淺談提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析中高錳酸鹽指數(shù)（酸性法）測(cè)定的準(zhǔn)確度

孫孟宜

前郭爾羅斯蒙古族自治縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站 吉林松原 138000

在我國(guó)，使用高錳酸鹽指數(shù)來(lái)進(jìn)行水質(zhì)分析是很廣泛的。其主要監(jiān)測(cè)范圍是是地下水、生活飲用水等水質(zhì)。通過(guò)利用該監(jiān)測(cè)方法能夠掌握水質(zhì)污染情況，所以其監(jiān)測(cè)的作用是在一定條件下，利用高錳酸鉀作為氧化劑，來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)水樣的某些物質(zhì)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中水樣物質(zhì)消耗的量來(lái)判定水質(zhì)測(cè)定的數(shù)值。由此可知，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中中，測(cè)定結(jié)果會(huì)受到水樣加熱時(shí)間、溫度、高錳酸鉀濃度等因素影響。此外，水質(zhì)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)測(cè)定過(guò)程中需要嚴(yán)格按照操作流程進(jìn)行操作，確保其結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。本文基于目前高錳酸鉀氧化性原理，對(duì)如何提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度進(jìn)行分析。

1 高錳酸鹽指數(shù)（酸性法）測(cè)定的影響因素

1.1 取樣量

根據(jù)以往實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)水樣中加入高錳酸鉀溶液時(shí)，實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)30分鐘后可以發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀顏色正常。但如果高錳酸鉀溶液的顏色變淺或褪色，則證明溶液的用量不足。在水浴之后加入一定量的草酸鉀，加之滴定過(guò)程為回滴過(guò)程，則會(huì)總成測(cè)定結(jié)果的偏高。

1.2 校正系數(shù)

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，高錳酸鹽的校正系數(shù)一般用K來(lái)表示。由于K值在測(cè)定計(jì)算過(guò)程中需要被帶入計(jì)算的，所以K值的準(zhǔn)確性對(duì)整個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的結(jié)果影響很大。如果K值帶入過(guò)高，則實(shí)驗(yàn)過(guò)程會(huì)降低高錳酸鉀溶液的消耗，導(dǎo)致在滴定過(guò)程中也會(huì)減少該物質(zhì)的體積消耗，最終導(dǎo)致測(cè)定數(shù)值偏低。如果計(jì)算式K值過(guò)低，則高錳酸鉀溶液消耗的體積增加，滴定過(guò)程中消耗的體積也增多，樣品水溫迅速下降，最終導(dǎo)致測(cè)定數(shù)值偏高。因此，校正系數(shù)K值需要調(diào)解在規(guī)定范圍內(nèi)[1]。

1.3 高錳酸鉀溶液濃度

在水樣實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果加入高錳酸鉀溶液的濃度過(guò)低，則實(shí)驗(yàn)過(guò)程會(huì)增加高錳酸鉀溶液用量，滴定的用量也會(huì)變多，導(dǎo)致樣品溫度下降，延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，影響其氧化能動(dòng)性，最終導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果數(shù)值偏高。反之，如果高錳酸鉀濃度比較高，則實(shí)驗(yàn)中空白和水樣對(duì)該溶液的消耗偏低，不能完全將剩余的高錳酸根完全還原，導(dǎo)致溶液顏色不能消退，還需要增加其他實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行輔助處理，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果數(shù)值偏低。由此可知，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為了確保測(cè)定數(shù)值的準(zhǔn)確性，應(yīng)該加入適量的高錳酸鉀溶液[2]。

1.4 加熱時(shí)間

在高錳酸鹽指數(shù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，物質(zhì)在反應(yīng)的過(guò)程中對(duì)測(cè)定結(jié)果有直接影響，因此，在保證水浴沸騰、反應(yīng)溫度完全滿足要求的條件下，反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的程度。加熱時(shí)間過(guò)程時(shí)，高錳酸鉀消耗的量也在增加，測(cè)定結(jié)果偏高。如果加熱時(shí)間過(guò)短，則高錳酸鉀還沒(méi)有完全被消耗。導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。因此，根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)表明，在樣品加熱時(shí)，需要在水浴鍋完全沸騰后將樣品放入，然后再等水浴再次沸騰時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，盡量將反應(yīng)時(shí)間控制在30分鐘內(nèi)，避免加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致測(cè)定數(shù)值偏高。如果加熱時(shí)間過(guò)短，則測(cè)定數(shù)值偏低[3]。

