COD là lƣợng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong nƣớc thành CO2 và H2O.
Đại đa số các chất hữu cơ có trong nƣớc đều mang đặc trƣng khử nên COD đặc trƣng cho khả năng tiêu thụ oxy hòa tan trong quá trình oxy hóa chất hữu cơ. Với ý nghĩa đó, COD đƣợc gọi là “độ oxy hóa của nƣớc”.
Có hai phƣơng pháp xác định nhu cầu oxy hóa học của nƣớc đó là: - Phƣơng pháp Permangnanat
- Phƣơng pháp Permangannat Iot Thiosuphat
Phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến trong việc xác đinh nhu cầu oxy hóa học là phƣơng pháp Permangannat Iot Thiosuphat.
Nguyên tắc phƣơng pháp:
Trong môi trƣờng kiềm KMnO4 tiến hành oxy hóa các chất khử theo phƣơng trình: 2KMnO4 K2O + 2MnO2 + 3O
Lƣợng KMnO4 còn thừa lại sau phản ứng lại bị khử tiếp bằng một lƣợng xác định KI trong môi trƣờng axit H2SO4:
2KMnO4 + 10 KI + 8 H2SO4 = 5I2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O
Lƣợng I2 đƣợc giải phóng ra, đƣợc chuẩn độ bằng Na2S2O3 chỉ thị hồ tinh bột: I2 + 2 Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2NaI
Trình tự tiến hành:
Với mẫu thật: Cho vào bình nón 50 mL nƣớc nghiên cứu, 1 mL NaOH 20%, 10 mL KMnO4 0,01N. Đun cách thủy 10 phút. Lấy ra để nguội đến nhiệt độ phòng (có thể nhúng bình nón trong chậu nƣớc lạnh) rồi thêm 2 mL H2SO4 25%, 2 mL KI 10%, để yên trong chỗ tối 5 phút. Sau đó chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 0,01 N chỉ thị hồ tinh bột. Ghi thể tích Na2S2O3 (B mL). Trong bƣớc này ta đã thực hiện đƣợc :
Số mili đƣơng lƣợng chất khử trong mẫu nƣớc cộng với chất khử lẫn trong thuốc thử và sự tự hủy của KMnO4 là:
V KmnO4 + N KMnO4 - V Na2S2O3 × N Na2S2O3 Khi nồng độ của KMnO4 và Na2S2O3 đều là 0,01 N ta có:
10. 0,01 - V Na2S2O3 . 0,01 Hay 10 . 0,01 - B . 0,01 Với mẫu trắng:
Cho vào bình nón 50 mL nƣớc cất, 1 mL NaOH 20%, 10mL KMnO4 0,01N và tiếp tục làm nhƣ mẫu thật. Ghi thể tích Na2S2O3 tiêu tốn là A mL. Trong bƣớc này ta đã thực hiện đƣợc:
Số mL đƣơng lƣợng chất khử có trong thuốc thử và lƣợng tự hủy của KMnO4 là: 0,01 . 10 - A . 0,01
Vậy số mL đƣơng lƣợng chất khử có trong mẫu nƣớc là: (0,01 . 10 – B . 0,01) - (0,01 . 10 – A . 0,01) = (A-B) . 0,01 Số mili đƣơng lƣợng có trong 1 L nƣớc là:
1000 50 01 , 0 ). (A B
Giá trị này bằng số mili đƣơng lƣợng O2 cần thiết để oxy hóa chất khử trong 1 L nƣớc. Vậy số O2 cần thiết để oxy hóa khử trong 1 L nƣớc là:
50 8 . 1000 . 01 , 0 ). (A B
8: Số miligam O2 tƣơng ứng với 1 mili đƣơng lƣợng Hóa chất cần thiết:
- Dung dịch KMnO4 0,01 N: cân 0,526 g KMnO4 tinh khiết hóa học hòa tan trong 1 L nƣớc cất, chuyển vào bình định mức 1 L rồi thêm nƣớc cất đến vạch. - Dung dịch NaOH 20%: hòa tan 20 g NaOH trong 100 mL nƣớc cất.
- Dung dịch KI 10%: hòa tan 10 g KI trong 100 mL nƣớc cất. - Dung dịch H2SO4 25%
- Dung dịch Na2S2O3 0,01 N. - Dung dịch hồ tinh bột