張曉青

（甘肅省隴南市成縣水文水資源勘測局 甘肅隴南 742500）

高錳酸鹽指數(shù)（酸性法）在不同條件下的測定探討

張曉青

（甘肅省隴南市成縣水文水資源勘測局 甘肅隴南 742500）

影響水中高錳酸鹽指數(shù)含量測定結(jié)果的因素主要有水浴的溫度、時間和溶液的酸度等等。 采用高錳酸鹽指數(shù)酸性法研究：在不同時間、不同酸度條件下的高錳酸鹽指數(shù)的測定值。經(jīng)過大量研究表明：同一時間下，隨著酸性的增大，高錳酸鹽指數(shù)就越大，同一酸性條件下，水浴反應時間越長，高錳酸鹽指數(shù)越大；在測定時，水浴時間控制在30分鐘，加入5mL硫酸（1+3）滴定時，樣品的溫度控制在60℃-80℃，這樣能把高錳酸鹽指數(shù)的測定結(jié)果做到最精確。

高錳酸鹽指數(shù) 酸性法 水浴 酸度 反應時間

1 原理及方法

1.1 高錳酸鹽指數(shù)定義

在一定條件下，用高錳酸鉀氧化水樣中的某些有機物及無機還原性物質(zhì)，由消耗的高錳酸鉀的量計算相當?shù)难趿?。高錳酸鹽指數(shù)是反應水體中有機及無機可氧化物質(zhì)污染的常用指標，但不能作為理論需氧量或總有機物含量的指標，因為在規(guī)定的條件下，許多有機物只能部分地被氧化，易揮發(fā)的有機物也不包含在測定值之內(nèi)。

1.2 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30min，高錳酸鉀將樣品中的某些有機物和無機還原性物質(zhì)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(shù)。本方法的測定范圍為0.5～4.5mg/L,適用于飲用水、水源水和地面水的測定，不適用于測定工業(yè)廢水中有機污染的負荷量。

2 試驗

2.1 試驗用具

電熱恒溫水浴鍋、容積為250ml錐形瓶、25ml酸式滴定管、時鐘、10mL滴定管2個、小燒杯2個。

2.2 試驗藥品

1+1硫酸溶液、1+2硫酸溶液、1+3硫酸溶液、1+4硫酸溶液、濃度為0.1mol/L草酸鈉儲備溶液（配制儲備液時用草酸鈉優(yōu)級純）、濃度為0.01mol/L草酸鈉使用溶液、濃度為0.1mol/L高錳酸鉀儲備溶液、濃度為0.01mol/L高錳酸鉀使用溶液。

2.3 試驗步驟19

（1）在做樣品前先對高錳酸鉀溶液進行標定，使其濃度更加準確。步驟為：待標定的高錳酸鉀溶液取20mL，取80mL水，充分混合；標定時控制水浴溫度在70℃～-80℃，將待標定溶液放入水域中，等待標定溶液達到70℃～80℃時取出；加入30mL濃度為0.01mol/L草酸鈉溶液，直至待標定溶液褪色，記錄下草酸鈉的用量；用高錳酸鉀溶液回滴過量的草酸鈉，直至溶液變?yōu)榉奂t色，記錄高錳酸鉀的用量。通過計算得到高錳酸鉀溶液的濃度，再次進行精確配制。計算公式為：C1=C2V2/（V1+20）

C1—所標定的高錳酸鉀溶液的濃度；

C2—理論上高錳酸鉀溶液的濃度；

V1—標定時所用高錳酸鉀溶液的體積；

V2—標定時所用草酸鈉的體積。

（2）高錳酸鹽指數(shù)的測定步驟為：吸取100.0ml的樣品充分搖勻，置于體積為250ml錐形瓶中，加入5±0.5ml硫酸，用滴定管加入10.00ml濃度為0.01mol/L高錳酸鉀使用溶液，搖勻。將錐形瓶置于沸水浴中（水浴鍋中的水位線要高于錐形瓶中樣品的高度）。沸水煮30± 2min（水浴沸騰，開始計時），取出后用滴定管加入10.00ml濃度為0.01mol/L草酸鈉使用溶液，直至溶液變?yōu)闊o色，趁熱用高錳酸鉀溶液滴定至剛出現(xiàn)粉紅色，并保持30s不退。記錄消耗的高錳酸鉀溶液體積。（注：滴定時溶液的溫度要保持在80℃左右）

