(天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院,天津300402)
高錳酸鹽指數(shù)是地表水、生活飲用水及生活污水監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo),也常被作為地表水體受有機(jī)污染物和還原性物質(zhì)污染程度的綜合指標(biāo)。通常情況下也是反映水體受污染程度的最重要的指標(biāo)之一[1]。為避免六價(jià)鉻的二次污染,高錳酸鹽指數(shù)評(píng)價(jià)水體污染優(yōu)勢(shì)明顯。高錳酸鹽指數(shù)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件要求較高的指標(biāo),其測(cè)定結(jié)果與水樣在水浴中的加熱時(shí)間、水浴溫度、滴定速度、是否進(jìn)行加蓋反應(yīng)及空白實(shí)驗(yàn)等有關(guān)。如果不嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程的質(zhì)量控制,其誤差很大,結(jié)果的準(zhǔn)確性難以保證。因此高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定在水環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制中經(jīng)常用作盲樣的考核方法[2]。高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定已經(jīng)連續(xù)多次作為高職院校水環(huán)境監(jiān)測(cè)工技能大賽的考核方法,我們通過幾年來進(jìn)行學(xué)生培訓(xùn),對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提高測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度的操作方法進(jìn)行了總結(jié)。
25mL棕色滴定管(1支);250 mL具塞三角燒瓶;4孔電熱恒溫水浴鍋(DZKW-4)。
1:3硫酸(天津試劑三廠)。草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(1/2Na2C2O4=0.100mol/L):稱取 0.6705g 在 105~110℃烘干1h并冷卻的草酸鈉溶于水,移入100mL容量瓶中,用水稀釋至標(biāo)線。高錳酸鉀溶液(1/5KMnO4=0.1mol/L):稱取3.2g高錳酸鉀溶于1.2L水中,加熱煮沸,使體積減少到約1L,放置過夜,用G-3玻璃砂芯漏斗過濾后,濾液貯于棕色瓶中保存。高錳酸鹽指數(shù)為4.00mg/L的葡萄糖(C6H12O6)標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.3168g葡萄糖定容至1L水中,取10.00mL定容至250mL)。純凈水(我校純凈水廠自產(chǎn))
參見(GR11892-1989)水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定。
國(guó)標(biāo)上要求樣品在水浴鍋中加熱反應(yīng) 30min后進(jìn)行滴定,由表1可以看出,高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定,準(zhǔn)確的控制加熱時(shí)間非常重要,加熱時(shí)間越長(zhǎng),所得數(shù)據(jù)越高。28~32min之間所得結(jié)果與實(shí)際結(jié)果誤差相對(duì)較小。所以實(shí)際實(shí)驗(yàn)中,我們嚴(yán)格控制加熱時(shí)間在28~32min之間。最低不低于26min,最高不超過33min。
表1 加熱時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響
因?yàn)楫?dāng)反應(yīng)溫度大于90°C時(shí),草酸鈉容易分解;當(dāng)反應(yīng)溫度低于60°C時(shí),則會(huì)影響氧化反應(yīng)的程度,所以國(guó)標(biāo)中要求滴定溫度要求在60~80°C之間。由表2可以看出,當(dāng)室溫為20°C時(shí),水樣從水浴鍋中取下時(shí)水樣的溫度一般在 88~95°C之間,加入草酸納溶液后,溫度75~83°C之間,此時(shí)正好可以進(jìn)行滴定,滴定后水樣的溫度一般都會(huì)在60°C[4]。
表2 20℃室溫下樣品溫度隨時(shí)間的變化
由表2我們可以知道,當(dāng)溶液從水浴鍋中取出6min后,溫度已經(jīng)達(dá)到反應(yīng)的最低溫度。因此控制滴定過程在6min內(nèi)完成是必要的。然而,高錳酸鉀與草酸之間的氧化反應(yīng)是一種自催化氧化還原反應(yīng),二價(jià)錳離子是反應(yīng)的催化劑。這種類型化學(xué)反應(yīng)速度的特點(diǎn)是先慢后快,因此滴定速度要與化學(xué)反應(yīng)速度相適應(yīng),才能保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性[5]。滴定初始時(shí)滴定劑的加入速度要遠(yuǎn)低于正常滴定速度,等到二價(jià)錳離子具有催化作用后再加快滴定速度,直到以正常速度滴定。所以高錳酸鉀在開始加入時(shí),當(dāng)?shù)?滴的高錳酸鉀加上顏色褪去后再加第2滴,然后根據(jù)“成滴不成線”的原則逐滴逐滴地快速加入,接近終點(diǎn)時(shí)減速滴入,否則滴定速度太快,可影響反應(yīng)速度,速度太慢又使水樣的溫度偏低,影響測(cè)定結(jié)果。所以滴定的最佳速度為2~3min完成滴定操作[6]。
滴定終點(diǎn)掌握不好很容易產(chǎn)生一定的誤差。水樣滴定時(shí)的終點(diǎn)與標(biāo)定時(shí)的終點(diǎn)應(yīng)該一致,三個(gè)平行樣品的終點(diǎn)應(yīng)該一致。終點(diǎn)的判斷就顯得尤其重要,我們滴定中掌握的原則是:當(dāng)水樣剛出現(xiàn)不褪的似有似無的淡粉紅色后再多加1~2.5滴保證30 s不褪色即可[7]。
影響高錳酸鹽測(cè)定的因素很多,除以上討論的因素外,空白扣除,水浴液面深度,酸度控制等因素都能夠影響測(cè)定結(jié)果,只要我們能夠按照規(guī)定操作,并合理安排時(shí)間,就能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成高錳酸指數(shù)盲樣測(cè)定。
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