如何準(zhǔn)確測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)

周玉香　應(yīng)新梅

（南通市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站江蘇南通226001）

如何準(zhǔn)確測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)

周玉香應(yīng)新梅

（南通市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站江蘇南通226001）

為提高測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)的準(zhǔn)確性，從高錳酸鉀濃度、水樣酸度、不同加熱條件等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，找出分析高錳酸鹽指數(shù)的最優(yōu)條件。

高錳酸鹽指數(shù)；水樣酸度；加熱條件

高錳酸鹽指數(shù)是反應(yīng)水體中有機(jī)及無(wú)機(jī)可氧化物質(zhì)污染的常用指標(biāo)，其定義為：在一定條件下，用高錳酸鉀氧化水樣中的某些有機(jī)物及無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)，由消耗的高錳酸鉀量計(jì)算相當(dāng)?shù)难趿?。在?guī)定條件下，水中的有機(jī)物只能部分被氧化，并不是反應(yīng)水體中總有機(jī)物含量的尺度[1]，因此高錳酸鹽指數(shù)是一個(gè)相對(duì)性的指標(biāo)。長(zhǎng)期實(shí)際分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其測(cè)定結(jié)果受多種因素影響偏差較大，本文通過(guò)對(duì)高錳酸鉀濃度、水樣酸度、不同加熱條件等因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，總結(jié)出準(zhǔn)確測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)的可靠經(jīng)驗(yàn)。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1樣品準(zhǔn)備

根據(jù)水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范地表水采樣要求，采集江蘇省南通市任港橋斷面水樣。國(guó)家環(huán)保部標(biāo)樣所購(gòu)得高錳酸鹽指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)樣品，批號(hào)為203155（樣品保證值為3.93±0.34mg/L）。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器

沸水浴裝置、德國(guó)赫施曼AKKU-drive50mL電子滴定器、250mL錐形瓶、XK98-A電子石英定時(shí)器,德國(guó)Gerhardt六聯(lián)電爐。1.3試劑配制和測(cè)試方法依照GB/T 11892-89[2]。

2結(jié)果分析

2.1實(shí)驗(yàn)測(cè)定樣品結(jié)果

表1國(guó)標(biāo)法測(cè)定水樣及標(biāo)準(zhǔn)樣品中高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定值樣品

實(shí)驗(yàn)表明，水樣和標(biāo)準(zhǔn)樣品中的高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差都符合實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控要求,且測(cè)定標(biāo)樣的結(jié)果與標(biāo)樣給出的保證值相一致。以水樣測(cè)定結(jié)果的平均值作為以下實(shí)驗(yàn)計(jì)算參考的“真值”。

3結(jié)果討論

3.1不同濃度高錳酸鉀對(duì)測(cè)定的影響

配制不同濃度的高錳酸鉀溶液，分析其濃度對(duì)水樣中高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響。

表2不同濃度高錳酸鉀對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響

由表2可知，隨著高錳酸鉀濃度的增大，空白值逐漸減小，樣品值也越來(lái)越小。再比較相對(duì)誤差的結(jié)果，高錳酸鉀溶液濃度應(yīng)不低于0.0098mol/L，不高于0.0101mol/L，理想狀態(tài)為0.0100mol/L，空白值的保證范圍應(yīng)控制在0.20～0.40，樣品值的測(cè)定相對(duì)誤差比較低，才能夠較好地確保高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的準(zhǔn)確性。

3.2水樣酸度對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響[3]

按比例準(zhǔn)備不同濃度的硫酸，配制時(shí)趁熱滴加少許高錳酸鉀溶液至呈微紅色。取好水樣后分別加入不同比例的硫酸，測(cè)定結(jié)果見表3。

表3不同反應(yīng)酸度對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響

由表3可知，相同實(shí)驗(yàn)條件下，水樣的高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值隨著酸度的增大而增大。其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4MnO4-+5C(有機(jī)物)+12H+→4Mn2++5CO2↑+6H2O，2MnO4-+5C2O42-+16H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O，酸度過(guò)高時(shí)，加快反應(yīng)向右進(jìn)行，促進(jìn)高錳酸鉀的分解，因此，在實(shí)驗(yàn)分析時(shí)要嚴(yán)格加入5±0.5mL的1+3硫酸溶液，控制好酸度。

3.3不同加熱條件對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響

3.3.1控制加熱時(shí)間30min不變，在水浴完全沸騰后放入裝有水樣的容量瓶，同時(shí)改變水浴溫度，觀察水浴溫度對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響，見表4。水浴中的水位要高于錐形瓶?jī)?nèi)水樣的水位，以保證反應(yīng)均勻。

表4不同水浴溫度對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響

由表4可知，隨著水浴溫度的增加，高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值越來(lái)越大。這是由于高錳酸鉀氧化葡萄糖反應(yīng)的速度常數(shù)k隨著溫度增加而增大，反應(yīng)速度加快。因此，測(cè)定時(shí)水浴要保持沸騰，以控制水浴溫度在98℃以上。

3.3.2觀察不同水浴加熱時(shí)間，對(duì)分析結(jié)果是否有影響，見表5。

表5加熱時(shí)間不同對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響

由表5可知，加熱時(shí)間太短，高錳酸鉀消耗量減少，使高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定結(jié)果偏低，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，反應(yīng)越完全，但加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使高錳酸鉀消耗量增加。因此，測(cè)定時(shí)要嚴(yán)格控制加熱的時(shí)間在30min左右。

3.3.3改變加熱方式對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響[4]

水樣加10.00mL的0.01mol/L高錳酸鉀溶液，搖勻，不采取水浴方式加熱，而是立即放在可調(diào)德國(guó)Gerhardt六聯(lián)電爐上直接加熱至沸。從沸騰開始計(jì)時(shí)，并調(diào)節(jié)電爐旋紐保持微沸騰10m in。取下錐形瓶，同國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行滴定、計(jì)算，測(cè)定結(jié)果詳見表6。

表6改變加熱方式對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響

通過(guò)比較表6與表1，兩種加熱方式對(duì)水樣的測(cè)定結(jié)果非常吻合，相對(duì)誤差也很小，電爐加熱方法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品的準(zhǔn)確度和精密度也都符合實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)控要求。實(shí)驗(yàn)表明該方法在對(duì)地表水的測(cè)定結(jié)果無(wú)明顯差異，特別適合工作量大、分析頻次高的水樣中高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定。

高錳酸指數(shù)的測(cè)定結(jié)果與高錳酸鉀濃度、水樣酸度、不同加熱條件等因素息息相關(guān)，只有嚴(yán)格控制測(cè)定條件才能使結(jié)果準(zhǔn)確。在日常工作中，經(jīng)常是批量分析樣品，采用電爐加熱10min的方法比國(guó)標(biāo)方法方便、省時(shí)，但需注意水樣加熱至沸騰后調(diào)節(jié)電爐保持微沸10min。

[1]國(guó)家環(huán)保局，水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法：第四版.增補(bǔ)版編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2013：223-227.

[2]水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定酸性法[S].GB/T 11892-89.

[3]程肖雪，張馨月.高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響因素[J].科技視野，2015（30）：269-230.

[4]文長(zhǎng)英，陳波平，范紅軍.用直接加熱代替水浴加熱測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)[J].干旱環(huán)境監(jiān)測(cè)，2001.15（3）,187-188.

周玉香（1988—），女，江蘇如皋人，本科學(xué)歷，助理工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。