沉水植物对水体净化作用实验 张敏:水体净化方法

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指导老师：和树庄

姓名：张敏 [1**********] 环境科学

同组成员：赵兴文、张俐桃、李翠琳、罗剑、张若尚

沉水植物对水体净化作用实验

一、 实验目的（意义）

① 掌握滴定法的操作；

② 掌握重铬酸钾法测定水样中的CODcr;

③ 通过实验了解沉水植物对水体的净化作用； ④ 比较不同沉水植物对水体净化作用的大小；

二、 实验原理

① 化学需氧量（COD ），是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所耗氧化剂的量，以单位mg/L来表示； ② 在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在强酸介质下以银盐（硫酸-硫酸银）作催化剂，经沸腾回流后，以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的

重铬酸钾，由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度；

③ 在酸性重铬酸钾条件下，芳烃及吡啶难以被氧化，其氧化率较低。在硫酸银催化作用下，直链脂肪族化合物可有效地被氧化；

④ 污染物在水体中因沉水植物等的作用，其含量会逐步衰减；

⑤ 不同的植物，对水体中污染物的降解性有差别；

⑥ 化学需氧量[COD]能反映了出中受还原性物质污染的程度；

⑦ 水被有机物污染是很普遍的，一次化学需氧量也是作为有机物相对含量的一个指标。

三、 实验仪器及试剂

⑴ 实验仪器：

回流装置（带有24号标准磨口的250mL 锥形瓶的全玻璃回流装置。回流冷凝管长度为300～500mm 。若取样量在30mL 以上，可采用带500mL 锥形瓶的全玻璃回流装置。）、可调电炉、25ml 酸式滴定管、铁架台、吸管、洗耳球、量筒、烧杯、滴定台、蝴蝶夹、玻璃珠等。

⑵ 实验试剂：

① 硫酸银；

②硫酸(H2SO 4) ，p ＝1.84g/mL；

③硫酸银－硫酸试剂：向1L 硫酸中加入10g 硫酸银. 放置1～2天使之溶解，并混匀，使用前小心摇动； ④浓度为C(1/6K2Cr 2O 7) ＝0.250mol/L的重铬酸钾标准溶液：将12.258g 在105℃干燥2h 后的重铬酸钾溶于水中，稀释至1000mL ；

⑤浓度为C[(NH4) 2Fe(SO4) 2·6H2O]≈0.10mol/L的硫酸亚铁铵标准滴定溶液；溶解39g 硫酸亚铁铵

[(NH4) 2Fe(SO4) 2·6H2O]于水中，加入20mL 硫酸，待其溶液冷却后稀释至1000mL ；

⑥试亚铁灵指示剂溶液：称取1.458g 邻非啰啉、0.695g 硫酸亚铁溶于水中，稀释至100mL ，贮于棕色瓶内；

四、 实验步骤

（1） 水样的测定：

①取20mL 水样于锥形瓶中，再加入10.0mL 重铬酸钾标准溶液和几颗防爆沸玻璃珠，摇匀；

②将锥形瓶接到回流装置冷凝管下端，接通冷凝水。从冷凝管上端缓慢加入30mL 硫酸银－硫酸试剂，以防止低沸点有机物的逸出，不断旋动锥形瓶使之混合均匀。自溶液开始沸腾起回流两小时。

③冷却后，用20～30mL 水自冷凝管上端冲洗冷凝管后，取下锥形瓶，再用水稀释至140mL 左右。

④ 溶液冷却至室温后，加入3滴试亚铁灵指示剂溶液，用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点。记下硫酸亚铁铵标准滴定溶液的消耗毫升数。

（2）平行试验：

测定水样的同时，按相同步骤以20.0mL 蒸馏水代替水样进行平行试验，记录下空白滴定时消耗硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数。

(3)硫酸亚铁铵的标定：

每次测定前，必须用重铬酸钾标准溶液准确标定硫酸亚铁铵溶液的浓度。

取10.00mL 重铬酸钾标准溶液置于锥形瓶中，用水稀释至约100mL ，加入30mL 硫酸，混匀，冷却后，加3滴(约0.15mL) 试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵滴定溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色，即为终点。记录下硫酸亚铁铵的消耗量（ml ）。

补充：本次试验分六个周完成，每个组每个周需测一次COD.

五、实验结果

（1） 硫酸亚铁铵标准滴定溶液浓度的计算：

式中：V--滴定时消耗硫酸亚铁铵溶液的毫升数。

（2）以mg/L计的水样化学需氧量，计算公式如下：

式中：C ——硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度，mol/L；

V1——滴定空白时所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL ；

V2——滴定水样时所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL ；

V 0——水样的体积，mL 。

本小组为第五组，所做实验为空白水池水样COD 的测定，其实验结果如下：

六、 结果分析及讨论

1. 本实验共需测6次COD, 每周一次，实测五次。其中

前面3次由于重铬酸钾药品存在问题，测出的数据有误，三次实验均失败。发现问题后，第四周换重铬酸钾药品后，配制试剂，为下面实验做准备。第

五、六周用换过的重铬酸钾溶液继续实验，并得到实验结果。

2. 第一次实验时，没有将硫酸亚铁铵标准溶液稀释10

倍，导致实验误差很大，实验数据不准确；

3. 本小组的水样为空白池的水样，无沉水植物，理论

上COD 数值变化不会太大（没有沉水植物的净化作用），但第五次与第六次的COD 却相差了约35mg/L,说明实验过程存在问题。对比第五、六两次的数据可以发现第六次中标定时硫酸亚铁铵的用量与滴定空白时硫酸亚铁铵的用量相差很大，所以可以推断是第六次的实验过程存在问题。

七、 注意事项

（1） 对于COD 值小于50mg/L的水样，应采用低浓度的重铬酸钾标准溶液氧化，加热回流以后，采用低浓度的硫酸亚铁铵标准溶液回滴；

（2） 该方法对未经稀释的水样其测定上限为700mg/L，超过此限时必须经稀释后测定；

（3） 测定结果一般保留三位有效数字，对COD 值小的水样，当计算出COD 值小于10mg/L时，应表示为“COD＜10mg/L”；

(4)实验前一定要认真地清洗实验所需的仪器，这样才能减小误差；

（5）使用强酸溶液时要小心，如果不注意溅到皮肤上，先用大量清水冲洗，再送医院救治；

（6）加热过程中要记住往锥形瓶中加几颗洗干净的玻璃珠，防爆沸。