摘 要：高錳酸鹽指數(shù)作為地表水和生活飲用水監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)，是水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中較難準(zhǔn)確測(cè)得的項(xiàng)目。依據(jù)GB11892-1989水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的基本原理和方法，通過實(shí)驗(yàn)分析并參考有關(guān)文獻(xiàn)，探討了高錳酸鹽指數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)定過程中加熱條件帶來的影響。

關(guān)鍵詞：監(jiān)測(cè)；高錳酸鹽指數(shù)；準(zhǔn)確性；加熱條件；影響因素

前言

目前，我國(guó)大多數(shù)水質(zhì)分析部門一般采用氧化還原滴定法測(cè)定水體的高錳酸鹽指數(shù)，但測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)過程中加熱時(shí)間、加熱溫度、高錳酸鉀溶液濃度、滴定速度、滴定終點(diǎn)判斷等對(duì)測(cè)定值都有影響，難以保證準(zhǔn)確測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)。文章通過實(shí)驗(yàn)分析加熱條件對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定結(jié)果的影響，提出建議，對(duì)準(zhǔn)確測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)具有指導(dǎo)意義。

1 測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)的基本原理及現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法

1.1 高錳酸鹽指數(shù)的有關(guān)測(cè)定原理

在對(duì)高錳酸鹽指數(shù)進(jìn)行測(cè)定時(shí)，其遵循的原理即為：將量已知的硫酸以及高錳酸鉀加到采集好的水樣之中，并且在沸水浴中持續(xù)半個(gè)小時(shí)的加熱，而樣品中含有的一些有機(jī)物以及無機(jī)還原性的某些物質(zhì)會(huì)被高錳酸鉀所氧化，在經(jīng)過氧化反應(yīng)之后，高錳酸鉀會(huì)有剩余，則通過加入過量的草酸鈉對(duì)其進(jìn)行還原，而過量的草酸鈉則需要再加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液來還原[1]。

其反應(yīng)式如下：

4KMnO4+6H2SO4+C→2K2SO4+MnSO4+5CO2+6H2O

2MnO4-+5C2O42-+16H+→8H2O+2Mn2++10CO2

1.2 高錳酸鹽指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法

我國(guó)現(xiàn)行GB11892-1989測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)的規(guī)范如下：

（1）配制好測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)的各種標(biāo)準(zhǔn)試劑，如草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液[C（■NaC2O4）=0.0100mol/L]、[C（■KMnO4）≈0.0100mol/L]、（1+3）硫酸溶液。

（2）吸取100.0mL經(jīng)充分搖勻，混合均勻的水樣，將其放進(jìn)250mL的錐形容器中，再將5mL（1+3）硫酸加進(jìn)去均勻混合。將10mL高錳酸鉀溶液加進(jìn)移液管中，將其搖晃，使其均勻混合，再把先前的250mL錐形容器放到沸水浴里，持續(xù)半個(gè)小時(shí)的加熱。將其取出之后，通過移液管將10mL的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液加進(jìn)去，直到該溶液呈現(xiàn)出無色。趁熱將高錳酸鉀溶液滴落到白色背景上面，直到呈現(xiàn)出粉紅色，使其30秒內(nèi)顏色不變，此時(shí)將高錳酸鉀溶液被消耗掉的體積記錄下來，為V1。

（3）進(jìn)行蒸餾水空白試驗(yàn)：采取100mL蒸餾水按照上述步驟進(jìn)行測(cè)定，將高錳酸鉀溶液回滴之后的體積記錄下來，為V0。

（4）將10mL草酸鈉溶液加進(jìn)1.2.3步驟中的溶液中，在有需要的情況下對(duì)其進(jìn)行加熱，直到80℃，將高錳酸鉀溶液滴落進(jìn)去，直到呈現(xiàn)粉紅色，使其30秒內(nèi)顏色不變，此時(shí)將高錳酸鉀溶液被消耗掉的體積記錄下來，為V2。

（5）試驗(yàn)的結(jié)果表示：高錳酸鹽指數(shù)以每升水樣消耗毫克氧數(shù)來表示（02，mg/L）按下式計(jì)算：

式中：C：草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)的量濃度，0.0100mol/L

如水樣經(jīng)稀釋后再測(cè)定（當(dāng)水樣中CODMn>4.5mg/L，水樣要經(jīng)過稀釋才能測(cè)定）按下式計(jì)算：

式中：f：稀釋水樣時(shí)，蒸餾水在100mL測(cè)定用體積內(nèi)所占比例（如10mL水樣用水稀釋至100mL，則f=■=0.90）；V3：水樣體積。