空白試驗用100ml純水代替樣品，重復以上步驟，記錄下回滴的高錳酸鉀溶液體積V0，向空白試驗滴定后的溶液中加入10.00ml草酸鈉溶液（若空白樣品的溫度過低則重新加熱至70℃～80℃），用高錳酸鉀溶液繼續(xù)滴定至剛出現(xiàn)粉紅色，并保持30s不退。記錄下消耗的高錳酸鉀溶液體積V2。

2.4 計算公式

高錳酸鹽指數(shù)（IMn）以每升樣品消耗毫克氧數(shù)來表示（O2,mg/L,）,公式為：

V1—樣品滴定時，消耗高錳酸鉀溶液體積，mL；

V2—空白試驗所消耗高錳酸鉀溶液體積，mL ；

Vs—樣品滴定時，所取樣品的體積，mL；

C—草酸鈉標準溶液的濃度，0.0100mol/L。

注：此公式只適用于范圍在0.5-4.5mg/L的高錳酸鹽指數(shù)測定。

3 試驗分析

根據(jù)國家標準《水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定》（GB11892-89）采用不同酸度，不同時間進行測定，測定樣品統(tǒng)一為標準樣，吸取10mL標準溶液稀釋成1000mL其濃度是4.29±0.21mg/L。加入硫酸濃度分別是1+4（指的是1體積的硫酸，4體積的水），1+3（指的是1體積的硫酸，3體積的水），1+2（指的是1體積的硫酸，2體積的水）,1+1（指的是1體積的硫酸，1體積的水），水浴加熱時間分別為12min、15min、20min、30min。測定結(jié)果見表1。

表1 不同時間不同酸度測定結(jié)果

根據(jù)表1試驗所得數(shù)據(jù)證明：高錳酸鹽指數(shù)在不同酸度、不同水浴時間下所測得的數(shù)據(jù)不同。經(jīng)過數(shù)據(jù)比對：在相同的加熱時間下，隨著加入硫酸酸度的增加，高錳酸鹽指數(shù)也在增大；在相同的酸度下，隨著加熱時間的增加，高錳酸鹽指數(shù)也在增大。經(jīng)過多次試驗證明：在酸度為1+3，加熱時間為30分鐘時測得的數(shù)據(jù)最接近標準樣品的真實值。

在滴定過程中，時間為12分鐘時，在不同酸度條件下，滴定高錳酸鉀呈粉紅色后雖然30s保持不變，但是在5分鐘過后顏色變淺，甚至消失。不過隨著酸度的增加其顏色褪去的時間變長，在酸度為1+1濃度下其顏色變化不是太明顯，這就說明加熱12分鐘高錳酸鹽指數(shù)呈現(xiàn)不穩(wěn)定性。因此，對于《高錳酸鹽指數(shù)（酸性法）測定方法的探討》中要用濃硫酸水浴加熱12分鐘，得到高錳酸鹽指數(shù)的測定結(jié)果，不予認同。

表2 不同時間不同酸度測定結(jié)果的偏差

根據(jù)表2計算數(shù)據(jù)所得：在硫酸濃度為1+4、1+3、1+2、1+1時，除了加熱時間在30分鐘時測得數(shù)據(jù)在標準樣品偏差范圍內(nèi)，其他時間段測出的數(shù)值均不在標準樣品偏差范圍內(nèi)，并且在硫酸濃度為1+3，加熱時間為30分鐘時的偏差最小，數(shù)據(jù)最接近真實值。這說明在測定高錳酸鹽指數(shù)時，最好采用硫酸濃度為1+3，水浴加熱時間為30分鐘。

4 結(jié)論

通過一系列的試驗證明，高錳酸鹽指數(shù)的測定確實受到水浴加熱時間以及硫酸酸度的影響，在相同的加熱條件下，硫酸酸度越大，高錳酸鹽指數(shù)也就越大；在相同的酸度條件下，隨著水浴加熱時間的增大，高錳酸鹽指數(shù)也就越大。最好在硫酸濃度為1+3時，水浴加熱時間為30min，此時測定的結(jié)果最為精確。另外，在酸性條件下草酸鈉和高錳酸鉀的反應溫度應保持在60℃-80℃，滴定要趁熱進行，若溶液溫度過低應適當加熱。在滴定時應注意速度，剛開始的速度應該要慢，慢慢的加快，最后速度又慢下來。

1. 《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測定》（GB11892-89）[s]，中國標準出版社

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.11.020

X832

A

1672-2469（2014）11-0061-03

19作者簡介：張曉青（1982年—），女，工程師。