光度滴定法在高錳酸鹽指數(shù)在線分析的應(yīng)用

王治舵(聚光科技（杭州）股份有限公司，浙江杭州310000)

光度滴定法在高錳酸鹽指數(shù)在線分析的應(yīng)用

王治舵(聚光科技（杭州）股份有限公司，浙江杭州310000)

光度滴定法應(yīng)用在高錳酸鹽指數(shù)在線自動(dòng)測定，方法簡單，抗?jié)岫雀蓴_強(qiáng)。該方法完全符合《GB 11892-89水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定》，實(shí)際水樣測定相對誤差滿足行業(yè)要求。

高錳酸鹽指數(shù)是反映清潔和較清潔水體中有機(jī)和無機(jī)可氧化物質(zhì)污染的常用指標(biāo)。水中的亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等還原性無機(jī)物和在此條件下可被氧化的有機(jī)物，均可消耗高錳酸鉀，因此高錳酸鹽指數(shù)常被作為地表水受有機(jī)污染物和還原性無機(jī)物污染程度的綜合指標(biāo)，該標(biāo)準(zhǔn)采用高錳酸鉀氧化水樣中的某些有機(jī)物及無機(jī)可氧化物質(zhì)，由消耗的高錳酸鉀量計(jì)算相當(dāng)?shù)难趿俊?/p>

目前在線監(jiān)測設(shè)備主要采用氧化還原滴定法和光度比色法兩種，其中氧化還原滴定法中的氧化還原電極成本較高；光度比色法是替代方法，需要較高濃度的氧化劑，導(dǎo)致有機(jī)物氧化率與標(biāo)準(zhǔn)存在差別。

本儀器將光度滴定法與高錳酸鹽指數(shù)測定相結(jié)合，通過終點(diǎn)判定算法，在有效地抵抗?jié)岫葘y量的影響，保證測量值的準(zhǔn)確性時(shí)，降低在線分析儀的檢測成本。

1 測量原理

在GB11892-89水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定中測量原理描述如下：

樣品中加入已知量的高錳酸鉀和硫酸，在沸水浴中加熱30min，高錳酸鉀將樣品中的某些有機(jī)物和無機(jī)還原性物質(zhì)氧化，反應(yīng)后加入過量的草酸鈉還原剩余的高錳酸鉀，再用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴過量的草酸鈉，通過計(jì)算得到樣品中高錳酸鹽指數(shù)[1]。

2 數(shù)據(jù)處理

滴定過程采用每滴定1滴高錳酸鉀溶液，采集一次樣品的光譜能量，并記錄當(dāng)前滴定數(shù)m及吸光度Am，通過對其吸光度的變化進(jìn)行分析判斷，當(dāng)滿足終點(diǎn)設(shè)要求時(shí)，停止滴定，通過最小二乘擬合，計(jì)算出所需高錳酸鉀滴定數(shù)Nx0，最終計(jì)算得出該樣品的高錳酸鹽指數(shù)。

2.1 樣品滴定所需高錳酸鉀的滴定數(shù)

對最近幾次的次吸光度值A(chǔ)[n-m+1，n-m+2，n-m+3，…，n]與對應(yīng)的n值進(jìn)行最小二乘法線性擬合（NX=K*A+b）[2]，其中系數(shù)b的計(jì)算方法如下：

當(dāng)吸光度A為0時(shí)，剩余的草酸鈉剛剛被高錳酸鉀100%氧化，即本次測量所需高錳酸鉀滴定數(shù)NX0=b。

2.2 高錳酸鹽指數(shù)的計(jì)算

通過以下公式計(jì)算該樣品的高錳酸鹽指數(shù)：

注：N10——空白樣品高錳酸鉀滴定滴數(shù)；

C2——高錳酸鉀濃度；

Vx——樣品體積；

NX0——測定樣品時(shí)高錳酸鉀滴定滴數(shù)；

V0——每滴高錳酸鉀體積

3 注意事項(xiàng)

（1）滴定過程需保持恒溫：滴定過程溶液溫度維持在（60-70）℃，有利于高錳酸鉀氧化草酸鈉，防止出現(xiàn)高錳酸鉀未能與草酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)；

（2）吸光度計(jì)算時(shí)參比的選取：在進(jìn)行實(shí)際水樣測試時(shí)，如果直接采用純水或者靜置的樣品做為參比信號，滴定過程攪拌由于懸浮物等導(dǎo)致光路透過率發(fā)生改變，導(dǎo)致吸光度迅速下降，容易造成滴定終點(diǎn)誤判，從而使得測量值偏小，在進(jìn)行參比信號采集時(shí)應(yīng)選擇實(shí)際樣品滴定前的信號，并保證信號采集過程與滴定信號采集過程一致，即在攪拌的情況下進(jìn)行參比信號的采集；

4 試驗(yàn)結(jié)果

4.1 重復(fù)性試驗(yàn)

以草酸鈉配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液為監(jiān)測對象，用本方法進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果見表1所示，可見本方法的重復(fù)性在0.52%～1.07%之間。

表1 標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)性測試

3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 9．899 9．830 9．862 9．955 9．800 9．659 9．733 9．865 9．817 9．776 0．059 0．063 0．101 0．103 0．105 0．103 0．072 0．60% 0．64% 1．03% 1．05% 1．07% 1．05% 0．73%

4.2 與國標(biāo)方法一致性試驗(yàn)

采用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2所示。可以看出，該方法與國標(biāo)方法一致。

表2 國標(biāo)物質(zhì)試驗(yàn)

4.3 實(shí)際水樣試驗(yàn)

為了檢驗(yàn)該方法在測量濁度較大水樣的準(zhǔn)確度，采用蘇州運(yùn)河水樣進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3所示。由表3可以看出，用此方法測定含沙較多地標(biāo)水樣的高錳酸鹽指數(shù)的準(zhǔn)確度滿足行業(yè)要求。

表3 實(shí)際水樣試驗(yàn)

5 結(jié)語

采用光度滴定法進(jìn)行高錳酸鹽指數(shù)在線分析，通過選取合適的參比，有效減少高錳酸鉀滴定法中濁度的干擾，測量結(jié)果滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

[1] GB11892-89水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定.

[2] 戴樹桂.儀器分析.北京：高等教育出版社，1990:91.

Photometric titration method for permanganate index online analysis,simple method,strong interference.The method accords with the"GB 11892-89 water quality determination of permanganate index",Measurement of the relative error of water sample meet the industry standards.

光度滴定法；高錳酸鹽指數(shù)；濁度干擾；在線分析

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