【摘要】高錳酸鹽指數(shù)是一個相對的條件性指標,它主要受加熱時間、溫度、滴定條件、空白值等因素的影響,這些因素會直接影響到測定的結果,所以在實驗中需對相關因素進行準確把握,提高準確性。本文主要分析了高錳酸鉀標準溶液對測定結果的影響,闡述了在具體實驗中,嚴格控制操作流程的重要性,針對影響高錳酸鹽指數(shù)的相關因素進行研究。
【關鍵詞】酸性法;高錳酸鹽指數(shù);影響因素
前言
高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)是對地表水、水源水、生活污水等進行監(jiān)測的重要標準,主要表現(xiàn)出來的是水體受污染狀況。對于水中CODMn監(jiān)測主要采取的是用酸性高錳酸鉀滴定觀察氧化還原反應,但是在實驗過程中的反應機理和氧化程度都偏復雜,導致整個項目的準確性難以測出。在對水體污染程度進行檢測時,用高錳酸鉀不能將容易揮發(fā)的有機物氧化,所以使用高猛酸鹽指數(shù)對水體污染進行檢測并不能完全反映出污染程度,它只是檢測中的一個相對條件指標,并且在具體的實驗中容易受到很多方面因素的影響。在進行CODMn測定的時候,需嚴格控制操作流程,使結果更加具有準確性和可比性。
一、高錳酸鉀標準溶液對測定結果的影響
高錳酸鉀標準溶液濃度對空白值和樣品值的影響非常大,在對標準樣品進行測定實驗和誤差分析后可以得出,高錳酸鉀溶液濃度應不低于0.0098mol/L,不高于0.0100mol/L,理想狀態(tài)下以0.0100mol/L為宜,空白值的保證范圍應控制在0.40到0.50,樣品值的測定相對誤差越低越好,能夠較好地確保高錳酸鹽指數(shù)測定的準確性。高錳酸鉀溶液濃度實驗狀態(tài)下以略小于0.0100mol/L最好,若高錳酸鉀標準溶液濃度過高,實驗過程中,進行空白滴定,加入10ml草酸鈉溶液后不能夠將剩余的高錳酸根完全還原,從而使得溶液中的紫紅色不能完全消退,需添加其他過程來進行處理,若在空白和樣品試驗中高錳酸鉀損耗體積低會導致樣品測定值也偏低。如果高錳酸鉀標準溶液濃度過低,進行滴定的用量就會變多,導致樣品溫度迅速下降,反應速度變慢,樣品最終測定值就會過高[1]。
二、實驗用水對測定結果的影響
高錳酸鹽指數(shù)測定通常在實驗室采用的都是不含有有機物蒸餾水的用水,但是各地區(qū)的蒸餾水批號、保存時間、制備方法都各有不同,在試驗的過程中也會直接影響到空白值結果。由于影響空白值因素的大小經常產生變化,為了確保實驗結果的正確性,需要充分了解這些因素對樣品測定的綜合影響,因此每次進行樣品分析的同時,還應做空白實驗。空白實驗即是指除了用水代替樣品之外,其他操作步驟和所加試劑應均與樣品測定完全相同。質控考核時,用標準分析方法的結果計算公式不能完全扣除空白值,因為該公式所消除的空白影響不包括質控樣稀釋時所用的實驗用水對測定結果所產生的正干擾影響。在保證試劑純度、操作過程和環(huán)境均不受玷污的情況下,用三種不同質量的純水分別對樣品進行稀釋測定和未稀釋測定,研究實驗用水對高錳酸鹽指數(shù)測定結果的影響。實驗結果如表1所示。
從上表中可以得知,空白值大小對于稀釋測定的水樣結果影響并不大,減去空白值基本上可以消除實驗用水的質量影響;但是空白值大小對于未經稀釋的水樣結果會產生一定的影響,空白值越大,實驗用水對高錳酸鹽指數(shù)測定結果的影響也就越大。
