不同因素对高锰酸盐指数测定的影响

白帆

摘要：测定高锰酸钾指数时，通过对反应条件：加热时间、水浴温度、滴定速度等进行实验。发现加热时间、水浴温度、滴定速度对测定高锰酸钾指数都有影响，尤其是加热时间。为提高测定准确性，必须同时平行分析已知高锰酸钾指数的标准样品。

关键词 高锰酸钾指数；水质分析；反应条件；分析质控

1 前言

高锰酸钾指数是反映水体中有机及无机可氧化物质的常用指标。高锰酸钾指数是指在一定条件下，用高锰酸钾氧化水中某些有机物和无机还原性物质，由消耗的高锰酸钾计算出相当的耗氧量。因在规定条件下，许多有机物只能部分氧化，易挥发的有机物也不包含在测定值内，不能作为理论需氧量或总有机物含量的指标。同时氧化反应不是完全定量进行的，不同条件下反应完成的程度不同，所测得的指数值也不同，因此必须严格控制反应条件。

本文从加热时间、水浴温度、高锰酸钾浓度、溶液酸度等方面对高锰酸钾指数测定的影响情况作了研究，提出了测定过程的分析质量控制方案。

2 实验部分

2.1试剂与仪器

试剂：同标准方法1

仪器：水浴锅 25mL酸式滴定管 250mL锥形瓶

2.2高锰酸钾标准溶液的配制

2.2.1高锰酸钾标准贮备溶液的标定

标定须在强酸性溶液中进行，若酸度过低，KMnO4与被滴定物作用生成褐色的MnO（OH）2，则反应不能按一定的计量关系进行。但也不能过强，否则会使C2O2-4 分解。准确吸取20 .00 mL的 0 . 1000 Na2C2O4 标准贮备溶液，于 250 mL锥形瓶中，再加入 5 mL的（1+ 3）H2 SO4 溶液，可加少量蒸馏水，在水浴锅中加热至 70～80℃，趁热用KMnO4标准贮备溶液滴定，由于开始时，滴定反应速度较慢，所以滴定的速度也要慢，从滴入第一滴KMnO4标准贮备溶液后，不断摇动溶液，当紫红色褪去后，再滴入第二滴，随着滴定的进行，溶液中的产物，即催化剂 Mn2 +的浓度不断增大，反应速度加快，滴定速度也可适当加快，此为自身催化作用。但也绝不可使KMnO4标准储备液连续流下，临近终点是，应该减慢滴定速度，同事充分搖匀，最后滴入半滴KMnO4标准储备液，摘要匀后0.5min内，保持微红色不褪，表示已达到终点。记下最终读数并计算KMnO4标准储备液的浓度。

由结果调节至0.01mol/L的KMnO4标准溶液。

2.3试验方法

采用GB11892-89水质高锰酸盐指数的测定，酸性法。

吸取100.0mL经充分摇匀的样品于250mL锥形瓶中，加入5mL（1+3）硫酸混匀，再用滴定管加入10mL高锰酸钾溶液，摇匀立即放入沸水浴中加热30分钟取出后，稍凉，加入10.00mL0.0100mol/L草酸钠溶液，趁热用高锰酸钾溶液滴定至刚出现粉红色，并保持30s不褪色，记录用量。

2.3.1滴定反应温度的制约

吸取100.0mL经充分摇匀的高锰酸钾指数为4.00 mg/L的葡萄糖样品于250mL锥形瓶中Vl=5mL，V2 =10.00mL，V3=10.00mL，加热时间为30分钟，得到不同水浴温度下的高锰酸钾指数Vl：（1+3）硫酸；V2：0.01mol/L的KMnO4标准溶液；v3：0.0100mol/L草酸钠溶液，见表1。

从图1可知，高锰酸钾指数随着水浴温度的增加而增大，越接近真值。这是由于常数k随着温度增加而增大，反应速度加快。因些，测定时水浴要保持沸腾，以控制水浴温度在98℃以上。

2.3.2 加热时间

控制实验条件中：V1=5mL，V2=10.00mL，V3 = 10.00mL，水浴温度为100℃，得到不同加热时间下的高锰酸钾指数值，见表2。

从图2可知，高锰酸钾指数随着加热时间的增加而增大，且增大明显。随着反应时间增长，反应完成度提高，测得的高锰酸钾指数增大，在30分钟时最接近真值。因些，测定时要严格控制加热的时间，使时间误差控制在l0秒内。若有秒表可采用秒表计时，以提高测定的准确性和重复性。

2.3.3 滴定速度的制约

由于是在沸水浴中加热，一般情况下很难制约准确加热到100℃，所以实践证明：利用定时钟，以3min放一个样品，滴定时速度制约在3min以内，隔3min从水浴锅中拿出一个样品，这样就能使刚从沸腾的水浴锅中取出的样品，温度不会立即下降很多，即能维持反应的温度条件。由于开始反应时的速度较慢，滴定的速度也要慢。几滴后，待KMnO4生成能使反应加速的Mn2+起作用，滴定速度可加快。但也不能像流水般的滴下，因滴定速度过快，KMnO4来不及与Na2C2O4反应而在热溶液中分解：4MnO+12H+=4Mn2+ +5O2↑+6H2O。

2.3.4滴定终点的制约

高锰酸钾滴定终点不易制约，这是由于空气中含有还原性气体及尘埃等物质，能使KMnO4缓慢分解，而使微红色消失。实践证明，经过0.5min不褪色，即可认为已到终点。

3 结论

通过上述实验发现，测定高锰酸钾指数时，水样的加热时间、水浴温度、高锰酸钾浓度、溶液酸度对测定结果都有较大的影响，尤其是加热时间。为提高高锰酸钾指数的测定准确性，应该严格控制反应条件；同时，必须平行测定已知高锰酸钾指数的标准样品，以判断反应过程中系统反应条件的控制情况，提高测定的准确性和可靠性。

参考文献：

[1] 国家环保局及水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法[M].北京：中国环境科学出版社，2003.223—226。

[2] 陈静 杨艳 浅谈高锰酸盐指数测定影响的若干因素 中国新技术新产品 2012 NO4。