บทนำ
ค่าซีโอดีเป็นการวัดปริมาณออกซิเจนที่นำไปใช้ในการสลายสารอินทรีย์ที่มีในตัวอย่างน้ำได้เป็คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ
โดยใช้สารเคมีซึ่งมีอำนาจในการออกซิไดส์สูงในสารละลายที่เป็นกรด
เงื่อนไขสำคัญในการวิเคราะห์ซีโอดี
คือปฏิกิริยาออกซิเดชันต้องเกิดขึ้นโดยอาศัยออกซิไดซิงเอเจนต์ (Oxidizing
Agent) อย่างแรง ภายใต้สภาวะที่เป็นกรดเข้มข้นและมีอุณหภูมิสูง
หลักการของซีโอดีจะคล้ายกับบีโอดีคือ
สารอินทรีย์ในน้ำจะถูกออกซิไดส์จนได้คาร์บอนไดออกไซด์กับน้ำ
เพียงแต่บีโอดีต้องใช้แบคทีเรียในการย่อยสลาย ส่วนซีโอดีใช้ออกซิไดซิงเอเจนต์
ดังนั้นการวิเคราะห์หาค่าซีโอดีก็เพื่อวัดปริมาณความสกปรกของน้ำเสียจากบ้านเรือนและโรงงานอุตสาหกรรม
การวิเคราะห์ซีโอดีใช้เวลาสั้นประมาณ 3 ชั่วโมง
จึงเหมาะสมที่จะใช้ในการควบคุมดูแลระบบบำบัดน้ำเสีย
เนื่องจากสามารถแก้ไขได้ทันท่วงทีที่มีความผิดพลาดเกิดขึ้น และสามารถนำไปประมาณค่าบีโอดีของตัวอย่างได้เมื่อหาอัตราส่วนบีโอดีต่อซีโอดีของน้ำเสียชนิดนั้นได้
หลักการ
การวิเคราะห์ซีโอดีใช้บ่งชี้ปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำเสีย
คำนวณประสิทธิภาพการกำจัด ตรวจหาปริมาณอากาศที่ต้องการในถังเติมอากาศ และภาระสารอินทรีย์ที่เข้าระบบทางชีวะ ค่าซีโอดีรวมถึงสารประกอบที่ไม่สามารถย่อยสลายโดยแบคทีเรีย
(วัดค่าบีโอดีไม่ได้) และสารพิษซึ่งยับยั้งการทดสอบบีโอดี
ดังนั้นค่าซีโอดีจึงไม่สามารถวัดอัตราเร็วในการย่อยสลายทางชีววิทยาของน้ำเสียและน้ำในแหล่งน้ำได้
ซีโอดีใช้ตรวจวัดความสกปรกของน้ำเสียซึ่งวิธีการแตกต่างจากการวิเคราะห์บีโอดี
การหาค่าซีโอดีโดยใช้
K2Cr2O7
สารละลายมาตรฐานโพแทสเซียมไดโครเมตในปริมาณที่มากเกินพอถูกเติมลงไปเพื่อออกซิไดส์สารอินทรีย์ภายใต้สภาวะที่เป็นกรดอย่างแรง
ที่อุณหภูมิสูง เพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ ใช้ Ag+ เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นเวลาประมาณ 2 ชั่วโมง
หาปริมาณโพแทสเซียมไดโครเมตที่เหลือโดยการไทเทรตด้วยสารละลายมาตรฐานเฟอรัสแอมโมเนียมซัลเฟต
ใช้เฟอร์โรอินเป็นอินดิเคเตอร์ ได้จุดสิ้นสุดเป็นสีน้ำตาลแดง
ปฏิกิริยาเคมี
เป็นการคำนวณหาปริมาณออกซิเจนซึ่งสมมูลย์กับสารอินทรีย์ในตัวอย่าง
ภายใต้สภาวะการรีฟลักซ์ในสารละลายกรดซัลฟูริกเข้มข้น ที่มีอุณหภูมิสูง
สารอินทรีย์ในน้ำจะถูกออกซิไดส์โดยสารละลายโปแทสเซียมไดโครเมตที่ทราบความเข้มข้นและมีปริมาณเกินพอที่ทราบจำนวน
หลังจากรีฟลักซ์ วัดปริมาณโปแทสเซียมไดโครเมตที่เหลือโดยนำไปไทเทรตกับเฟอรัสแอมโมเนียมซัลเฟต
(Ferrous
Ammonium Sulfate) และใช้เฟอโรอิน (Ferroin) เป็นอินดิเคเตอร์
ทำให้ทราบปริมาณโปแทสเซียมไดโครเมตที่ใช้ในการออกซิไดส์สารอินทรีย์ได้
วัตถุประสงค์
สามารถทำการทดลองเพื่อวิเคราะห์และคำนวณค่าซีโอดีจากตัวอย่างน้ำเสียได้
สามารถทำการทดลองเพื่อวิเคราะห์และคำนวณค่าซีโอดีจากตัวอย่างน้ำเสียได้
อุปกรณ์และสารเคมี
อุปกรณ์
1. หลอดไดเจสต์แก้วโบโรซิลิเกต
(Borosiclicate) ขนาด 25 x 150 mm ชนิดฝาเกลียว
2. ตู้อบ
3. สารมาตรฐานโพแทสเซียมไดโครเมต
(K2Cr2O7, 294.185 g/mole) อบสารมาตรฐานที่ 103 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ตัhง ให้เย็นในเดซิเคเตอร์
4. กรดซัลฟิวริกเข้มข้น (Conc. H2SO4)
