تداخل ها :
اگر قبل از بسته شدن درب ويال محتويات آنرا بهم بزنيم ، مواد آلي فرار مي توانند از سطح محلول خارج شده و خطاي منفي ايجاد نمايد. يون كلريد هم توسط دي كرومات در محلول اسيدي غليظ ،اكسيد شود. چون در اين تست اندازه گيري كلريد منظور نمي باشد ، لذا تا 1000 ميلي گرم بر ليتر از يون كلريد بوسيله كمپلكس محلولي كه با سولفات جيوه تشكيل مي دهد ، مي تواند حذف شود و تداخل ايجاد نمي كند در غير اينصورت مي بايست نمونه را رقيق كرد.
4 Cl - +O2 +4 H +→ 2 Cl2 + 2 H2O
6 Cl - + Cr2O72- +14 H +→ 3 Cl2 + 2d Cr3+ + 2 H2O
با توجه به روابط بالا مي توان نتيجه گرفت كه هر ميلي گرم يون كلريد مي تواند خطاي مثبتي معادل 0.226 ميلي گرم COD حاصل نمايد.
يونهاي معدني اكسيد شونده مانند فروس ، نيتريت ، سولفيت و سولفيدها نيز در اين مرحله اكسيد شده و بعنوان COD گزارش مي شوند.
S 2- + 2 O2 → SO4 2-
NO2 - + ½ O2 → NO3 –
از محيط خارج كند.N2 سولفاميك اسيد مي تواند نيتريت را بصورت گاز
تداخل هاي طيف سنجي ناشي از كدورت نمك هاي ته نشين شده ، خراشيدگي و لكه هاي موجود بر سطح ويال ميتواند جزو منابع خطا باشند.براي مواقعي كه يون كلريد در نمونه زياد باشد مي بايست طبق جدول زير عمل نماييم :
نوع ويال استفاده شده
ماكزيمم يون كلريد در نمونه
mg/l
يون كلريد پس از رقيق كردن
mg/l
ماكزيمم يون كلريد وقتي كه 0.5 گرم سولفات جيوه اضافه شود
mg/l
Low range
3-150 mg/l
2000
1000
8000
High range
20-1500 mg/l
2000
1000
4000
High range plus
200-15000 mg/l
20000
10000
40000
هر ويال شامل مركوريك سولفات مي باشد كه مي تواند مقدار يون كلريد مشخص شده در ستون دوم را حذف نموده از تداخل آن جلوگيري نمايد.اگر مقدار كلريد در نمونه بيشتر باشد بايد عمل رقيق سازي را انجام دهيم تا مقدار يون كلريد به ميزان پيشنهاد شده در ستون سوم برسد.اگر مقدارCOD آنقدر پايين باشد كه رقيق كردن بيش از حد نمونه باعث ايجاد خطا شود ،ابتدا 0.5 گرم مركوريك سولفات به ويال اضافه كرده كه مي تواند تا مقدار مشخص شده در ستون چهارم از تداخل يون كلريد جلوگيري نمايد.
وسايل و دستگاه :
اسپكتروفتومتر
رآكتور:كه مي تواند يك دماي 150 درجه سانتيگراد را در اختيار ما بگذارد.
ويال يا سل 10 ميلي ليتري كه از جنس بورو سيليكاتها مي باشد.
مواد و واكنشگرها :
محلول سولفات نقره : 22 گرم از سولفات نقره (Ag2SO4) را در 4.09 كيلوگرم اسيد سولفوريك غليظ حل نماييد.
محلول پتاسيم دي كرومات :
محدوده بالا : 10.216 گرم پتاسيم دي كرومات (K2Cr2O7) كه قبلاً بمدت 2 ساعت در دماي 103 درجه سانتيگراد خشك شده است را به 167 ميلي ليتر اسيد سولفوريك غليظ اضافه كرده و 33.3 گرم سولفات جيوه (HgSO4) را نيز در 750 ميلي ليتر آب مقطر حل كرده ، اين دو محلول را مخلوط كرده اجازه دهيد خنك شود. سپس حجم آنرا به يك ليتر برسانيد.
محدوده پايين : 1.022 گرم پتاسيم دي كرومات (K2Cr2O7) كه قبلاً بمدت 2 ساعت در دماي 103 درجه سانتيگراد خشك شده است را به 167 ميلي ليتر اسيد سولفوريك غليظ اضافه كرده و 33.3 گرم سولفات جيوه (HgSO4) را نيز در 750 ميلي ليتر آب مقطر حل كرده ، اين دو محلول را مخلوط كرده اجازه دهيد خنك شود. سپس حجم آنرا به يك ليتر برسانيد.
محلول استاندارد پتاسيم هيدروژن فتالات KHP (KC8H5O4) : 0.851 گرم از پتاسيم هيدروژن فتالات را كه در طول شب در دماي 120 درجه سانتيگراد خشك شده است ، بدقت توزين كرده در آب مقطر حل نماييد و حجم آن را به يك ليتر برسانيد.اين محلول 1000 ميلي گرم بر ليتر COD دارد.
