KEMIJSKA POTREBA PO KISIKU (KPK)
Sorry Otto - I'll try to find out English version of a project - protocol is here for measurements of all substances (ingredients)
Test kemijske potrebe po kisiku (KPK) nam pove, kakšna količina kisika je potrebna za kemijsko oksidacijo organskih snovi v vzorcu z močnim kemijskim oksidantom. KPK je torej kisikov ekvivalent vsebnosti organske snovi v vzorcu in je indirektno merilo za količino organske snovi. Kot moča n kemijski oksida nt upora bimo ka lijev dikroma t (K2Cr2O7), ki večino orga nskih snovi oksidira do 95 % – 100 % teoretske vrednosti. K popolnejši oksida ciji orga nskih spojin pripomorejo še koncentrira na H2SO4, visoka tempera tura (150 °C , 2h) in ka ta liza tor, Ag2SO4.
Test kemijske potrebe po kisiku (KPK) nam pove, kakšna količina kisika je potrebna za kemijsko oksidacijo organskih snovi v vzorcu z močnim kemijskim oksidantom. KPK je torej kisikov ekvivalent vsebnosti organske snovi v vzorcu in je indirektno merilo za količino organske snovi. Kot moč
Za vzorce z znano kemijsko sestavo lahko vrednost KPK izračunamo. Na primer za 1 g glukoze je izračun naslednji:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
Za oksidacijo 1 mola glukoze (= 180 g ) potrebujemo 6 molov kisika (192 g ). KPK vrednost za 1 g glukoze je potem 1,07 g O2.
Za kompleksnejše vzorce pa je potrebno izvesti meritev. Kot oksidant se uporablja kalijev dikromat, ki učinkovito oksidira večino organskih spojin (95-100% teoretične vrednosti). Za test KPK vzorčimo v steklene posode in jih analiziramo takoj, sicer jih konzerviramo (s koncentrirano žveplovo kislino, da pade pH na približno 2). Če so prisotne suspendirane snovi, vzorec pred testom homogeniziramo. Vzorce z veliko vrednostjo KPK ustrezno redčimo.
Za test KPK vzorec v prebitku standardne raztopine kalijevega dikromata segrevamo 2 uri pri 150 °C v močno kislem mediju (zakisano z žvepleno kislino). Kot katalizator uporabimo srebrov sulfat, ki pospeši oksidacijo alifatskih spojin. Pri tem poteče oksidacija in del kalijevega dikromata se reducira:
Cr2O72+ → Cr3+
Pri odprti refluksni metodi, ki se uporablja za večje vzorce in je standardni KPK test, se preostanek kalijevega dikromata ugotovi titrimetrično z amon-železovim (II) sulfatom. Količina reduciranega kromata je sorazmerna s porabo kisika in jo izrazimo v obliki ekvivalenta kisika. Slaba stran te metode je predvsem v veliki porabi kemikalij.
Pri zaprti refluksni metodi (slika 2) pa se preostali kalijev dikromat ugotovi kolorimetrično. Cr3+ namreč močno absorbira svetlobo pri 600 nm, medtem ko dikromat skoraj nič pri 600 in zelo močno pri 420 nm. Nastalo zeleno barvo (Cr3+) odčitamo spektrofotometrično pri 600 nm.
Slika 2: Kolorimetrična zaprta refluksna metoda za določanje KPK. Večja kot je vrednost KPK v testiranem vzorcu, bolj intenzivna zelena barva se pojavi na račun redukcije Cr2O72+ v Cr3+.
Za izvedbo KPK testa pripravimo (reagenti so že pripravljeni!):
R1: V 500 mL destilira ne vode ra ztopimo 10,216 g K2Cr2O7 (sušenega 2h na 105 °C ). Doda mo 167 mL koncentrira ne H2SO4 in dopolnimo z destila tom do 1000 mL.
R2: 10 g Ag2SO4 ra ztopimo v 1000 mL koncentrira ne H2SO4.
Rea gent za KPK: R1 in R2 previdno in poča si zmeša mo v ra zmerju 1,5:3,5 (150 mL R1 + 350 mL R2). To storimo en da n pred upora bo, ker se rea gent močno segreje.
R1 za slepi vzorec: v 1,67 mL koncentrira ne H2SO4 doda mo destila t do 10 mL.
Slepi vzorec za KPK
Zmeša mo 2,5 mL destila ta , 1,5 mL R1 za slepi vzorec in 3,5 mL R2. Proti slepemu vzorcu merimo a bsorba nce vseh osta lih vzorcev in umeritvenih ra ztopin na spektrofotometru.
Umeritvena krivulja
Pripra vimo 0, 100, 300, 500, 700 in 1000 mg/L koncentra cije glukoze v destila tu.
