高錳酸鹽指數測定的影響因素

王曉春

(太原市環境監測中心站，山西 太原 030002)

高錳酸鹽指數測定的影響因素

王曉春

(太原市環境監測中心站，山西 太原 030002)

高錳酸鹽指數值的準確度與高錳酸鉀標準溶液濃度、樣品加熱時間、樣品反應溫度、酸度、滴定速度有關。在測定標樣時，稀釋標樣的蒸餾水對標樣值有很大的影響。

高錳酸鹽指數;酸性法;測定條件;準確度

1 概述

高錳酸鹽指數是指，在一定條件下，以高錳酸鉀(KMnO4)為氧化劑，處理水樣時所消耗的氧化劑的量。表示為單位氧的毫克/升(O2，mg/L)。水質高錳酸鹽指數是反映水體中有機及無機可氧化物質污染的常用指標，是用來形容地表水等低污染類水體收到還原性物質污染程度的。高錳酸鹽指數在潔凈水的檢測中使用比較多，尤其是在自來水檢測中。其測定方法有2種:酸性高錳酸鉀法和堿性高錳酸鉀法。目前，我國測定地表水中高錳酸鹽指數的標準方法是酸性法(GB/T 11892－1989)。實際工作中，在做高錳酸鹽指數標樣時，盡管是按照國標中規定的溶液配制以及測定步驟來進行，但測得的值仍然偏高，甚至會超出標樣值的上限。本文主要從標樣分析過程中探討高錳酸鉀標準溶液濃度、樣品加熱時間、樣品反應溫度、滴定速度以及稀釋標準樣品時所用的純水水質對標樣測定的影響［1－3］。

2 原理及材料

2.1 原理

樣品中加入已知量的高錳酸鉀和硫酸，在沸水浴中加熱30 min，高錳酸鉀將樣品中的某些有機物和無機還原性物質氧化;反應后，加入過量的草酸鈉還原剩余的高錳酸鉀，再用高錳酸鉀標準溶液回滴過量的草酸鈉。通過計算得到樣品中高錳酸鹽指數。

2.2 計算公式［見式(1)］

式中:V1為樣品滴定時消耗高錳酸鉀溶液體積，mL; V2為標定時所消耗高錳酸鉀溶液體積，mL;c為草酸鈉標準溶液濃度，0.010 0 mol/L;V0為空白實驗時消耗高錳酸鉀溶液體積，mL;V3為測定時所取樣品體積，mL;f為稀釋樣品時蒸餾水在100 mL測定用體積內所占比例。

2.3 材料

當量試劑草酸鈉、高錳酸鉀，產自天津傲然;高錳酸鹽指數標準樣品，2個質量濃度:(4.73±0.38) mg/L、(2.82±0.20)mg/L，環境保護部標準樣品研究所。

3 影響測定結果的因素分析

3.1 實驗室空白對結果的影響

影響實驗室空白的因素有很多，如，實驗室用水、試劑純度、玻璃器皿潔凈度。本實驗中的實驗室用水為不含還原性物質的水:將1 L蒸餾水置于全玻璃蒸餾器中，加入10 mL硫酸和少量高錳酸鉀溶液，蒸餾。玻璃器皿的清洗順序依次為，先用酸性高錳酸鉀溶液蕩洗，再用自來水、蒸餾水洗凈，確保不含還原性物質。空白偏高會對含量低的樣品影響很大。空白值一般低于0.50 mL，對樣品的測定影響不大。

3.2 高錳酸鉀溶液濃度對結果的影響

高錳酸鉀溶液具有較強的氧化性，易與空氣中還原性物質發生反應，而且見光易分解，會引起溶液濃度的變化。高錳酸鉀溶液濃度偏高，空白實驗及標樣所消耗的高錳酸鉀溶液用量偏小，從而引起結果偏低;高錳酸鉀溶液濃度偏低，空白實驗及標樣所消耗的高錳酸鉀溶液用量偏大，從而引起結果偏高。所以，盡可能配制濃度接近于0.010 0 mol/L的高錳酸鉀溶液。剛配好的溶液不能立即使用，放置一段時間后再進行使用，并將配制好的高錳酸鉀溶液放在棕色試劑瓶內，避光保存，使用當天標定其溶液濃度。