1.5 溫度

上述內(nèi)容中提到，加熱溫度會(huì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的測(cè)定結(jié)果也有影響。高錳酸鉀與草酸鈉所產(chǎn)生的反應(yīng)是一個(gè)吸熱過(guò)程，如果在常溫狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)，則速度會(huì)較慢。因此，該反應(yīng)需要在一定溫度下進(jìn)行。專家表明，二者之間反應(yīng)的溫度每增加10℃，則反應(yīng)速度是原來(lái)的3倍。因此，高錳酸鹽指數(shù)會(huì)隨著溫度的升高而增大，但如果水浴溫度過(guò)低，則會(huì)導(dǎo)致整體反應(yīng)速度減慢，容易造成負(fù)誤差。所以，水浴在加熱過(guò)程中一定要控制好溫度，沸騰時(shí)需要沒(méi)過(guò)瓶中液體，這樣樣品才能夠均勻受熱，否則受熱不均也會(huì)引起測(cè)定誤差。在滴定的過(guò)程中，加熱溫度也會(huì)影響最終測(cè)定結(jié)果。將草酸鈉加入樣品中時(shí)，溫度不能過(guò)高，溫度過(guò)高，草酸鈉會(huì)在酸性條件下分解。溫度過(guò)低時(shí)，草酸鈉與高錳酸鉀反應(yīng)會(huì)減慢，從而影響整體氧化反應(yīng)。因此，實(shí)驗(yàn)要求樣品在加入草酸鈉時(shí)，滴定溫度范圍在60-90℃之間，其中80℃為最佳，在這個(gè)溫度進(jìn)行滴定實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱岣邷y(cè)定的準(zhǔn)確度。

1.6 空白值

通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，高錳酸鹽實(shí)驗(yàn)所使用的水樣都是不含有有機(jī)物的蒸餾水。但因?yàn)楦鞯貐^(qū)實(shí)驗(yàn)用到的蒸餾水制備方法和保存時(shí)間都不同，因此影響空白值的因素也會(huì)發(fā)生變化。空白實(shí)驗(yàn)是用蒸餾水來(lái)代替水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)流程及加入溶液都不發(fā)生變化。最終，測(cè)定結(jié)果需要扣除空白值，但因?yàn)榭鄢目瞻字挡话悠废♂寱r(shí)所用的實(shí)驗(yàn)用水對(duì)結(jié)果產(chǎn)生的影響，因此，空白值不能完全扣除。稀釋過(guò)后的水樣在進(jìn)行測(cè)定時(shí)，空白值不會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果有影響，但如果水樣沒(méi)有經(jīng)過(guò)稀釋，則測(cè)定值會(huì)受到空白值的影響產(chǎn)生變化?？瞻字翟酱?，則測(cè)定的結(jié)果越大。因此，為了避免空白值的影響，實(shí)驗(yàn)室隨用的水質(zhì)最好為蒸餾水，且存放時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，需及時(shí)使用。

1.7 反應(yīng)體系酸度

高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理是通過(guò)氧化還原反應(yīng)來(lái)獲得氧化時(shí)水樣消耗的量，用高錳酸鉀將水樣中的還原物質(zhì)與某些有機(jī)物質(zhì)氧化。如果高錳酸鉀的酸性過(guò)低。則在反應(yīng)的過(guò)程中高錳酸鉀容易被水樣中的物質(zhì)氧化為二價(jià)錳進(jìn)行沉淀，這樣高錳酸鉀溶液錳離子減少，整體氧化能力也減弱，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果數(shù)值偏高。當(dāng)高錳酸鉀酸性過(guò)高時(shí)，其氧化能力會(huì)將草酸鈉分解，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。因此，因此，實(shí)驗(yàn)中高錳酸鉀的濃度需要在一定反應(yīng)體系內(nèi)，盡量控制在（0．5-1）mol/L。

1.8 滴定時(shí)間

在滴定實(shí)驗(yàn)中，在樣品溶液中滴入草酸鈉，讓其與高錳酸鉀產(chǎn)生氧化反應(yīng)。這個(gè)反應(yīng)中，二價(jià)錳離子作為催化劑，能夠提高氧化反應(yīng)的速度。通常來(lái)講，該種類型的化學(xué)反應(yīng)都是先慢后快，因此，在滴定初期反應(yīng)速度會(huì)低于正常速度，一旦二價(jià)錳離子具有催化作用后，整體反應(yīng)速度會(huì)加快，這時(shí)滴定速度也需要加快。

2 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)時(shí)，經(jīng)常會(huì)用到高錳酸鹽指數(shù)法進(jìn)行測(cè)定。在測(cè)定的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)受到加熱時(shí)間、水浴溫度、滴定等因素影響。因此，為了提高測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要控制好實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)及溶液的濃度。