高錳酸鹽指數測定中高錳酸鉀標準使用溶液的探討

駱耀仙

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高錳酸鹽指數測定中高錳酸鉀標準使用溶液的探討

駱耀仙

福建省環境監測中心站

結合多年的工作經驗，對高錳酸鹽指數測定過程中的高錳酸鉀使用溶液的配制及使用進行探討，為分析人員快速、準確地測定水樣的高錳酸鹽指數提供幫助。

高錳酸鹽指數 高錳酸鉀使用溶液 濃度 檢測范圍 二次加入

在我國，高錳酸鹽指數是表征地表水體受有機污染物和還原性無機物污染程度的綜合指標。它是一個條件性相對指標，其測定結果與反應溶液的酸度、高錳酸鉀使用液的濃度、樣品處理過程加熱溫度、反應時間以及滴定時間都密切相關。高錳酸鹽指數測定條件對其測定值的影響，國內許多文獻都做了探討[1-2]。如何快速準確地測定高錳酸鹽指數，需要在實踐中不斷摸索總結，掌握對各測定條件嚴格控制的能力。

1 高錳酸鉀使用液的準確配制

依據現行的《水質 高錳酸鹽指數的測定》(GB11892-89)標準[3]，應控制氧化劑高錳酸鉀使用溶液的摩爾濃度接近0.010mol/L（1/5KMnO4）。標準中高錳酸鉀使用溶液的配制方法是：先配制濃度為0.100 mol/L（1/5KMnO4）的高錳酸鉀標準儲備溶液，再稀釋10倍配制成0.010mol/L的高錳酸鉀使用溶液。

市售的高錳酸鉀試劑常含有二氧化錳和其它雜質，如硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽等，并且受蒸餾水中常含有微量還原性物質的影響，它們可與MnO4-反應而析出MnO(OH)2沉淀，MnO2和MnO(OH)2又能促進高錳酸鉀溶液的分解，此外KMnO4溶液還能自行分解。因此不能一次性配制成準確濃度的高錳酸鉀標準儲備溶液。在實際工作中，常常遇到手邊有現成的高濃度高錳酸鉀溶液，其濃度未必是0.100 mol/L。此時只要尋找出相應的稀釋倍數，不論高錳酸鉀儲備溶液的濃度是多少，我們都能通過稀釋準確配置出濃度接近0.010mol/L（1/5KMnO4）的高錳酸鉀使用溶液。

首先對高錳酸鉀儲備溶液進行標定。具體標定方法為：取10.00mL草酸鈉標準貯備液（1/2Na2C2O4=0.100mol/L)于250mL錐形瓶中，用水稀釋至100mL，加入5mL（1+3）硫酸，加熱至60℃～80℃，用高錳酸鉀儲備溶液滴定至終點。由高錳酸鉀儲備溶液的用量（V0）計算出稀釋倍數C（C=100/ V0）。然后按稀釋倍數C配制成我們所需濃度的高錳酸鉀使用液。標定時注意酸度和溫度，應與樣品測定的條件一致。

2 增大高錳酸鉀使用液濃度對高錳酸鹽指數測定的影響

增大高錳酸鉀使用液濃度，研究高錳酸鉀使用液濃度對高錳酸鹽指數測定值的影響。

分別采用0.010mol/L（方法1）、0.020mol/L (方法2)、0.050mol/L(方法3)的高錳酸鉀使用液（1/5KMnO4）作為氧化劑，分析測定高錳酸鹽指數為4.25mg/L的水樣，其余各測定條件及步驟同《水質高錳酸鹽指數的測定》(GB 11892-89)標準的分析方法。測定結果見表1。

表1 不同濃度高錳酸鉀使用液對高錳酸鹽指數測定值的影響

通過測定結果可以看出，使用不同濃度高錳酸鉀使用液作為氧化劑，相同水樣高錳酸鹽指數測定值不同。高錳酸鉀使用液濃度越大，高錳酸鹽指數測定值的相對誤差也越大。

高錳酸鹽指數是一個條件性相對指標，測定過程中要嚴格控制各測定條件，包括高錳酸鉀使用液的濃度。

3 通過二次加入高錳酸鉀使用液，擴大高錳酸鹽指數值檢測范圍

在現行的《水質高錳酸鹽指數的測定》(GB11892-89)標準中, 高錳酸鹽指數檢測范圍為0.5mg/L～4.5mg/L。高錳酸鹽指數值較高的水樣需稀釋后測定。水和廢水監測分析方法中的描述“當水樣的高錳酸鹽指數值超過10 mg/L時，則酌情分取少量試樣”并不準確[4]。

在實際工作中，有時會遇到高錳酸鹽指數值較高的水樣，加入0.010mol/L（1/5KMnO4）的高錳酸鉀使用液10.00mL，加熱數分鐘后，高錳酸鉀的紫紅色才慢慢褪去。這時要重新量取適量的水樣稀釋后測定，既浪費時間，又浪費試劑。筆者經過多次實驗發現，可以通過二次加入高錳酸鉀標準使用液，擴大高錳酸鹽指數檢測范圍，快速、準確地測定水樣的高錳酸鹽指數值。

具體操作步驟為：按照《水質高錳酸鹽指數的測定》(GB11892-89)標準中測定步驟，水樣中加入5mL（1+3）硫酸，10.00mL高錳酸鉀使用液，放入水浴中加熱。注意觀察水樣，當水樣的紫紅色慢慢轉為棕色時，再次加入10.00mL高錳酸鉀使用液，繼續加熱，并繼續計時至30min。水樣取出后趁熱加入15.00mL草酸鈉標準液，滴定步驟同《水質高錳酸鹽指數的測定》(GB11892-89)標準。高錳酸鹽指數計算公式相應改為：高錳酸鹽指數=〔(V+20)K-15〕C×8000/100。

分析測定高錳酸鹽指數為8.50mg/L（水樣1）、12.2mg/L（水樣2）的水樣，測定結果見表2。

表2 二次加入高錳酸鉀使用液測定高濃度水樣結果

從測定結果可以看出，高錳酸鹽指數為8.50mg/L的水樣，其測定值相對誤差在-2.1%～+3.9%；高錳酸鹽指數為12.2mg/L的水樣，其測定值相對誤差在-1.6%～-2.4%。可見，當水樣的高錳酸鹽指數值較高時，在水樣紫紅色慢慢褪去時，二次加入高錳酸鉀使用液，繼續加熱至30min，可以擴大高錳酸鹽指數檢測范圍。

[1] 余曉鵬，張付寶.高錳酸鹽指數測定的影響因素研究[J].內蒙古環境科學，2008， 20 （3）：56-58.

[2] 卡林,朱伊君,王芹等.測試條件對高錳酸鹽指數測定結果的影響[J].黑龍江環境通報, 2001，25（3）：71-72.

[3] 國家環境保護局.GB11892-89，水質高錳酸鹽指數的測定.1989.

[4] 水和廢水監測分析方法（第四版）[M]. 北京:中國環境科學出版社，2002.