高錳酸鹽指數(shù)化學(xué)檢測(cè)實(shí)踐中的問(wèn)題討論

易華

摘要：隨著我國(guó)的高速發(fā)展，伴隨而來(lái)的還有環(huán)境污染，環(huán)境的污染導(dǎo)致人們的身體健康受到危害，尤其是水污染。近幾年來(lái)，我國(guó)的水污染狀況是越發(fā)嚴(yán)峻，而水資源是人們生存必備的，所以當(dāng)前水污染的解決是迫在眉睫的，而高錳酸鹽指數(shù)作為判斷水污染狀況的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)于水污染檢測(cè)起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)提高高錳酸鹽指數(shù)的準(zhǔn)確性我們可以更好地判斷當(dāng)?shù)氐乃廴緺顩r，提高水污染檢測(cè)的準(zhǔn)確性。本文主要闡述了高錳酸鹽指數(shù)的概念、檢測(cè)流程和檢測(cè)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決方法。

關(guān)鍵詞：高錳酸鹽指數(shù);化學(xué)檢測(cè)實(shí)踐;問(wèn)題與討論

1.高錳酸鹽指數(shù)概念以及檢測(cè)流程

1.1高錳酸鹽指數(shù)概念

所謂高錳酸鹽指的是所含陰離子為高錳酸根（MnO4-）的一類鹽的總稱。高錳酸鹽指數(shù)常用于反映水體中的無(wú)機(jī)和有機(jī)氧化物污染狀況的常用指標(biāo)。高錳酸鹽指數(shù)的定義為：在一定環(huán)境下，以高錳酸鉀為氧化劑氧化水樣中的部分有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，根據(jù)所消耗的高錳酸鉀的量計(jì)算氧量，單位為mg/L，表示單位氧的毫克/升。由于高錳酸鉀只能氧化如亞硝酸鹽、亞鐵鹽等的還原性無(wú)機(jī)物和可被氧化的有機(jī)物，所以不能夠根據(jù)所消耗的高錳酸鉀的量來(lái)直接計(jì)算理論需氧量和有機(jī)物總量，只能進(jìn)行粗略估算。另外高錳酸鉀法通常只用于地表水、飲用水以及生活污水的檢測(cè)，工業(yè)廢水檢測(cè)一般不使用此法，而采用重鉻酸鉀法。除此之外，易揮發(fā)有機(jī)物的測(cè)定也不適用。

1.2高錳酸鹽指數(shù)檢測(cè)的流程

高錳酸鹽的指數(shù)檢測(cè)操作原理如下：往水樣中加入一定量的硫酸，使其呈酸性，然后根據(jù)水樣的量加入一定比例的高錳酸鉀，經(jīng)過(guò)沸水進(jìn)行水浴加熱后，對(duì)未反應(yīng)完全的高錳酸鉀使用草酸鈉溶液進(jìn)行還原，草酸鈉溶液需過(guò)量，再用高錳酸鉀溶液滴定過(guò)量的草酸鈉，最后通過(guò)計(jì)算求出高錳酸鹽指數(shù)值。計(jì)算公式如下：

X（O2，mg/L）={[（10+v）K-10]×M×8×1000}/100

式中：X為高錳酸鹽指數(shù);V為水樣消耗的高錳酸鉀溶液總量，單位為 ml;K為標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)，即五分之一的高錳酸鉀溶液（KMnO4）相當(dāng)于二分之一的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（Na2C2O4）的體積;M為草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（Na2C2O4）的溶液濃度，單位為mol/L。

所用儀器：待測(cè)水樣、250ml燒杯、滴定管、移液槍

高錳酸鹽指數(shù)檢測(cè)的具體操作流程：首先用移液槍移取200ml的待測(cè)水樣，向其中加10ml硫酸，將其充分混合，加入適量0.01mol/L的高錳酸鉀溶液于混合溶液中，對(duì)混合液加熱30分鐘，向其中加入0.01mol/L的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，待反應(yīng)完全后用高錳酸鉀對(duì)多余的草酸鈉進(jìn)行滴定，滴定結(jié)束后將溶液加熱至70℃，最后重新加入草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)操作得到了高錳酸鹽指數(shù)為3.53mg/L，根據(jù)我國(guó)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分布表來(lái)看，這個(gè)數(shù)據(jù)樣本屬于二級(jí)輕度污染。

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)可以得出以下實(shí)驗(yàn)結(jié)論：高錳酸鉀的用量以及加熱的時(shí)間對(duì)高錳酸鹽指數(shù)的影響最大。就高錳酸鉀的使用量而言，如果待測(cè)水樣消耗了5ml以上時(shí)，所得到的高錳酸鹽指數(shù)會(huì)低于平均值。發(fā)生這種狀況的主要原因是高錳酸鹽的濃度過(guò)低使得待測(cè)水樣中還原物質(zhì)的氧化率降低。就加熱時(shí)間而言，在其他因素不變得情況下，高錳酸鹽指數(shù)與加熱時(shí)間成正比，即隨著加熱時(shí)間的增加，高錳酸鹽的指數(shù)也相應(yīng)增大。其原因可推測(cè)為隨著加熱時(shí)間的增加，該反應(yīng)能夠更加徹底地進(jìn)行，反應(yīng)更加完全。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明只有當(dāng)反應(yīng)溫度嚴(yán)格控制在95℃以上時(shí)，反應(yīng)才能完全進(jìn)行。因此，為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在加熱溶液30min的整個(gè)過(guò)程中，都應(yīng)該保持水浴溶液溶液的沸騰狀態(tài)，直至30min加熱完成方可停止對(duì)水浴溶液加熱。

