but-doc    Consumul chimic de oxigen

but   Introducere
Consumul Chimic de Oxigen (CCO) este un parametru important in analiza apelor reziduale , a apelor de suprafata si a plantelor.
Aceasta determinare da informatii asupra gradului de poluare al apei cu materie organica. Aceasta metoda consta in determinarea consumului de oxigen utilizand bicromat de potasiu. Pentru valori mici de CCO se foloseste o metoda bazata pe utilizarea permanganatului de potasiu.

but  Principiul metodei
Substantele organice continute in proba de apa sunt oxidate cu acid sulfuric 50% in prezenta de bicromat de potasiu in exces. Dupa mineralizare bicromatul nereactionat este determinat printr-o titrare potentiometrica folosind o solutie de Fe (II), conform reactiei:
Cr2O2- 7+ 2Fe++ + 14H+ → 2Cr+++ + 6Fe+++ + 7H2O
Ca blank de titrare se foloseste o proba de apa distilata, la fiecare ciclu de titrare.
Rezultatul este exprimat in echivalenti de oxigen.

but  Electrozi si reactivi
Pentru titrare intr-un pahar:
Electrod metalic, de platina, M231Pt, (cod de catalog E31M002) cu un cablu CL114 (cod de catalog A94L114).
Electrod de referinta - electrod de sulfat de mercur REF601 (cod de catalog E21M012)
Pentru titrarea directa in balonul de mineralizare
Electrod combinat platina/sulfat de mercur MC602Pt (cod de catalog 945-360)
Reactiv de titrare: (NH4)2Fe(SO4)2, 6H2O (sare Mohr) de concentratie 0.15 echiv./L (masa moleculara = 392.14 g/mol).
Se cantaresc 58.82g sare Mohr si se dizolva in 500 mL apa distilata.
Se adauga 100 mL acid sulfuric 1N.
Folosind un balon cotat de 1000 mL, se aduce la semn cu apa distilata.
Se standardizeaza solutia asa cum este indicat in aplicatia TTEP01.03MIN.
Solutie de bicromat de potasiu 0.25 echiv/L sau 0.0417 M (K2Cr2O7)
(O solutie de concentratie 0.1 echiv/L K2Cr2O7 contine 1/60 moli de K2Cr2O7 care are masa moleculara de 294.19g/mol)
Se usuca bicromat de potasiu in stare solida (cu puritate analitica) pentru 2 ore la 120°C si apoi se lasa sa se raceasca la temperatura camerei.
Se cantareste o cantitate exacta de 12.258g si se dizolva in apa distilata prospata, intr-un balon cotat de 1000 mL.
Reactiv acid sulfuric.
Se adauga 5.5g de Ag2SO4 la 1 kg de H2SO4 concentrat si se lasa in repaus timp de 2 zile pentru dizolvarea completa a Ag2SO4.
Sulfat mercuric solid HgSO4.

but Setarile punctului final de titrare
     Titrare reversibila cu blank
Volumul biuretei: 25 mL
Viteza de agitare: 400 rpm
Modul de lucru: mV (cu i=0)
Titrare reversibila: Manual
Numar de puncte finale: 1
Punct final: 300 mV
Intarzierea de agitare: 30 secunde
Viteza minima: 0.1 mL/min
Viteza maxima: 2.5 mL/min
Banda proportionala: 350 mV
Intarzierea punctului final: 5 secunde
Unitatea de proba: mL
Cantitatea de proba: 20
Volumul blank-ului: se determina prin titrarea "blank"
Exces: 0.0 mL
Titrare: descresterea potentialului
Rezultate
Numarul de rezultate: 1
Unitatea rezultatului: mg/L

