chất xúc tác. Một số kim loại có nhiều trạng thái hóa trị nói chung có hiệu quả như một chất xúc tác với dicromate. Bạc, mangan, thủy ngân, niken,sắt, coban và đồng đều có hoạt tính xúc tác .Bạc là chất xúc tác hiệu quả nhất cho nhiều hợp chất hữu cơ nhất và mangan khảo sát có hoạt tính xúc tác tương đương với bạc trên một số các hợp chất.
Hoạt tính xúc tác của bạc bị giảm đi do hình thành các halogen bạc không hòa tan, khi tồn tại các halogen. Các kết tủa này bị oxy hóa một phần, nhưng có sự mất mát đáng kể ion bạc tự do cho hoạt động xúc tác. Dùng thủy ngân tạo phức với mẫu clorua để loại bỏ clorua hoặc thông qua các kỹ thuật khác , bạc sẽ là chất xúc tác hiệu quả.
Chất xúc tác đã không tạo ra sự cải thiện đáng kể trong thuốc thử Mangan III COD và do đó tăng chi phí thuốc thử Mn III . Nồng độ bạc cao là tăng hiệu suất , nhưng vấn đề xử lý chất thải tăng lên đáng kể .
Chất gây Nhiễu
Các chất vô cơ có tính khử có thể bị oxy hóa bởi Thuốc thử COD và tạo thành nhiễu dương khi có mặt trong nước với nồng độ đáng kể.Clorua là chất nhiễu phổ biến nhất và có ảnh hưởng lớn nhất đến kết quả xét nghiệm. Diễn tả lý thuyết Oxy hóa clorua được thể hiện bằng phương trình sau:
4Cl- + O2 + 4H+ 2H2O + 2CL2
Một phân tử oxy tiêu thụ 4 phân tử ion clorua. Trên cơ sở khối lượng, nhu cầu oxy lý thuyết cho clorua là 0,226 mg O2 cho mỗi mg Cl: Một mẫu chứa 1000 mg / L clorua sẽ có nhu cầu lý thuyết oxy là 226 mg / L COD. Dung dịch Clorua nguyên chất được oxy hóa định lượng bằng thuốc thử COD không chứa chất xúc tác bạc hoặc tác nhân che clorua. Các ion bạc che một phần ion clorua thông qua sự hình thành clorua bạc không hòa tan. Điều này
dẫn đến quá trình oxy hóa bất thường của clorua và làm giảm khả năng của bạc hoạt động như một chất xúc tác. Khi chất hữu cơ và clorua đều có trong một mẫu,quá trình oxy hóa clorua cũng có thể thất thường. Đây là lý do tại sao kỹ thuật xác định nồng độ clorua bằng
một kỹ thuật riêng biệt và điều chỉnh kết quả COD không phải lúc nào cũng cung cấp kết quả chính xác.
Khi hiện diện clorua có nồng độ cao với amoniac, amin hữu cơ, hoặc chất nitơ,quá trình nhiễu là nghiêm trọng. Điều này là do một loạt các chu kỳ thay đổi từ clo sang clorua thông qua sự hình thành trung gian chloramine. Amoniac, amin hữu cơ. Các amin hữu cơ và chất nitơ là một nguồn tạo ra nitơ amoniac sau quá trình oxy hóa bởi thuốc thử COD. Biện pháp khắc phục dễ dàng nhất cho vấn đề này là loại bỏ clorua.
Mercuric sulfate là chất được sử dụng rộng rãi nhất để che sự can thiệp clorua và hiệu quả nhất khi tỷ lệ sulfat thủy ngân so với clorua là 10: 1. Ví dụ, đối với mẫu 2 mL chứa 2000 mg / L clorua (4 mg Cl-) sẽ cần 40 mg mercuric sulfate để có hiệu lực che sự can thiệp của clorua. Trong một số trường hợp,mercuric sulfate có thể không che clorua đủ tốt đển găn chặn sự kết hợp của clorua và amoniac nồng độ cao hoặc các hợp chất nitơ khác. Điều này xảy ra thường xuyên hơn trong dung dịch dichromate mạnh (thuốc thử thang cao). Một giải pháp cho vấn đề này là làm loãng mẫu đến mức có thể. Sự nhiễu thường sẽ không thấy với thuốc thử cường độ oxy hóa thấp hơn.
