論加熱條件對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響

周文蘭

（江蘇省蘇州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)中心，江蘇 蘇州 215104）

目前階段，我國(guó)大多數(shù)水質(zhì)分析部門(mén)在采用氧化還原測(cè)定水體的過(guò)程中，都會(huì)重視高錳酸鹽指數(shù)的各項(xiàng)條件，如加熱時(shí)間、加熱溫度以及高錳酸鉀溶液的濃度以及滴定速度，這些條件都會(huì)對(duì)測(cè)定的數(shù)值形成一定的影響，如果沒(méi)有做好相關(guān)工作，則無(wú)法保障準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果。為此，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該明確當(dāng)前加熱條件對(duì)于高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響，并結(jié)合實(shí)際情況做好相關(guān)內(nèi)容的分析，從而確保獲取結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)方法

1.1滴定法

該項(xiàng)方法通常會(huì)利用酸性高錳酸鉀法和堿性法兩種形式，其中酸性法是在一定的體積水樣中，加入對(duì)應(yīng)的高錳酸鉀和硫酸溶液，利用沸水預(yù)加熱30分鐘，這樣可以將高錳酸鉀樣品中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行還原。當(dāng)形成反應(yīng)后，利用剩余的高錳酸鉀將草酸鈉溶液進(jìn)行還原，從而確保高錳酸鉀溶液量得到有效地運(yùn)用。同時(shí)高錳酸鉀溶液作為使用試劑，通過(guò)回滴形成消耗，從而有效計(jì)算出高錳酸鉀溶液自身的體積以及高錳酸鉀數(shù)值。

若樣品中的離子濃度較高時(shí)，可以通過(guò)堿性法實(shí)現(xiàn)改善，并在加熱的條件下利用高錳酸鉀進(jìn)行氧化，從而將部分有機(jī)物進(jìn)行還原。在加入硫酸溶液后會(huì)形成酸性的條件，這樣有利于將剩余的高錳酸鉀溶液還原，此時(shí)高錳酸鉀會(huì)呈現(xiàn)為微紅色。

1.2紫外分光光度法

該項(xiàng)方法需要在酸性的條件下，然后通過(guò)一定量的高錳酸鉀溶液對(duì)水體中的物質(zhì)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，高錳酸鉀特性會(huì)形成大范圍的吸收。利用該項(xiàng)方法進(jìn)行測(cè)定可以將剩余的高錳酸鉀含量進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)高錳酸鉀指數(shù)和吸光度做好分析，從而得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

這種方法運(yùn)用的相對(duì)比較廣泛，在很多形式上都可以有效使用，而且不論是污水還是生活用水都可以利用高錳酸鹽指數(shù)進(jìn)行測(cè)定，而且在具體的使用中不會(huì)耗費(fèi)過(guò)多的時(shí)間，在減輕工作人員力度的同時(shí)確保自身的精確度和準(zhǔn)確性。

1.3在線(xiàn)自動(dòng)分析

流動(dòng)注射法所使用的使用劑和酸性高錳酸鉀法基本相同，一定體積水樣融入高錳酸鉀和硫酸溶液中可以在特定的條件下形成加熱回流反應(yīng)，剩余的高錳酸鉀用過(guò)量的草酸納溶液實(shí)現(xiàn)還原，在利用高錳酸鉀溶液回滴過(guò)量的草酸納，這樣通過(guò)回滴的形式計(jì)算出高錳酸鉀指數(shù)。其工作原理是將一定的體積樣品注射到一個(gè)流動(dòng)而且與空氣隔絕的試劑溶液之中，通過(guò)不同的形式對(duì)彈性泵管進(jìn)行壓縮，讓試劑與試樣按照相應(yīng)的比例進(jìn)入管路系統(tǒng)之中，讓試劑和試樣在一定的條件下實(shí)現(xiàn)均勻攪拌，針對(duì)分離干擾物波長(zhǎng)范圍內(nèi)閉塞，測(cè)定自身的吸光度。水中高錳酸鉀的含量和吸光度減少之間的存在關(guān)系，實(shí)驗(yàn)人員可以利用這種線(xiàn)性關(guān)系做好彼此之間的線(xiàn)性測(cè)定，通過(guò)計(jì)算習(xí)慣度數(shù)值判斷水體中耗氧情況，從而有效得到高錳酸鉀的指數(shù)數(shù)值。

隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)分析測(cè)定高錳酸鹽的指數(shù)成為當(dāng)前比較重點(diǎn)的工作，而且國(guó)家相關(guān)的設(shè)備也在不斷增多，通過(guò)設(shè)備可以針對(duì)數(shù)值進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量。一般數(shù)值為0~20mg/L，測(cè)量周期一般為40分鐘以此，其自身時(shí)間相對(duì)比較短，而且準(zhǔn)確度可以控制在±10%之內(nèi)，分辨率相對(duì)也比較精準(zhǔn)。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，其自身的方法精確度可以達(dá)到相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而且方法比較科學(xué)合理，能夠形成較好的線(xiàn)性關(guān)系，確保得到準(zhǔn)確的指數(shù)數(shù)值，這樣能夠明確當(dāng)前地表水檢測(cè)的相關(guān)要求。但是，在進(jìn)行自動(dòng)分析試驗(yàn)的過(guò)程中，需要對(duì)試劑的選擇和使用量進(jìn)行全面控制，在試驗(yàn)的過(guò)程中由于自身敏感度比較高，所以所獲取的試驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)受到設(shè)備使用的影響。為了確保其自身的工作狀態(tài)，需要做好對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)工作，同時(shí)還要遵循以下的原則：

1.3.1 試驗(yàn)選擇的試劑應(yīng)該保證自身的優(yōu)先級(jí)別

1.3.2 試劑選用應(yīng)該選擇為溶液試劑，同時(shí)還要對(duì)其進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理，這樣能夠避免一些其他的問(wèn)題對(duì)樣品造成影響。隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)高錳酸鉀的測(cè)定技術(shù)還會(huì)進(jìn)一步做出改善。

1.4快速測(cè)定法

該項(xiàng)方法通過(guò)使用預(yù)制劑和植入標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的方式進(jìn)行檢測(cè)，不需要進(jìn)行其他的相關(guān)操作。通過(guò)將少量的水樣融入試劑瓶中，經(jīng)過(guò)加熱和對(duì)比可以在相應(yīng)的設(shè)備上獲取對(duì)應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果。

該項(xiàng)方法檢測(cè)一般都是用于現(xiàn)場(chǎng)的緊急監(jiān)測(cè)，在當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)中比較常見(jiàn)，需要結(jié)合實(shí)際情況做好相應(yīng)的技術(shù)檢測(cè)。與傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)相比較而言，快速檢測(cè)技術(shù)的靈敏度和準(zhǔn)確性相對(duì)比較低，而且耗費(fèi)的時(shí)間相對(duì)比較少，能夠?qū)⑵溆行н\(yùn)用在緊急的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)于相關(guān)內(nèi)容的檢測(cè)，達(dá)到理想的效果。

2.高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的基本原理和實(shí)踐步驟

2.1高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的基本原理

當(dāng)前根據(jù)我國(guó)相關(guān)法律部門(mén)規(guī)定，在生活飲用水的測(cè)定方法中對(duì)于高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的基本原理是在水樣品中加入對(duì)應(yīng)的生成劑，然后再放入一定量的高錳酸鉀溶液，通過(guò)加熱使其在水中呈現(xiàn)沸騰，然后再將剩下的高錳酸鉀用對(duì)應(yīng)的溶液進(jìn)行還原，并用高錳酸鉀溶液滴回過(guò)量的溶液，這樣的方式可以計(jì)算水反應(yīng)的效果，從而得到高錳酸鉀溶液的含量，相關(guān)人員通過(guò)這樣的方式可以獲取到高錳酸鹽的指數(shù)，具體的公式如下面所示：

