高錳酸鉀溶液制備方法的優(yōu)化研究

何吉煥

(云南磷化集團(tuán)有限公司，云南 昆明 650600)

高錳酸鉀是一種運(yùn)用廣泛的強(qiáng)氧化劑[1]，呈深紫色，有金屬光澤，粒狀或針狀結(jié)晶，在強(qiáng)酸溶液、弱酸和堿性溶液中都與還原劑反應(yīng)：

MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2O (常用)

MnO4-+2H2O+3e=MnO2↓+4OH-(很少用)

在酸性溶液中的反應(yīng)常用硫酸酸化，不用硝酸及鹽酸，因?yàn)樗鼈兛赡芘c被測(cè)物和高錳酸鉀反應(yīng)。

1 影響高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液穩(wěn)定性的因素

市售高錳酸鉀純度在99%左右，常含有少量的MnO2及其它雜質(zhì)，同時(shí)蒸餾水中也常含有還原性物質(zhì)，如塵埃，有機(jī)物等，因此高錳酸鉀只能用間接法來(lái)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.1 酸度的影響

在酸性溶液中高錳酸鉀不穩(wěn)定，會(huì)縵慢的但很明顯的分解， 4MnO4+4H+=MnO2↓+3O2+2H2O；在中性或微堿性溶液中分解速度更慢[3]。

1.2 水的影響

高錳酸鉀會(huì)氧化水而放出氧氣，使?jié)舛茸兊汀Ｖ行匀芤褐懈咤i酸鉀與水反應(yīng)放出氧氣比酸性溶液時(shí)更困難。

1.3 光照的影響

高錳酸鉀見光會(huì)分解。

1.4 還原性物質(zhì)的影響

水中還原性物質(zhì)與高錳酸鉀會(huì)反應(yīng)。

1.5 有機(jī)物的影響

高錳酸鉀會(huì)氧化有機(jī)物，有些有機(jī)物會(huì)使高錳酸鉀裉色。

2 配制

按照國(guó)標(biāo)GB/T601-2002中規(guī)定的方法配制高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液。

稱取3.3g高錳酸鉀，溶于1050 mL水中，緩緩煮沸15min，于暗處放置兩周，用已處理過(guò)的4﹟玻璃濾堝過(guò)濾。貯存于棕色瓶中[2]。

3 標(biāo)定

稱取0.25 g于105～110℃電烘箱中干燥至恒重的工作基準(zhǔn)試劑草酸鈉，溶于100mL硫酸溶液(8+92)中，用配制好的高錳酸鉀溶液滴定，近終點(diǎn)時(shí)加熱至約65℃，繼續(xù)滴定至溶液呈粉紅色，并保持30s。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

4 結(jié)果與討論

4.1 煮沸時(shí)間和放置時(shí)間對(duì)高錳酸鉀溶液穩(wěn)定性的影響

同時(shí)配制兩份高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，一份按照國(guó)標(biāo)方法煮沸15min，暗處放置兩周，過(guò)濾后進(jìn)行標(biāo)定，另一份煮沸1h，用煮沸30min以上的蒸餾水稀釋至原體積，放置過(guò)夜，過(guò)濾后進(jìn)行標(biāo)定，結(jié)果如下表1和表2。

表1 煮沸15min、放置兩周對(duì)高錳酸鉀溶液穩(wěn)定性的影響

表2 煮沸1h、放置過(guò)夜對(duì)高錳酸鉀溶液穩(wěn)定性的影響

由表1和表2可知，兩種配制方法得到的高錳酸鉀溶液，在三個(gè)月內(nèi)分別測(cè)試其濃度，濃度變化不大，說(shuō)明水中的還原性物質(zhì)很少，在不同煮沸時(shí)間和放置時(shí)間下都已反應(yīng)完全。

4.2 酸度對(duì)高錳酸鉀溶液穩(wěn)定性的影響

兩種配制方法得到的高錳酸鉀溶液，測(cè)定pH值結(jié)果如表3。

表3 高錳酸鉀溶液pH值

由表3看出，它們的pH值接近中性，再結(jié)合表1和表2的標(biāo)定結(jié)果可知，配制得到的高錳酸鉀溶液，很穩(wěn)定，說(shuō)明在中性環(huán)境，高錳酸鉀的分解速度很慢，氧化水的能力也很低。

4.3 有機(jī)物質(zhì)對(duì)高錳酸鉀溶液穩(wěn)定性的影響

按國(guó)標(biāo)配制高錳酸鉀溶液，用4﹟玻璃濾堝過(guò)濾，抽濾過(guò)程出現(xiàn)真空泵水少量倒吸，溶液標(biāo)定結(jié)果如表4。

表4 有機(jī)物質(zhì)對(duì)高錳酸鉀溶液穩(wěn)定性的影響

表4中數(shù)據(jù)顯示各次標(biāo)定結(jié)果相差很大，溶液極不穩(wěn)定，濃度一直在變化，且標(biāo)定過(guò)程中變色不明顯，沒有高錳酸鉀明顯的紫色，溶液已被真空泵和管子里殘留的有機(jī)物污染，不能再用，可見有機(jī)物對(duì)高錳酸鉀溶液的穩(wěn)定性影響很大。

4.4 不同濃度高錳酸鉀溶液標(biāo)定硫酸亞鐵銨

用兩種配制方法得到的高錳酸鉀溶液，分別標(biāo)定同一硫酸亞鐵銨，標(biāo)定結(jié)果如表5。

表5 不同濃度高錳酸鉀溶液標(biāo)定硫酸亞鐵銨

兩個(gè)濃度的高錳酸鉀溶液標(biāo)定同一硫酸亞鐵銨溶液，測(cè)得的濃度值相對(duì)極差為0.18%，說(shuō)明兩種方法配制的溶液都可行，有效。高錳酸鉀本身的氧化性及試樣性質(zhì)是影響測(cè)定結(jié)果的最主要因素[4]。

用標(biāo)定后得到的兩個(gè)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液0.09664 mol/L和0.09647 mol/L分別測(cè)定黃磷中的P2O3，結(jié)果為0.0017%和0.0021%。

4.5 同濃度高錳酸鉀溶液測(cè)定水中COD(Mn)

將兩個(gè)不同濃度高錳酸鉀溶液稀釋10倍后，測(cè)定水中的耗氧量，結(jié)果如表6。

表6 同濃度高錳酸鉀溶液測(cè)定水中COD(Mn)

說(shuō)明兩種方法配制的高錳酸鉀溶液都可行，有效。

5 注意事項(xiàng)

在高錳酸鉀溶液配制和標(biāo)定過(guò)程中，應(yīng)該注意：

(1)玻璃濾堝在抽濾前應(yīng)在同濃度的高錳酸鉀溶液緩緩煮沸5min。抽濾切不能出現(xiàn)倒吸。

(2)滴定開始要先慢后快。

(3)近終點(diǎn)時(shí)，要加熱到65℃再進(jìn)行滴定，不能超過(guò)85℃。

6 小結(jié)

配制高錳酸鉀溶液時(shí)，煮沸溶液1 h，并用煮沸30min以上的蒸餾水稀釋至原體積，放置一夜后經(jīng)抽濾，標(biāo)定，得到的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)證明和GB/T601-2002的配置方法相比，大大縮短了放置時(shí)間，且濃度有較高的準(zhǔn)確性。