化学需氧量(COD)是衡量水体中有机物污染程度的关键指标。在标准回流滴定法的测定过程中,操作人员有时会遇到反应液或滴定前后出现白色混浊或沉淀的现象,这通常意味着实验出现了异常。这种白色混浊会干扰终点的判断,导致结果偏高或偏低,严重影响数据的准确性。本文将系统性地分析导致白色混浊的常见原因,并提供相应的预防和解决措施。
一、 主要原因分析
导致白色混浊的原因主要来自水样本身、试剂、操作流程以及干扰物质等多个方面。
1. 氯离子干扰——最常见的原因
这是导致白色混浊的首要元凶。在酸性重铬酸钾氧化体系中,氯离子会被部分氧化生成氯气,而硫酸银作为催化剂加入后,会与氯离子反应生成氯化银。氯化银是一种白色乳状沉淀或絮状混浊。在加热回流过程中或冷却后,大量白色沉淀析出,使整个溶液变得不透明。大量的AgCl沉淀会包裹部分有机物,阻止其被充分氧化,导致COD测定结果偏低。同时,严重的混浊会影响滴定终点的观察。
2. 硫酸银添加不当或变质
添加过早:配制硫酸-硫酸银试剂时,如果直接将硫酸银粉末加入冷的浓硫酸中,硫酸银可能因溶解不完全而形成微小的白色悬浮颗粒。
试剂变质:硫酸银试剂存放时间过长或保存不当,可能吸潮或发生质变,导致其在硫酸中溶解性变差,加入水样后形成白色混浊。
3. 水样中的其他干扰离子
除了氯离子,水样中可能存在的其他离子也会形成白色沉淀。
亚硝酸根离子:在强酸性条件下,亚硝酸根会与硫酸银反应生成微溶性的硫酸亚银,呈现白色。不过,在标准方法中,通常通过加入氨基磺酸来消除亚硝酸盐的干扰。
钙、镁、钡等金属阳离子:如果水样硬度很高,在加入浓硫酸后,可能生成硫酸钙、硫酸镁等微溶或结晶析出物,呈现白色。特别是在冷却后,溶解度下降,更容易出现。
4. 水样本身的性质
高悬浮物或胶体物质:某些工业废水或生活污水含有大量的悬浮物、油脂或胶体物质。在加入浓硫酸后,这些物质可能发生变性、凝聚或破乳,形成白色的悬浮颗粒或乳浊液。
含有硫化物:水样中的硫化物在酸性条件下会生成硫化氢,并可能与银离子反应生成黑色的硫化银。但在特定条件下,也可能与其他物质形成浅色沉淀。
5. 操作或试剂污染
实验所用的器皿清洗不彻底,残留有洗涤剂或其他化学物质,也可能引入形成白色沉淀的成分。
二、 解决方案与预防措施
1. 应对氯离子干扰
这是解决问题的核心。加入硫酸汞进行掩蔽是标准方法。在回流前,向水样中加入适量的硫酸汞。汞离子能与氯离子形成稳定且可溶的络合物,从而优先与氯离子结合,阻止其与银离子反应生成AgCl沉淀。硫酸汞是剧毒物质,使用时需谨慎,并按规定处理含汞废液。
控制水样稀释倍数:对于氯离子浓度较高的水样,在加入硫酸汞掩蔽的同时,可以适当稀释水样,将氯离子浓度降低至方法适用范围内。但需注意稀释可能带来的误差,并记录稀释倍数。
使用专用氯离子校正曲线:对于氯离子浓度远高于COD值的水样,可能需要建立专门的校正曲线或采用其他COD测定方法。
2. 确保试剂正确配制与使用
硫酸银试剂:务必在不断搅拌下,将硫酸银缓慢加入到热的浓硫酸中,并持续加热直至完全溶解,冷却后备用。确保配制出的硫酸-硫酸银试剂是清澈透明的。
试剂保存:试剂应密封保存,避免吸潮和光照。
3. 消除其他离子干扰
亚硝酸盐:严格按照标准方法,在回流前加入0.05g氨基磺酸,以消除其干扰。
高硬度水样:对于钙、镁离子含量高的水样,可尝试对原水样进行适度稀释,或通过离心、过滤去除沉淀后再进行COD测定。
4. 处理特殊水样
高悬浮物/胶体水样:对于均质性差的水样,应充分摇匀后取样。必要时,可以通过均质化处理或报告时注明水样状态。对于可能破乳形成沉淀的水样,需评估其对COD测定结果的影响。
器皿清洁:所有实验器皿必须用酸浸泡并用水彻底冲洗干净,确保无污染物残留,再进行COD测定。