2,5 (1,25)mL posa meznih ra ztopin doda mo k 5 (2,5)mL rea genta za KPK in 2 (1,5) h izva ja mo oksida cijo pri 150 °C . Na vajah uporabljamo vrednosti v oklepajih!!!
Preglednica 2: Izmerjene absorbance (pri 600 nm) za standardne raztopine glukoze
koncentracija glukoze
|
KPK – vrednost (izr
|
absorbanca pri 600 nm
|
0 mg/L
|
||
100 mg/L
|
||
300 mg/L
|
||
500 mg/L
|
||
700 mg/L
|
||
1000 mg/L
|
1070 mg
|
Na spektrofotometru a bsorba nca m umeritvenih krivulj pripišemo ka r ustrezne KPK vrednosti.
Izvedba KPK testa
Pripravimo si 2 homogenizirani raztopini tropin. 90 mg tropin zmiksamo z ultraturaxom v 90 ml destilirane vode. Eno od raztopin kuhamo 2 uri (termična predobdelava). Z enakimi raztopinami tropin bomo delali v testu BMP.
Vzorce predhodno razredčimo (1:100 in 1:200) in redšitve upoštevamo pri končnem izračunu vrednosti KPK.
Test izvedemo v dveh paralelnih ponovitvah. V epruvete HACH z navojnim zamaškom in teflonskim tesnilom odpipetira mo po 5 (2,5) mL rea genta za KPK. Doda mo 2,5 (1,25) mL redčenega vzorca in vsebino premeša mo z meša lnikom. Vsa ko epruveto odpremo, za premo in posta vimo za 2 (1,5)h na 150 °C . Ohla jene epruvete centrifugira mo 10 min pri 3000 rpm, da odstra nimo na sta lo oborino.
Ka lijev dikroma t se pri redukciji oba rva zeleno. Intenziteta ba rve je v sora zmerju s kisikom, ki se je pora bil za oksida cijo orga nske snovi v vzorcu.
Ob merjenju a bsorba nce vzorcev na m spektrofotometer na podla gi predhodno izmerjene umeritvene krivulje izra čuna KPK vrednosti. Pri končnem rezulta tu je potrebno upošteva ti še fa ktor redčitve.
Preglednica 3: Izmerjene in prera čuna ne vrednosti KPK
vzorec
|
redčitev
|
 |
odčit
|
končni KPK (mg/L)
|
povprečna vrednost KPK (mg/L)
|
short English version (also on: https://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_oxygen_demand)
The Dichromate Chemical Oxygen Demand (COD) test measures the oxygen equivalent of the
amount of organic matter oxidizable by potassium dichromate in a 50% sulfuric acid solution.
Generally, a silver compound is added as a catalyst to promote the oxidation of certain classes of
organics, and a mercuric compound may be added to reduce interference from the oxidation of
chloride ions by the dichromate. End products are carbon dioxide, water, and various states of the
chromium ion.
Chemical reactions
In the oxidation of organic materials by dichromate in sulfuric acid, most of the carbon is converted
to carbon dioxide while any hydrogen present in the organic compound is converted to water.
Other elements also may be oxidized.
Chemical oxygen demand results are usually expressed by the amount of oxygen consumed
during the oxidation of organic matter. When oxygen is used as the primary oxidant in the
oxidation of potassium acid phthalate, the equation below describes the reaction.
Seven and one-half molecules of oxygen (O2) consume one molecule of potassium acid phthalate
(KHP). On a weight basis, the theoretical oxygen demand for KHP is 1.175 mg O2 per mg KHP.
There are two basic methods, titrimetric and colorimetric, for determining the amount of chromium
in a particular valence state.
The Dichromate Chemical Oxygen Demand (COD) test measures the oxygen equivalent of the
amount of organic matter oxidizable by potassium dichromate in a 50% sulfuric acid solution.
Generally, a silver compound is added as a catalyst to promote the oxidation of certain classes of
organics, and a mercuric compound may be added to reduce interference from the oxidation of
chloride ions by the dichromate. End products are carbon dioxide, water, and various states of the
chromium ion.
Chemical reactions
In the oxidation of organic materials by dichromate in sulfuric acid, most of the carbon is converted
to carbon dioxide while any hydrogen present in the organic compound is converted to water.
Other elements also may be oxidized.
Chemical oxygen demand results are usually expressed by the amount of oxygen consumed
during the oxidation of organic matter. When oxygen is used as the primary oxidant in the
oxidation of potassium acid phthalate, the equation below describes the reaction.
Seven and one-half molecules of oxygen (O2) consume one molecule of potassium acid phthalate
(KHP). On a weight basis, the theoretical oxygen demand for KHP is 1.175 mg O2 per mg KHP.
There are two basic methods, titrimetric and colorimetric, for determining the amount of chromium
in a particular valence state.