but  Procedura
     Titrarea si prepararea blank-ului
Folosind apa distilata ca proba se prepara si se titreaza blank-ul cu aceeasi procedura si cu aceeasi reactivi (a se vedea mai departe).
Se considera volumul blank-ului egal cu volumul de titrant.
Volumul teoretic al blank-ului poate fi calculat conform formulei:
Vol. Blank = 10*0.25/0.15=16.67 mL
10 = volumul de K2Cr2O7 in mL
0.25 = concentratia de K2Cr2O7 in echiv/L
0.15 = concentratia solutiei de sare Mohr in echiv/L
       Prepararea probei
Se pun 20 mL apa intr-un balon cu slif de 250 mL sau intr-un tub special de CCO. Se adauga 0.4 g de HgSO4 si bile de sticla, iar, sub agitare, 2 mL reactiv sulfuric. Apoi se adauga 10.00 mL solutie de bicromat si 28 mL de reactiv acid sulfuric si se conecteaza la refrigerent . Se agita puternic si se fierbe la reflux timp de 2 ore.
Dupa clatirea refrigerentului cu 5/10 mL apa distilata se transfera totul in paharul de titrare, folosind 25/30 mL apa distilata pentru clatire. Volumul nu depaseste 100 mL.
      Titrarea probei
Se instaleaza pe titrator o biureta de 25 mL si se foloseste o solutie feroasa de concentratie 0.15 echiv/L ca titrant.
Se conecteaza electrodul M231Pt prin cablul CL114, electrodul de refereinta REF601 si, daca este necesar, electrodul combinat MC602Pt.
Se introduc electrozii in vasul de titrare.
Se porneste metoda prin apasarea tastei RUN.

but  Rezultate
     Exprimate in mg/L oxigen:
CCO (in mg/L oxigen) = (Vbl - Vtit)*C*8*1000/Vproba
Vbl = volumul de titrant consumat in timpul titrarii blank-ului (aproximativ 16.67 mL in conditiile date)
Vtit = volumul de titrant folosit in timpul titrarii probei
(Vbl - Vtit) = calculat direct de TIM8xx
C = concentratia de titrant in mol/ L sau echiv/L
8 = echivalentul gram al oxigenului (16/2)
Vprobei = volumul probei in mL
Pentru ca rezultatul sa fie exprimat in mg/L oxigen se introduc :
Cantitatea de proba in ecranul SAMPLE
Concentratia de titrant in ecranul TITRANT
1 Titrant si 1 Proba in fereastra de selectie a coeficientilor (COEFFICIENTS).
8 ca echivalent gram pentru oxigen
Titratorul intoarce rezultatele conform formulei de mai sus , sub forma diferentei (Vbl-Vtit), care este calculata direct.
Pentru 5 determinari
Valoarea medie: 450 mg/L oxigen
Deviatia standard: 15 mg/L
Deviatia standard relativa: 3%
 
In conditiile metodei, pentru o concentratie a titrantului de 0.15 echiv/L si un volum al probei de 20 mL avem:
(Vbl-Vtit)= 1mL corespunzand la un CCO de 60 mg/L
(Vbl-Vtit)= 15 mL corespunzand la un CCO de 900 mg/L

but  Observatii
Titratorul foloseste aceeasi electrozi atat pentru titrarea propriu-zisa cat si pentru standardizarea reactivilor. Pentru standardizarea titrantului, folosind electrozii din aceasta metoda, se poate aplica procedura de la aplicatia TTEP01.03MIN cu o modificare a potentialului la punctul final.
Ultimul standard NF T90.101(2001) se bazeaza pe aceeasi procedura dar foloseste reactivi:
(NH4)2Fe(SO4)2, 6H2O (sare Mohr) 0.12mol/L
Solutie de bicromat de potasiu 0.040 mol/L (K2Cr2O7)
Si se lucreaza cu 10mL proba

but  Bibliografie
Metoda EPA numarul 410.1
Metode standard pentru analiza apei si a apelor reziduale a 18-a editie (1992) 5-6 part 5220
ISO 6060 (1989)
NF T90-101 (2001).