三、加熱溫度對測定結果的影響
高錳酸鉀對草酸鈉進行氧化主要是一個吸熱反應的過程,如果是在常溫下進行,兩者化學反應的速度會非常慢,當溫度逐漸升高,反應的速度就會越來越快。有試驗表明,兩者反應的溫度每增加10℃,反應速度能夠增加為原來的3倍左右。
在具體試驗中需注意,對多個樣品進行測試時,需要將每個樣品的加熱時間隔開,因為多個樣品同時在沸騰水浴中會導致整個水溫快速下降,甚至出現(xiàn)局部沸騰的狀況,這時候測出的結果準確性會受到直接影響。將樣品進行加熱時間分隔,能夠不僅有效避免水浴鍋內出現(xiàn)局部沸騰的現(xiàn)象,還能夠保證樣品始終是處于沸騰水浴的狀態(tài)中,對于計算樣品沸水浴時間也有較大的幫助。
四、加熱時間對測定結果的影響
化學反應主要是在一定條件下進行的,主要包括反應溫度、反應速度、反應時間等等。對高錳酸鹽指數(shù)進行氧化測定可以運用酸性高錳酸鉀來完成,但是在試驗中測得的規(guī)定時間內高錳酸鉀對水樣氧化的還原性物質總量并不是水樣中所有的被氧化還原物質總量。物質反應的時間會對測定結果產生最直接的影響。加熱時間過長會使高錳酸鉀消耗量增加,也會影響高錳酸鹽指數(shù),使測定結果偏高;加熱時間太短,高錳酸鉀消耗量減少,使高錳酸鹽指數(shù)測定結果偏低。許多研究者通過試驗,認為水浴加熱的時間不應超過35分鐘,時間過長會使測定結果增加6%左右,另外,水樣加熱時間如果超過3分鐘,那么檢測結果回收率與原來最大回收率相比會增加4%左右。所以需要對加熱時間進行嚴格控制,使測定結果保持在最佳范圍以內。
五、滴定條件對測定結果的影響
(一)滴定溫度
當用高錳酸鉀對剩余草酸鈉進行滴定時,滴定溫度以75(±15)℃為宜,當溫度在80℃前后時,反應最快。若溫度超過90℃,草酸鈉就容易分解,溶液會變成茶色。要避免這種情況出現(xiàn)可以在從沸水浴中取出后放置一段時間,然后再加入草酸鈉。若溫度低于60℃,高錳酸鉀與草酸鈉之間的反應就會非常緩慢從而影響到整個氧化反應過程。假設實驗室室溫為25℃,將樣品從水中取出,2分鐘后,樣品溫度為85℃左右,這時進行滴定最佳。
(二)滴定時間
控制滴定時間對測定結果來說非常重要,因為對高錳酸鹽指數(shù)進行測定溫度是在75(±15)℃的情況下進行的,而且有相關分析操作規(guī)定,要求滴定成滴不成線。在滴定的過程中要預防滴定時間太長使整體溶液溫度降低幅度大而影響測定結果。通過長期試驗結果可以得出將滴定時間控制在2分鐘到7分鐘最佳,時間是從加熱結束開始計算。
結束語
在對高錳酸鹽指數(shù)進行測定時,需要重視水樣的加熱時間、水浴溫度、高錳酸鉀標準溶液濃度、滴定條件等,這些條件都會對高錳酸鹽指數(shù)測定結果產生較大的影響。為提高高錳酸鹽指數(shù)測定結果,在試驗的過程中需嚴格控制各個影響因素;使用的空白實驗水必須符合標準;同時,要對已知的高錳酸鹽指數(shù)的標準樣品進行平行測定,有利于控制反應過程中系統(tǒng)反應條件的情況,減少結果誤差,有效提高高錳酸鹽指數(shù)測定的準確性和可靠性。
參考文獻
[1]陳麗瓊,茹婉紅,胡勇等.影響高錳酸鹽指數(shù)準確測定的因素探討[J].安徽農業(yè)科學,2013,41(1).