淺析影響高錳酸鹽指數準確度的因素

鄒紹鋒，李小燕，杜玉棟，王 瑜，張進榮

（中國石油寧夏石化公司環境監測站，寧夏銀川 750021）

高錳酸鹽指數（CODMn）是指水樣中能夠被高錳酸鉀氧化的還原性物質的總量，以每升樣品中消耗毫克氧數表示（O2，mg/L），CODMn是地表水、水源水和生活污水監測的重要項目，是反映水體中有機和無機可氧化物污染的常用指標，高錳酸鹽指數越高，說明水體受到污染的程度越嚴重，水質惡化的情況也越嚴重。

CODMn屬于相對性條件指標，在分析過程中發現，其測定結果受高錳酸鉀溶液的濃度、水浴加熱時間、滴定溫度、滴定時間等多種因素的影響[1-9]，如果不對實驗過程進行質量控制，其測定結果的精密度很差，結果的準確性也不高。因此，本文在現用方法的基礎上通過對影響高錳酸鹽指數的各種因素進行實驗分析，找出影響其測定結果的最佳測定條件，以便提高分析質量，保證測定結果的準確性。

1 影響因素的分析

1.1 實驗用水的影響

在日常分析工作中，發現空白值的大小隨蒸餾水存放時間的不同而有所差異，為了考察不同空白值的蒸餾水對測定結果的影響程度，選擇存放時間不同的蒸餾水作為研究對象，進行實驗。實驗數據（見表1）。

由表1 數據可以看出，當蒸餾水存放時間≥3 d時，空白值已超出方法的檢出限0.5 mg/L，這樣的蒸餾水不宜使用，當蒸餾水存放時間≤2 d 時，雖然樣品的測定值都在不確定度的范圍內，但空白值隨著存放時間的延長而增大，測定結果也隨著空白值的增大而增大，因此，在日常分析中，最好選用新配制且空白值小于0.40 mg/L 的蒸餾水進行分析。

表1 實驗用水的影響

1.2 加熱時間對測定結果的影響

研究表明，采用酸性法測定高錳酸鹽指數時，僅對規定時間內能被高錳酸鉀所氧化的還原性物質的量進行測定，所以加熱時間對測定結果有很大的影響，水浴加熱時間不夠，氧化率較低，測定結果偏低，反之亦然。實驗數據（見表2）。

表2 數據表明，在水浴加熱時間為30 min 時測定值最接近真值，且相對誤差最小，所以，在分析樣品時必須嚴格控制加熱時間，在水浴完全沸騰時再放入樣品，等水浴再次沸騰時立即計時，并嚴格控制加熱時間為30 min 以保證測定結果的精密度和準確度。

表2 加熱時間對測定結果的影響

1.3 高錳酸鉀濃度對測定結果的影響

對于滴定反應來說，標準溶液的濃度對測定結果的準確與否至關重要，在測定樣品時，發現當C1/5KMnO4＞0.010 2 mol/L 時，加入10.00 mL 草酸鈉溶液后，空白實驗的紅色沒有完全褪去，當C1/5KMnO4為0.009 8～0.010 2 mol/L 時，測定結果都滿足不確定度的要求，濃度在0.010 0 mol/L 時，測定結果更接近標準值且相對誤差也最小，測定的準確度也更高。實驗數據（見表3）。

由表3 數據可以看出，空白消耗KMnO4體積隨KMnO4標準溶液濃度的增大而減小，當KMnO4標準溶液的濃度為0.009 8～0.010 2 mol/L 時，樣品的測定值都在不確定度的范圍內，濃度在0.010 0 mol/L 時，測定結果更接近標準值且相對誤差也最小，因此KMnO4標準溶液的濃度應準確控制在0.009 8～0.010 1 mol/L范圍內，這樣對樣品的測定結果影響較小，測定的準確度更高。在實驗過程中發現當KMnO4標準溶液的濃度大于0.010 2 moL/L 進行空白實驗時，加入10.00 mL草酸鈉溶液后，KMnO4的紅色不能完全褪色。

表3 高錳酸鉀濃度對測定結果的影響

1.4 滴定溫度對測定結果的影響

高錳酸鉀和草酸鈉的反應是一個吸熱反應，必須趁熱滴定，但滴定溫度不能過高，草酸鈉在溫度超過90 ℃時容易分解：2H++C2O24-=CO2↑+CO↑+H2O 使溶液呈現褐色，導致測定結果偏高，當滴定溫度低于60 ℃時，高錳酸鉀與草酸鈉的反應速率降低，導致結果偏低。實驗數據（見表4）。由表4 數據可知，高錳酸鉀和草酸鈉反應溫度應保持在60～80 ℃，80 ℃時測定結果最接近真值為最佳反應溫度，若溫度過低，需要適當加熱后再進行滴定。

表4 滴定溫度對測定結果的影響

2 驗證實驗

2.1 準確度和精密度實驗

用優化改進后的方法進行高錳酸鹽指數準確度和精密度的驗證實驗，實驗數據（見表5）。

表5 準確度和精密度實驗

2.2 加標回收率實驗

實驗方法的可靠性一般都用加標回收率實驗來驗證，如果加標回收率在90%～110%，說明該實驗方法可靠，實驗數據（見表6）。

表6 加標回收率實驗

3 結論

（1）高錳酸鹽指數是一個相對的條件指標，測定結果受多種因素的影響，因此，在測定過程中，為了確保結果的準確度和提高測定效率，必須對測定過程中的影響因素進行有效地控制，使結果具有可比性。

（2）用改進后的方法進行高錳酸鹽指數的測定，測定結果具有較高的準確性和較好的精密度。