2 高錳酸鹽指數(shù)的準(zhǔn)確性測(cè)定中加熱條件帶來的影響

2.1 高錳酸鹽的指數(shù)測(cè)定中加熱時(shí)間對(duì)結(jié)果的影響

加熱的時(shí)間對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響是比較直接的，即影響著氧化還原反應(yīng)的強(qiáng)度大小。其加熱時(shí)間對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定結(jié)果的影響見表1。

標(biāo)準(zhǔn)樣品編號(hào)203149，真值μ=3.56mg/L

將錐形瓶放置于水浴鍋之后，水再次沸騰時(shí)，就是要對(duì)水浴進(jìn)行加熱的計(jì)時(shí)開始時(shí)間，一般采取秒表作為計(jì)時(shí)器。根據(jù)表1可以知道，在測(cè)定高錳酸鹽的過程中，相應(yīng)數(shù)值會(huì)與加熱時(shí)間長(zhǎng)短成正比，數(shù)值相對(duì)誤差也會(huì)慢慢由負(fù)轉(zhuǎn)正。當(dāng)持續(xù)36分鐘的加熱時(shí)，相對(duì)誤差則是0.3%，這也是加熱的最理想時(shí)間。但GB11892-1989標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為30分鐘，所以兩者并不相等。

2.2 高錳酸鹽的指數(shù)測(cè)定中水浴加熱所處的外界壞境條件對(duì)結(jié)果的影響

在水浴加熱中，有關(guān)的外界環(huán)境條件包括試驗(yàn)環(huán)境的海拔、溫度和水浴的溫度。但最根本的是受實(shí)驗(yàn)環(huán)境的海拔、溫度的影響。

3 高錳酸鹽指數(shù)的準(zhǔn)確性測(cè)定中加熱條件的影響原因分析

（1）高錳酸鹽指數(shù)的有關(guān)測(cè)定數(shù)值和加熱時(shí)間成正比。實(shí)際上，水樣里含有一些還原性物質(zhì)，使得高錳酸鉀與之發(fā)生氧化還原的化學(xué)反應(yīng)。只是在對(duì)高錳酸鹽指數(shù)進(jìn)行測(cè)定的過程中，如果采取的是酸性高錳酸鉀氧化法，則測(cè)出來的結(jié)果是在規(guī)定時(shí)間里的還原性物質(zhì)的含量[2]。所以測(cè)出來的量不等于可被氧化的還原性物質(zhì)的全部總量。因此，這一化學(xué)反應(yīng)時(shí)間也會(huì)對(duì)高錳酸鹽指數(shù)的最終測(cè)定結(jié)果造成直接影響。（2）高錳酸鹽指數(shù)的有關(guān)測(cè)定數(shù)值和加熱時(shí)間的最佳值、水浴鍋外界環(huán)境等因素存在聯(lián)系。也就是水樣中含有的還原性物質(zhì)和高錳酸鉀之間發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，這一反應(yīng)的速率和溫度之間存在關(guān)聯(lián)性，必然會(huì)在某一溫度范圍之內(nèi)達(dá)到氧化還原的最大限度[3]。首先，水浴的沸點(diǎn)與水浴鍋所處的外界環(huán)境條件有關(guān)，高海拔地區(qū)水的沸點(diǎn)比低海拔地區(qū)低，因此，要使水樣中的還原性物質(zhì)與高錳酸鉀反應(yīng)達(dá)到最大限度，就需要延長(zhǎng)加熱時(shí)間；其次，溫度不同的地區(qū)，水浴鍋內(nèi)被測(cè)水樣的水溫下降速度也不同，溫度低的地區(qū)相對(duì)較快，所以需要加熱更久，以使得水再次沸騰。同時(shí)，也需要加熱更長(zhǎng)時(shí)間，才能使得被測(cè)的水樣達(dá)到該氧化反應(yīng)的高效區(qū)所處的溫度。因此，準(zhǔn)確測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)時(shí)，由于不同地點(diǎn)所處的外界環(huán)境不同，因此會(huì)出現(xiàn)不同的最佳加熱時(shí)間。這說明現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方法GB11892-1989中規(guī)定的最佳加熱時(shí)間為30min已遭到質(zhì)疑，有必要進(jìn)行修正。

4 結(jié)束語(yǔ)

如今我國(guó)飲用水水源的污染現(xiàn)象日益嚴(yán)重。高錳酸鹽指數(shù)成了評(píng)價(jià)地表水、生活飲用水受還原性物質(zhì)污染程度的重要指標(biāo)之一。因?yàn)楦咤i酸鹽指數(shù)是具有相對(duì)條件性的一種指標(biāo)，所以有關(guān)部門應(yīng)該對(duì)各種因素進(jìn)行全面綜合地考慮，進(jìn)一步明確對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方法（GB11892-1989）中有關(guān)加熱時(shí)間和水浴溫度的規(guī)定，以確保我們能夠準(zhǔn)確測(cè)定水樣中的高錳酸鹽指數(shù)。

參考文獻(xiàn)

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