蘇銀祥

本文介紹了酸性高錳酸鉀法測定生活飲用水中耗氧量的檢測方法，著重闡述了耗氧量測定過程中溶液濃度、加熱時間、滴定溫度及速度等各種因素對耗氧量檢測結(jié)果的影響，希望為生活飲用水耗氧量的準(zhǔn)確測定做出貢獻(xiàn)。

生活飲用水;測定;酸性高錳酸鉀法;耗氧量;影響因素

隨著科技的進(jìn)步、生活水平的提高，人們對生活飲用水水質(zhì)的關(guān)注度也越來越高。《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749—2006中共有106項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，其中：（一）水質(zhì)常規(guī)指標(biāo)38項(xiàng)（微生物指標(biāo)4項(xiàng)、毒理指標(biāo)15項(xiàng)、感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)17項(xiàng)、放射性物質(zhì)2項(xiàng)）;（二）飲用水中消毒劑常規(guī)指標(biāo)4項(xiàng);（三）水質(zhì)非常規(guī)指標(biāo)64項(xiàng)（微生物指標(biāo)2項(xiàng)、毒理指標(biāo)59項(xiàng)、感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)3項(xiàng)）。水質(zhì)檢測項(xiàng)目和檢驗(yàn)頻率又分為日檢項(xiàng)目、月檢項(xiàng)目、年檢項(xiàng)目。耗氧量既是生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中的常規(guī)指標(biāo)，又是生活飲用水的日檢項(xiàng)目，可見它的重要性。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)原理

高錳酸鉀在酸性溶液中將還原性物質(zhì)氧化，過量的高錳酸鉀用草酸還原。根據(jù)高錳酸鉀消耗量表示耗氧量（以O(shè)2計(jì)）。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

（1）6孔電熱恒溫水浴鍋。

（2）錐形瓶，250mL。

（3）酸式滴定管，50mL。

（4）硫酸溶液（1+3）：將1體積硫酸（ρ20=1.84g/mL）在水浴冷卻下緩緩加到3體積純水中，煮沸，滴加高錳酸鉀溶液至溶液保持微紅色。

（5）草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液[c（1/2Na2C2O4）=0.1000mol/L]。

（6）高錳酸鉀溶液[c（1/2KMnO4）=0.1000mol/L]。

（7）高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液[c（1/2KMnO4）=0.01000mol/L]：將高錳酸鉀溶液準(zhǔn)確稀釋10倍。

（8）草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液[c（1/2Na2C2O4）=0.01000mol/L]：將草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲備液準(zhǔn)確稀釋10倍。

1.3實(shí)驗(yàn)步驟

用100mL胖肚吸管移取100mL水樣放入預(yù)處理過的錐形瓶中，往水樣中加入5mL硫酸溶液（1+3），再用酸式滴定管加入10.00mL高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，將水樣加蓋放入沸騰的水浴鍋中準(zhǔn)確加熱30min，取出水樣趁熱加入10.00mL草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，充分振蕩，使紅色褪盡后，再用酸式滴定管滴入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液至使溶液呈微紅色即為滴定終點(diǎn)，記錄用量V1。向滴定至終點(diǎn)的溶液中趁熱（70℃～80℃）加入10.00mL草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，立即用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定使溶液至微紅色，記錄用量V2。計(jì)算校正系數(shù)K=10/V2。

2水樣的采集和保存

根據(jù)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法GB5750—2006中規(guī)定，用玻璃瓶采集水樣，每升水中加入0.8mL（ρ20=1.84g/mL）硫酸，4℃保存，24h內(nèi)測定完畢。

3檢測過程中影響耗氧量測定的主要因素

酸性高錳酸鉀滴定法屬于氧化還原反應(yīng)類型，其氧化反應(yīng)和反應(yīng)機(jī)制比較復(fù)雜，準(zhǔn)確測定比較困難，因此測定耗氧量實(shí)驗(yàn)過程中要控制好各種反應(yīng)條件，包括高錳酸鉀的濃度、加熱時間、加熱溫度、溶液的酸度、滴定溫度、滴定速度等。只有這樣才能更準(zhǔn)確地測定水中的耗氧量。

3.1滴定管的選擇

高錳酸鉀屬于強(qiáng)氧化劑，氧化性強(qiáng)且見光易分解。而堿式滴定管的乳膠管是有機(jī)物制品，滴定時高錳酸鉀容易腐蝕乳膠管，增加其滴定量，從而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以，滴定管必須選用棕色的酸式滴定管。

3.2高錳酸鉀溶液濃度

高錳酸鉀氧化性強(qiáng)，容易和水中的有機(jī)物、空氣中的CO2及氨等還原性物質(zhì)作用，析出MnO2，而MnO2還能促進(jìn)高錳酸鉀溶液的分解，使高錳酸鉀溶液濃度降低，從而影響結(jié)果的準(zhǔn)確。所以，高錳酸鉀溶液務(wù)必定期進(jìn)行標(biāo)定。

