Question

みみ

CODの測定についてなのですが、最初に加えた10mlを考慮して14.7mlで考えると思ったのですがなぜ最初に加えた分は考えていないのか教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。

163 <CODの測定〉 ★★★ 4/
次の文章を読み, あとの各問いに答えよ。
Jm 0.01
Jill th
「化学的酸素要求量 (COD) とは、水中に存在する被酸化性物質, 主として有機物や
Fe2+やNOなどを一定の条件で酸化分解するとき,消費される酸化剤の質量を、そ
れに相当する酸素 (分子量320) の質量で表したもので、水質汚染の状態を知る1つの
重要な指標とされている。試料A)を
P
COD の単位は,試料水1Lあたりの酸素消費量(mg)の数値で表される。い
X(1) いま 濃度 54.0mg/Lのグルコース(分子量180)の水溶液を試料水とする。 グル
コースが完全に酸化分解されたとして、その化学反応式を示し, CODの理論値を
→
計算で求めよ。 41 21
(1)
Td T
ある河川水200mLに希硫酸を加えて酸性とし, 5.00 × 103mol/L過マンガン酸
カリウム水溶液10.0mLを加えて30分間煮沸し,試料中の有機物を完全に酸化した。
この水溶液には未反応のKMnO が残っているので, 1.25×10mol/Lシュウ酸ナ
トリウム水溶液10.0mLを加えて未反応のKMnO を還元した。 この水溶液には未
反応の (COONa) 2 が残っているので, 5.00 × 10mol/LKMnO4 水溶液で滴定した
ら4.85mLを要した。 また, 200mLの純水についても同じ方法で滴定(空試験とい
(日本女大改)
う)をしたら,KMnO 水溶液が0.15mLが消費された。以上より,この試料水の
CODの実測値を有効数字3桁で求めよ。
くう

14
により、
Na2C2O を KMnO で逆滴定すれば、終点(無色・
赤紫色) が見つけやすい利点がある。
。
sas do
y(mol/
酸化剤
(A)
(B)
しては,
還元剤
(C)
(D)
Dgは,
202 (分
である
2 に酸
ると,
してし
還元
正
還元
示す
な酸
たと
酸素
され
ある
(A) 最初に加えたKMnO が受け取るe [mol]
(B) 最後に加えたKMnO が受け取るe [mol]
(C) 試料水 (被酸化性物質) が放出するe [mol]
(D) 後から加えた Na2C2O が放出するe [mol
(A) = (D) に設定しているので, (C) の物質量
が (B) の物質量として求められる。
(1)反応式より,グルコース1mol を完全に酸化さ
るには酸素 6molが必要であるから,
54.0×10 -3
180
-x6×32.0×10=57.6〔mg]
H
(2) 酸化剤 KMnO と還元剤 (COONa)の働きを示
イオン反応式 (半反応式) は次の通り。
MnO +8H++5eMn²+ +4H2O ...... ①
C2O→2CO2+2e・・・②
FISHHIGH
最初に加えた KMnO が受け取るeの物質量は,
10.0
5.00 × 10-3 × -×5=2.50×10^[mol]
1000
次に加えたCO2が放出するeの物質量は,
1.25×10-2 ×
10.0
1000
-×2=2.0mol]
両者は過不足なく酸化還元反応を行う。 したがっ
て,最後に加えた KMnO の物質量が,試料水中に
含まれる有機物 (被酸化性物質) と反応した MnOi
の物質量と等しくなる。 ただし, KMnO 水溶液の
30分間の加熱により,一部が分解した可能性があ
その結果,滴定に用いた KMnO の量が試料水
と反応した量よりも多くなることがある。この補正
水 として、試料水の代わりに純水に対して同様の滴定
6(日 操作を行うことを空試験(プランクテスト)という。
これは、純水(脱イオン水) 中に含まれる有機物によ
る汚染や, KMnO の熱 光による分解に伴う滴定
の方
誤差の補正に役立つ。
.
ガン
で酸
った
ナト
さ
本実験の真の滴定値は, 4.85-0.15=4.70〔ml〕
また、酸素 O2は、水溶液の液性に関わらず,次
き 式のように4の酸化剤として働く。
(酸性条件) O2+40 +4H+2H2O
(中塩基性条件) O2+40 +2H2O→40H
したがって, KMnO 1mol は 5mol を受け取
り, O2 1mol は 4mol を受け取るので,酸化剤の
5
molに相当
4
働きとしては,KMnO 1mol は, O2
する。よって、試料水 200mL での酸素消費量は、
4.70
5
5.00X10-X-
××32×10=0.940(mg)
1000
4
試料水 1.0L では
0.940×1000
200
=4.70〔mg]
海水や汽水のCOD測定
河川や湖沼などの淡水の COD は,本間のよ
分解して求めても構わない。 しかし、 海水や海
うに、直接, KMnO 水溶液と煮沸して酸化
水の混じった汽水中の COD を求める場合、試
料水のCI は MnOと煮沸すれば酸化されてし
値が大きく求められてしまう。 そこで, あらか
まうので, MnOの消費量が増加し, CODの
AgClとして除去できるが, 溶液中に残った
じめ試料水にAgNO 水溶液を加えると,Cを
NO. は酸性条件では酸化剤として働くので,
後の滴定結果に影響を与えてしまう。 そこで,
試料水に硫酸銀Ag2SO の粉末を加え十分に撹
拌する前処理が必要となる。 なお、COD の値
が大きいほど、その水には有機物等の還元性物
質が多く含まれていることになり、その水は汚
れていることを示す。
COD
水の汚れの程度
きれいな水
0~2
2~5
少し汚れた水
8814
(魚がすめる水 )
5~10
比較的汚れた水
10~
(魚がすめない水) (0)
かなり汚れた水
164 (1) 03+H2O +2KIO2+I2+2KOH
(2)3.10×10mol
(3)7.63×10 -5%
解説 (1) オゾンが酸化剤として働くと酸素
02 に変化するが,水溶液の液性によって反応の仕
方が少し異なる。予算
(酸性) O3+2H+ +2e→O2+2H2O...... ①
(中性) O3+H2O +2e→O2+2OH ...... ②
ヨウ化カリウム KI が還元剤として働くと,ヨウ
素を生成する。
2I→I2+2e...... ③toan 100x
②+③より を消去すると、 イオン反応式が
得られる。
Os+H2O+2I→O2+I2+2OH...... ④
④の両辺に 2K+を加えて整理すると, 化学反応式
が得られる。
参考
O3+H2O+2KIO2+I2+2KOH・・・・･･ ⑤
オゾンO3の酸化力
①,②式のOの標準電極電位E (161 参考
は,それぞれ+2.07V +1.25Vであり,Os の
酸化力は酸性条件の方が強く, 中性条件の方が
弱い。 しかし、 ③式のIの標準電極電位は
0.54V であるから,I をLに酸化するために
は、オゾンは酸性条件でなくても中性条件
でも十分な酸化力をもっていることがわかる。
もし、酸性条件の場合, OS の酸化力が強くな
り,生成したIがヨウ素酸イオンIO』へと酸
化されてしまうため, L の正確な定量ができな
(2) I2 (
I2+
つまり
の物質
I2の物
(3)
物質
よ
X