第一階段為：

第二階段為：

2.2高錳酸鹽指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定實(shí)踐步驟

我國(guó)目前針對(duì)《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》中的高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定如下：

2.2.1 配置好試驗(yàn)所需的各種標(biāo)準(zhǔn)試劑，如高錳酸鉀溶液的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行搭配。

2.2.2 獲取100毫升的混勻水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并向其中加入對(duì)應(yīng)的硫酸溶液，同時(shí)還要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.2.3 假如10毫升的高錳酸鉀溶液進(jìn)行搖晃，再將其調(diào)制好的溶液放入沸水中加熱30分鐘。

2.2.4 取出溶液，并趁著加熱填入10毫升的標(biāo)準(zhǔn)草酸鈉溶液，同時(shí)還要均勻地?fù)u晃，最后將其倒入在白色的背景上呈現(xiàn)出微紅色的為高錳酸鉀溶液，相關(guān)人員需要及時(shí)記錄高錳酸鉀溶液的消耗量。

2.2.5 再向白色背景板中放入70°~80°的熱水，并加入10ml的草酸鈉溶液，在利用高錳酸鉀溶液進(jìn)行測(cè)定，將呈現(xiàn)出微紅色進(jìn)行記錄，從而將其兩次消耗量形成對(duì)比，得到正確的系數(shù)。

2.2.6 通過(guò)此方法將清潔水或污染較輕的水進(jìn)行測(cè)定，并將其范圍控制在45mg/L之間，但相關(guān)人員需要確保水中氯離子含量不超過(guò)300mg/L。

3.加熱條件對(duì)高錳酸鹽檢測(cè)結(jié)果精確性的影響

根據(jù)上述對(duì)于高錳酸鹽指數(shù)的檢測(cè)原理與方法，在具體的實(shí)驗(yàn)中很多相關(guān)參數(shù)都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果形成一定的影響，而且對(duì)于加熱條件的不同，所形成最終影響的結(jié)果也會(huì)不同，具體可以體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

3.1水浴升溫時(shí)間因素

在具體加熱的過(guò)程中，其加熱的時(shí)間會(huì)對(duì)最終的測(cè)定結(jié)果形成直接影響，特別是檢測(cè)氧化還原反應(yīng)的效果過(guò)程中。當(dāng)外部條件恒定的時(shí)候，檢測(cè)高錳酸鹽測(cè)定結(jié)果的數(shù)值會(huì)隨著加熱時(shí)間的變化而不斷變化，當(dāng)水域自身的加熱持續(xù)穩(wěn)定時(shí)，會(huì)檢測(cè)出對(duì)應(yīng)的高錳酸鹽指定結(jié)果，而且其自身也會(huì)出現(xiàn)一定的偏差，從而使得原本的負(fù)值會(huì)過(guò)渡為正數(shù)值。

當(dāng)水浴的升溫持續(xù)達(dá)到35分鐘時(shí)，其自身檢測(cè)出來(lái)的高錳酸鹽指數(shù)結(jié)果比較理想，通常情況下只會(huì)形成0.4%左右的數(shù)差，在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上需要做好各個(gè)方面的檢測(cè)，同時(shí)還要明確準(zhǔn)確的加熱時(shí)間。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在標(biāo)準(zhǔn)方法下測(cè)定條件對(duì)于高錳酸鹽的車(chē)隊(duì)結(jié)果變化規(guī)律為：3.1.1時(shí)間越長(zhǎng)，檢測(cè)數(shù)值越高；3.1.2測(cè)試最佳的時(shí)間為25min~35min，一般通常為30min作為標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)不同的測(cè)試條件其規(guī)范性有所不同。