3.3 加熱時間對結果的影響

高錳酸鹽指數是在規定條件下的許多有機物部分被氧化，易揮發有機物不包含在測定值之內，它不能作為理論需氧量或總有機物含量的指標。不同加熱時間對實驗結果的影響見表1。從表1可以得出，樣品的高錳酸鹽指數值隨加熱時間的延長而增加，而且如果加熱時間過長，液體轉變成淺黃色，會影響滴定終點的判斷。加熱時間應該控制在(30± 2)min，從錐形瓶放入沸水浴中，沸水浴開始沸騰計時，沸水浴的水面要高于錐形瓶內的液面。

表1 不同加熱時間的實驗結果①

3.4 反應溫度對結果的影響

反應溫度應控制在80℃左右。因為草酸鈉在90℃或高于90℃時，會部分發生分解，導致標定結果偏高，而樣品消耗高錳酸鉀溶液的體積減少，結果偏低。如果溫度低于60℃，反應速度緩慢，結果偏高。

3.5 酸度對結果的影響

樣品中加入硫酸，使樣品pH值為1～2。分析樣品時，吸取100.0 mL樣品于250 mL錐形瓶中，再加入(5±0.5)mL 1+3稀硫酸溶液。酸度太高，部分草酸鈉會發生分解;酸度太低，部分高錳酸鉀會被還原。對結果均有影響。

3.6 滴定速度對結果的影響

滴定樣品時，滴定速度過快，高錳酸鉀和草酸鈉來不及反應就發生分解，會導致結果偏低;滴定速度過慢，溶液溫度降低，反應速度緩慢，導致結果偏高。滴定樣品應在2 min內完成。滴定終點為剛出現粉紅色，并保持30 s不褪色，且具有一致性。

4 標準樣品的測量

將2個質量濃度值［標樣1:(2.82±0.20)mg/L，標樣2:(4.73±0.38)mg/L］的標準樣品稀釋，用20 mL干燥潔凈移液管從安培瓶中準確量取20 mL濃標樣至500 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋定容至刻度，混勻后即可測量。標樣測量數據見表2。

表2 標準樣品的測定數據

如果不考慮空白的影響，把稀釋后的標樣作為整體的一個樣品，標樣1的質量濃度值為3.10 mg/L，高于標準值的上限;標樣2的質量濃度值為5.02 mg/L，在標準值范圍內，但接近于標準值的上限。如果考慮到空白的影響，把濃的標樣作為樣品，在100 mL待測樣中，樣品的體積為4 mL，蒸餾水的體積為96 mL，f=0.96，代入公式(1)中算得:標樣1的質量濃度值為 2.78 mg/L，標樣 2的質量濃度值為4.71 mg/L，2個標樣均接近于真值。由此可見，稀釋標準樣品時所用的純水水質對標樣測定有影響，尤其是對濃度較低的標樣影響較大。

5 結論

高錳酸鹽指數是一個相對的條件性指標，其值得準確度與高錳酸鉀標準溶液濃度、樣品加熱時間、樣品反應溫度、酸度、滴定速度有關。在測定標樣時，由于稀釋標樣會帶入大量的蒸餾水，因此在計算時要考慮到蒸餾水對標樣值的影響。

［1］張勤.高錳酸鹽指數標準樣品測定結果修正方法的探討［J］.江蘇水利，2010(9):38－41.

［2］卡林，朱伊君，王芹.測試條件對高錳酸鹽指數測定結果的影響［J］.黑龍江環境通報，2001，25(3):71－72.

［3］張宇青，宋友坤.酸性法測定高錳酸鹽指數的誤差消除方法［J］.污染防治技術，2008，21(5):94－95.

Influencing factors of determination of permanganate index

WANG Xiaochun

(Taiyuan Environmental Monitoring Center Station，Taiyuan Shanxi 030002，China)

The accuracy of permanganate index is related to potassium permanganate standard solution，sample heating time，reaction temperature，acidity of reaction solution，titration rate.In the determination of standard samples，distilled water in diluted samples has great influence on value of standard sample.

permanganate index;acid process;test condition;accuracy

O655

A

1004－7050(2016)06－0052－02

10.16525/j.cnki.cn14－1109/tq.2016.06.15

2016－10－11

王曉春，女，1978年出生，2004年畢業于日本琉球大學，碩士學位，工程師，主要從事環境監測工作。