2 KC8H5O4 + 15 O2 +H2SO4 → K2SO4 + 16 CO2 + 6 H2O
2 KC8H5O4 +10 K2Cr2O7+ 41 H2SO4 →11 K2SO4 +10 Cr2 (SO4)3+16 CO2 + 46 H2O
2 KC8H5O4 + 15 O2 → K2O + 16 CO2 + 5 H2O
كاليبراسيون :
محدوده بالا : حجم هاي زير از محلول استاندارد COD برداشته و تا 50 ميلي ليتر رقيق نماييد تا محلول هاي استاندارد زير حاصل شوند. اين محدوده مي تواند براي اندازه گيري حداقل 25 ميلي گرم بر ليتر COD نيز بكار رود.
COD. mg/l محلول استاندارد پتاسيم هيدروژن فتالات ، ml
50 2.5
100 5
200 10
400 20
600 30
800 40
محدوده پايين : حجم هاي زير از محلول استاندارد COD برداشته و تا 200 ميلي ليتر رقيق نماييد تا محلول هاي استاندارد زير حاصل شوند.حد بالايي اين محدوده را مي توان حداكثر تا 150 ميلي گرم بر ليتر COD افزايش داد.
COD. mg/l محلول استاندارد پتاسيم هيدروژن فتالات ، ml
5 1
10 2
20 4
30 6
40 8
50 10
با توجه به روش انجام آزمايش ، جذب نمونه هاي مربوط به استاندارد هاي تهيه شده و يك نمونه شاهد از آب مقطر را توسط اسپكتروفتومتر ( براي محدوده بالا در طول موج nm 620 و براي محدوده پايين در طول موج nm420 ) اندازه گيري كرده و سپس نمودار جذب نسبت به غلظت را بطور جداگانه براي هر محدوده رسم نماييد.
از آنجائيكه تغيير در جذب در محدوده پايين همزمان با افزايش COD منفي مي باشد ممكن است بهتر باشد كه نمونه هاي شاهد و استاندارد را در مقابل آب خوانده و نمودار اختلاف جذب را نسبت به غلظت COD رسم نماييم.
روش آزمايش :
Ø 1.5 ميلي ليتر از محلول هضم دي كرومات پتاسيم ( براي محدوده بالا يا پايين ) را در ويال بريزيد.توجه نماييد كه چون براي محدوده پايين ، اندازه گيري بر اساس كاهش مقدار Cr 6+ مي باشد لذا دقت نماييم كه در برداشتن حجم خطايي حاصل نشود.
Ø 3.5 ميلي ليتر محلول كاتاليست سولفات نقره به ويال اضافه نماييد، هم زده تا كاملاً مخلوط شود .سپس آنرا در محل تاريك نگه داشته تا خنك شود.
Ø اگر لازم است نمونه را كاملاً همگن نماييد.
Ø بدقت مقدار 2.5 ميلي ليتر نمونه ، استاندارد يا آب مقطر ( شاهد ) را به ويال اضافه كرده ، بطوريكه نمونه در بالاي محلول قرار گيرد.
Ø درب ويال را محكم بسته و بشدت بهم مي زنيم تا خوب مخلوط شود.واكنش بشدت گرمازا ست بنابراين ويال كاملاً داغ مي شود.
Ø ويال را بمدت 2 ساعت در رآكتور كه دماي آن C° 2±150 مي باشد بگذاريد تا واكنش بخوبي انجام شود.
Ø بعد از تمام شدن مدت زمان 2 ساعت ، وقتي كه دماي رآكتور به 120 درجه يا كمتر رسيد ، محتويات ويال را مخلوط كرده تا آب جمع شده در بالاي ويال به داخل محلول رود.سپس به محلول اجازه دهيد (تقريباً 30 دقيقه ) تا در دماي آزمايشگاه خنك شود و مواد جامد ته نشين شوند. خنك كردن سريع باعث كلوئيدي شدن محلول شده و خطا حاصل مي كند.
Ø جذب را توسط اسپكتروفتومتر ( براي محدوده بالا در طول موج nm 620 و براي محدوده پايين در طول موج nm420 ) اندازه گيري كرده و سپس غلظت را از روي نمودار بدست آوريد.
محاسبات :
غلظت نمونه را بطور مستقيم از روي نمودار مي توان بدست آورد.همچنين اگر غلظت هاي استاندارد به دستگاه داده شده باشد ، منحني كاليبراسيون در حافظه دستگاه بوده و مستقيماً غلظت را به ما خواهد داد.
اگر نمونه را رقيق كرده ايد ، نتيجه را در ضريب رقت ضرب نموده و بر حسب ميلي گرم بر ليتر COD گزارش دهيد.
منابع و مؤاخذ :
ASTM D1252
APHA 5210
اينترنت