3.3錐形瓶的預(yù)處理

向250mL的錐形瓶加入50mL純水，再加入1mL硫酸（1+3）及少量高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液煮沸數(shù)分鐘，滴加草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液至溶液成微紅色，將溶液棄去備用。由于錐形瓶參與試驗(yàn)的整個過程，如果錐形瓶本身附著了一些可被氧化的物質(zhì)，勢必導(dǎo)致檢測結(jié)果偏高，所以錐形瓶的預(yù)處理至關(guān)重要。預(yù)處理就是為了將瓶子洗干凈，將誤差減到最低。

3.4加熱過程中錐形瓶必須加蓋

加熱過程中錐形瓶加蓋有以下好處：減少溫度的損失，減少溶液體積的損失，增加瓶內(nèi)的壓力，具有回流作用。加蓋與否直接影響水樣加熱時的溫度與水樣體積，不加蓋加熱會使檢測結(jié)果偏低，所以水浴加熱時應(yīng)該加蓋進(jìn)行。

3.5合理設(shè)置水浴鍋內(nèi)的水量

水浴鍋中的水過多，會使錐形瓶飄浮起來;水過少會使錐形瓶內(nèi)的水樣受熱不均勻造成氧化還原反應(yīng)不完全，使測定結(jié)果偏低。所以要合理設(shè)置水浴鍋內(nèi)的水量，即水浴鍋內(nèi)的水面要略高于錐形瓶內(nèi)水樣的液面，以保證錐形瓶內(nèi)的水樣能進(jìn)行充分的加熱反應(yīng)，使測定結(jié)果更加準(zhǔn)確。

3.6加熱計(jì)時的確定

加熱時間的長短對結(jié)果的測定影響較大。GB5749—2006中描述“將錐形瓶放入沸騰的水浴中，準(zhǔn)確放置30min”，根據(jù)字面意思的理解是放入樣品就開始計(jì)時。但實(shí)際情況是當(dāng)錐形瓶放入后，水浴鍋重新達(dá)到沸騰需要約3min的時間，所以這里就存在時間差。由于耗氧量的測定結(jié)果與氧化條件的強(qiáng)弱程度關(guān)系較大，加熱時間的不同對測定結(jié)果影響較大，加熱時間越長，結(jié)果越高。所以對水樣進(jìn)行加熱時，應(yīng)該從水浴鍋重新沸騰后開始準(zhǔn)確計(jì)時30min。

3.7用硫酸控制溶液的酸度

由于本方法屬于氧化還原反應(yīng)，酸性條件對其反應(yīng)影響較大。酸度過低，KMnO4易被還原為MnO2沉淀，使其氧化性降低導(dǎo)致檢測結(jié)果偏高;酸度過高，則會使Na2C2O4分解，使結(jié)果偏低。因此，測定時需加入硫酸控制樣品的酸度。

3.8滴定時的溫度

高錳酸鉀和草酸鈉的最佳反應(yīng)溫度在70℃～80℃之間，溫度過高（高于90℃），草酸鈉受熱部分分解，使結(jié)果偏低;溫度過低（低于65℃），反應(yīng)不充分，會造成結(jié)果偏高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，樣品從水浴鍋中取出后，放置0.5min左右，迅速加入10mL草酸鈉溶液，反應(yīng)完全后再開始滴定。

3.9滴定時的速度

滴定速度對結(jié)果影響較大。高錳酸鉀和草酸鈉反應(yīng)是自催化反應(yīng)，生成的Mn2+可作為滴定反應(yīng)的催化劑。因此，滴定開始時要慢，KMnO4需要一滴一滴地滴入，當(dāng)?shù)谝坏蔚念伾嗜ズ笤偌拥诙危鹊礁咤i酸鉀的顏色全部褪去生成Mn2+后再逐滴快速滴入，整個滴定過程保證在2min內(nèi)進(jìn)行完。若滴定速度太快，影響反應(yīng)速度，會使結(jié)果偏高;如果滴定速度過慢，水樣溫度偏低，也會導(dǎo)致測定結(jié)果偏高。

3.10校正系數(shù)K

在每次檢測過程中都需要對KMnO4的濃度進(jìn)行校正，求出校正系數(shù)K。滴定過程中KMnO4的濃度需要與Na2C2O4的濃度一致，因?yàn)楹难趿康臋z測原理是建立在高錳酸鉀溶液濃度與草酸鈉溶液濃度均為0.01000mol/L的基礎(chǔ)上的，K值接近1為最好。

4結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行耗氧量的測定過程中，要想提高耗氧量檢測的準(zhǔn)確性，就要嚴(yán)格控制各個反應(yīng)條件，特別是準(zhǔn)確控制加熱的時間、滴定時的溫度、滴定速度等關(guān)鍵因素，只有這樣才能提高耗氧量檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。

參考文獻(xiàn)

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