3.2外部環(huán)境的干擾

水浴加熱高錳酸鹽的過(guò)程中，其對(duì)自身所處的環(huán)境有一定的影響，包含水浴溫度以及外部溫度或是外部氣壓等都會(huì)形成一定的影響。根據(jù)相關(guān)的結(jié)果來(lái)看，通過(guò)數(shù)值檢測(cè)到高錳酸亞檢測(cè)結(jié)果會(huì)隨著水浴溫度的上升而不斷擴(kuò)大。而且因水浴所使用溫度相較于其自身的條件范圍而言比較大，一般會(huì)控制在90℃~100℃之間。因此，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)辦法對(duì)沸水管理加熱30分鐘后可以得知，水浴溫度差異會(huì)造成同個(gè)水樣檢測(cè)的數(shù)值不同。

另外，在檢測(cè)所處的溫度時(shí)，一些其他的因素會(huì)給沸水浴造成一定的影響，特別是外部溫度較低時(shí)，沸水溫度會(huì)比外部溫度環(huán)境略低，當(dāng)環(huán)境氣壓出現(xiàn)變化時(shí)，沸水浴溫度會(huì)低于常壓條件。這也使得水浴升溫的溫度條件會(huì)受到外部環(huán)境高低和氣壓形成影響，即便在加熱時(shí)間相同的情況下也無(wú)法確保獲取準(zhǔn)確結(jié)果。

4.外部環(huán)境因素的影響

在檢測(cè)高錳酸鉀測(cè)定指數(shù)的過(guò)程中，就算水浴加熱所處條件不同，但測(cè)出的相應(yīng)數(shù)值都會(huì)隨著水浴升溫的變化而變化。當(dāng)測(cè)水內(nèi)摻和有其他的有機(jī)物質(zhì)或是添加高錳酸鉀一類(lèi)的氧化物時(shí)，其自身會(huì)呈現(xiàn)出還原的反應(yīng)，在檢測(cè)對(duì)應(yīng)的數(shù)值過(guò)程中，如采用氧化方法則可能無(wú)法獲取相應(yīng)的氧化還原物成分，這樣無(wú)法保障其在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在這樣的條件下會(huì)出現(xiàn)氧化反應(yīng)的物質(zhì)變化。所以，反應(yīng)時(shí)間的多少會(huì)影響測(cè)定的結(jié)果，特別需要重視以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

4.1若水浴升溫時(shí)間不足，則會(huì)使得高錳酸鉀與水體的相關(guān)物質(zhì)反應(yīng)不足，從而造成反應(yīng)效果不理想，同時(shí)還會(huì)殘留大量的高錳酸鉀。在這樣的情況下如果衡量一定的高錳酸鉀則必然會(huì)消耗大量的草酸納，如果用于過(guò)量的草酸納也會(huì)使得高錳酸鉀量減少，從而得到高錳酸鹽數(shù)值也會(huì)小于實(shí)際自身數(shù)值。

4.2如果水浴升溫時(shí)間不斷延長(zhǎng)，則會(huì)導(dǎo)致高錳酸鉀自身在加熱環(huán)境出現(xiàn)有機(jī)物的反應(yīng)，而且如果再次加熱則會(huì)出現(xiàn)另一種反應(yīng)，這種反應(yīng)利用公式表達(dá)為：

進(jìn)而得知高錳酸鉀出現(xiàn)了額外消耗，最終導(dǎo)致高錳酸鉀的剩余量不斷減少，這也會(huì)影響最終測(cè)定的數(shù)值結(jié)果。

外部環(huán)境條件針對(duì)最優(yōu)的加熱也會(huì)有一定的影響，低壓地方水的沸點(diǎn)也會(huì)呈現(xiàn)出下降。水浴加熱階段，想要使得溫度不斷提升形成反應(yīng)則需要加熱的時(shí)間更長(zhǎng)。在低溫環(huán)境下被測(cè)水樣放在水浴之中，水浴水溫的降低會(huì)形成對(duì)應(yīng)的反應(yīng)，同時(shí)水浴中的水和外部也會(huì)呈現(xiàn)出熱對(duì)流程度不同的溫度條件影響。