2.高錳酸鹽檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題以及對(duì)策分析

2.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差大

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于各種因素的影響會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差，主要因素如下：

（1）對(duì)溶液進(jìn)行加熱時(shí)，溶液顏色由原來(lái)的紅色逐漸變?yōu)闊o(wú)色。出現(xiàn)這種情況時(shí)就不能繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了，不然會(huì)造成較大誤差，可以重新制作待測(cè)水樣進(jìn)行檢測(cè)，另外還需知道造成這種現(xiàn)象的原因是加入的高錳酸鉀的量不足。

（2）加熱溫度過(guò)低，反應(yīng)不均勻。高錳酸鉀的反應(yīng)程度與溫度是息息相關(guān)的，它會(huì)隨溫度變化而變化，尤其是在滴定過(guò)程中，滴定溫度是不能少于60℃的，如果低于這個(gè)溫度，反應(yīng)速度就會(huì)變得極慢。因此，在進(jìn)行高錳酸鹽指數(shù)檢測(cè)過(guò)程中最好將溫度控制在90℃左右，最低限度要達(dá)到80℃。

（3）待測(cè)水樣中氯離子的濃度過(guò)高。通常來(lái)說(shuō)當(dāng)待測(cè)水樣中氯離子濃度大于5 mg/L時(shí)，溶液中就會(huì)存在堿性物質(zhì)使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)較大誤差。因此，在每次實(shí)驗(yàn)前需要將裝待測(cè)水樣的燒杯以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所需用到的其他儀器清洗干凈。

（4）沸水浴加熱過(guò)程中水平面高度。在溶液進(jìn)行沸水浴加熱時(shí)，使得沸水浴的水平面高度高于燒杯液面。

2.2實(shí)驗(yàn)室的安全管理問(wèn)題

通常來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)室最常見(jiàn)三大安全隱患就是觸電、火災(zāi)和中毒。尤其是火災(zāi)，近幾年來(lái)實(shí)驗(yàn)室的爆炸事故層出不窮，就最近的一起事故而言，就是2018年12月26日北京交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)室發(fā)生了爆炸事故，造成三名參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生不幸遇難。2016年1月10日北京化工大學(xué)一間實(shí)驗(yàn)室起火。2015年12月18日，清華大學(xué)化學(xué)系實(shí)驗(yàn)室發(fā)生爆炸造成一名博士生死亡。同年六月，蘇州大學(xué)一實(shí)驗(yàn)室也發(fā)生了爆炸事故。類似這樣的例子近幾年來(lái)是較多的，造成這些事故的主要原因是實(shí)驗(yàn)室安全意識(shí)薄弱，實(shí)驗(yàn)室的安全管理未受到重視。要想減少此類事件的發(fā)生，各個(gè)高校的實(shí)驗(yàn)室管理人員應(yīng)當(dāng)妥善保存易燃易爆藥品，保持實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)，尤其是冬季，冬季是最容易產(chǎn)生安全隱患的，不少同學(xué)因?yàn)閼峙潞鋵?shí)驗(yàn)室門窗緊閉，這就很容易造成安全事故。除了火災(zāi)事故，在實(shí)驗(yàn)室中最常見(jiàn)的就是中毒了，實(shí)驗(yàn)中有各種劇毒物質(zhì)以及強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，如氰化物、硫酸等，對(duì)于此類藥物的取用要事先做好安全防患，戴好口罩、眼罩、手套等工具。在本次實(shí)驗(yàn)中就用到了硫酸，如不慎將硫酸濺到皮膚上需要用大量清水進(jìn)行清洗。總之，為了保證實(shí)驗(yàn)室的安全，應(yīng)該定期對(duì)實(shí)驗(yàn)室人員進(jìn)行安全手冊(cè)考核，做好半年一次的緊急演練工作。

結(jié)束語(yǔ)

本論文所談?wù)摰母咤i酸鹽檢測(cè)法仍然存在著許多缺陷，為了提高高錳酸鹽指數(shù)的準(zhǔn)確性，需要進(jìn)一步對(duì)缺陷進(jìn)行改進(jìn)，保證飲用水的質(zhì)量，使得人們能夠安全用水。除此以外，還需要加強(qiáng)高錳酸鹽檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的管理，使其嚴(yán)格按照規(guī)章制度進(jìn)行，保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作的規(guī)范性，不做虛假檢測(cè)。

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