5. สารซัลเวอร์ซัลเฟต (Ag2SO4,
technical grade)
6. สาร HgSO4
7. สารมาตรฐานเฟอรัสดดอมโมเนียมซัลเฟต
(Ferrous Ammonium Sulphate, FAS)
8. สารละลายไดเจสต์ (0.0167 M K2Cr2O7)
ละลาย 0.4913 g
K2Cr2O7 ที่ผ่านการอบแล้ว น้ำ กลั่น 50 มิลลิลิตร
เติมกรดซัลฟิวริกเข้มข้น 16.7 มิลลิลิตร ทำให้เป็นสารละลาย ตั้งให้เย็นแล้วเจือจางเป็นสารละลาย
100 มิลลิลิตร
9. สารละลายอินดิเคเตอร์ Ferroin
สารเคมี
1.สารละลายโปแทสเซียมไดโครเมตความเข้มข้น
0.1
N อบโพแทสเซียมไดโครเมต
(K2Cr2O7)
ที่อุณหภูมิ 103 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2
ชั่วโมง ทิ้งให้เย็นในโถดูดความชื้น ชั่งอย่างละเอียด 4.913 กรัม ละลายในน้ำกลั่นประมาณ 500 มิลลิลิตร ค่อยๆ
เติมกรดซัลฟุริกเข้มข้น 167 มิลลิลิตร เติมเมอร์คิวริคซัลเฟต
33.3 กรัม คนให้ละลายตั้งทิ้งไว้ให้เย็นที่อุณหภูมิห้อง
แล้วปรับปริมาตรด้วยน้ำกลั่นให้ได้ 1 ลิตร
2.กรดซัลฟุริกรีเอเจนต์ ละลายซิลเวอร์ซัลเฟต
(Ag2SO4)
10.11 กรัม ในกรดซัลฟุริกเข้มข้น (conc. H2SO4) 1 ลิตร มีการกวนช้าๆ จนกว่าซิลเวอร์ซัลเฟตจะละลายหมด (ต้องใช้เวลาในการละลาย
1-2 วัน)
3.ละลายเฟอโรอินอินดิเคเตอร์ ละลาย
1,10-ฟีแนนโทรลีนโมโนไฮเดรต (1,10-phenanthroline monohydrate
(C12H8N2.H2O) 1.485 กรัม และไอร์ออน (II) ซัลเฟตเฮปต้าไฮเดรต
(FeSO4.7H2O) 0.695 กรัม ในน้ำกลั่น
แล้วปรับปริมาตรด้วยน้ำกลั่นให้ได้ 100 มิลลิลิตร
4.สารละลายมาตรฐานเฟอรัสแอมโมเนียมซัลเฟ
(FAS)
ความเข้มข้น 0.1 โมลาร์ ละลายเฟอรัสแอมโมเนียมซัลเฟตเฮกซะไฮเดรต
[Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O]
(FAS) 39.2 กรัม ในน้ำกลั่นประมาณ 500 มิลลิลิตร
เติมกรดซัลฟุริกเข้มข้น 20 มิลลิลิตร คนให้ละลาย ทิ้งให้เย็น
แล้วปรับปริมาตรด้วยน้ำกลั่นให้ได้ 1 ลิตร
สารละลายนี้ต้องเทียบมาตรฐานกับสารละลายมาตรฐานโพแทสเซียมไดโครเมตทีใช้ในการย่อยสลายทุกครั้งก่อนนำมาใช้
วิธีการวิเคราะห์
1.ดูดน้ำตัวอย่างมาใส่หลอดย่อยสลายและเติมสารละลายที่ใช้ในการย่อยสลาย
2.ค่อยๆเติมกรดซัลฟิวริกรีเอเจนต์ให้ไหลลงก้นหลอดแก้ว
3.ใส่เม็ดแก้ว 3-5 เม็ด ปิดฝาให้แน่นแล้วเย่าให้สารละลายเข้ากัน
4.นำหลอดทดลองไปใส่ในเตาอบที่อุณหภูมิ
150 C
เป็นเวลา 2 ชั่วโมง แล้วทิ้งไว้ให้เย็น
5.เทสารจากหลอดแก้วใส่ในขวดรูปชมพู่
เติมเฟอโรอินอินดิเคเตอร์ 1-2 หยอด แล้วนำไปเทเทรตด้วย FAS จนถึงจุดยุติจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลแดง
6.ในขนะเดียวกันให้ทำรีฟลักซ์และไทเทรต blank ด้วย
7.คำนวนและสรุปผล
การคำนวณ
ซีโอดี (มิลลิกรัมออกซิเจนต่อลิตร) = [ (A -B) x M x 8,000 ] / ปริมาตรตัวอย่างน้ำ (มล.)
กำหนดให้ A = ปริมาตรของ FAS ที่ใช้ในการไทเทรต Blank (มิลลิลิตร)
B = ปริมาตรของ FAS ที่ใช้ในการไทเทรตตัวอย่างน้ำ (มิลลิลิตร)
M = ความเข้มข้นของ FAS (โมลาร์)
ซีโอดี (มิลลิกรัมออกซิเจนต่อลิตร) = [ (A -B) x M x 8,000 ] / ปริมาตรตัวอย่างน้ำ (มล.)
กำหนดให้ A = ปริมาตรของ FAS ที่ใช้ในการไทเทรต Blank (มิลลิลิตร)
B = ปริมาตรของ FAS ที่ใช้ในการไทเทรตตัวอย่างน้ำ (มิลลิลิตร)
M = ความเข้มข้นของ FAS (โมลาร์)
โมลาริตีของ
FAS = ( ปริมาณของ
K2Cr2O7 + 0.0167 ) / ปริมาณ FAS ที่ใช้ไทเทรต
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น