5.對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定方法的后續(xù)展望

在針對(duì)當(dāng)前高錳酸鹽的指數(shù)測(cè)定中，根據(jù)水樣具體的情況不同，相關(guān)人員可以采取不同的方法進(jìn)行測(cè)定，這樣能夠確保測(cè)定具有一定的合理性。目前來(lái)看，滴定法在整體的測(cè)試效果上比較理想，而且高錳酸鹽的指數(shù)檢測(cè)比較經(jīng)典，而且準(zhǔn)確度比較高，受到當(dāng)前大家的重視。但是其自身在開(kāi)展的過(guò)程中需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，而且相應(yīng)的工作人員在勞動(dòng)強(qiáng)度上比較高，整體效率比較低效。在分析的過(guò)程中往往會(huì)遇到各式各樣的問(wèn)題，從而無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前快速監(jiān)測(cè)的需求。滴定法自身的不足可以通過(guò)一些其他的形式進(jìn)行彌補(bǔ)，而且通過(guò)靈敏度、試劑以及樣品用量等方面實(shí)現(xiàn)對(duì)于光度的彌補(bǔ)。在具體開(kāi)展的過(guò)程中針對(duì)復(fù)雜的水樣分析時(shí)，會(huì)采用分光光度的方法進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)的過(guò)程中需要考慮到色度以及其他方面因素的干擾。目前快捷自動(dòng)分析法在準(zhǔn)確度、精確度以及重視性都比較理想，而且檢測(cè)濃度的范圍也比較大，它能夠適用于大批量的樣品生產(chǎn)。在線(xiàn)分析法在使用的過(guò)程中可以減少對(duì)于相關(guān)人員的工作強(qiáng)度，但是這項(xiàng)方法對(duì)于設(shè)備的要求比較高，特別是針對(duì)一些實(shí)驗(yàn)后的廢液處理，同時(shí)還要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)。而快速測(cè)定法在靈活性上比較高，在準(zhǔn)確方面比較低，一般會(huì)用于特定的相關(guān)內(nèi)容和檢測(cè)之中。在具體的開(kāi)展中，應(yīng)該根據(jù)需求使用對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方法，從而確保其自身的整體性。

隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與人們生活水平的不斷提高，水資源保護(hù)受到當(dāng)前人們的重視，國(guó)家相關(guān)部門(mén)也針對(duì)水環(huán)境改善作出調(diào)整，并建設(shè)了一些相關(guān)的工程進(jìn)行整治。在這樣的條件下，對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作帶來(lái)一定的影響，相關(guān)人員需要及時(shí)地做好檢測(cè)工作，并根據(jù)獲取的準(zhǔn)確數(shù)值做好測(cè)定。這樣有利于更好的測(cè)定相關(guān)方法，并通過(guò)對(duì)比分析了解相關(guān)的問(wèn)題，保障測(cè)定工作的準(zhǔn)確性，以此確保后續(xù)工作的開(kāi)展。在未來(lái)的檢測(cè)技術(shù)中可以更好地控制高錳酸鹽的數(shù)值，從而提高整體的工作效率。

6.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定結(jié)果與高錳酸鉀多種因素有關(guān)，具體的相關(guān)技術(shù)人員需要做好嚴(yán)格地把控，同時(shí)還要嚴(yán)格做好測(cè)定結(jié)果。在日常的工作中需要重視樣品的分析，同時(shí)采取有效的方法做好改善與調(diào)整，并利用相應(yīng)的技術(shù)做好調(diào)整，以此確保獲取數(shù)值的準(zhǔn)確性。目前來(lái)看，我國(guó)相關(guān)技術(shù)還沒(méi)有完全成熟，需要技術(shù)人員進(jìn)一步加深對(duì)于相關(guān)內(nèi)容的研究與分析，從而為我國(guó)水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作奠定良好的基礎(chǔ)。