高錳酸鉀溶液制備方法的優化研究

何吉煥

(云南磷化集團有限公司，云南 昆明 650600)

高錳酸鉀是一種運用廣泛的強氧化劑[1]，呈深紫色，有金屬光澤，粒狀或針狀結晶，在強酸溶液、弱酸和堿性溶液中都與還原劑反應：

MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2O (常用)

MnO4-+2H2O+3e=MnO2↓+4OH-(很少用)

在酸性溶液中的反應常用硫酸酸化，不用硝酸及鹽酸，因為它們可能與被測物和高錳酸鉀反應。

1 影響高錳酸鉀標準溶液穩定性的因素

市售高錳酸鉀純度在99%左右，常含有少量的MnO2及其它雜質，同時蒸餾水中也常含有還原性物質，如塵埃，有機物等，因此高錳酸鉀只能用間接法來配制標準溶液。

1.1 酸度的影響

在酸性溶液中高錳酸鉀不穩定，會縵慢的但很明顯的分解， 4MnO4+4H+=MnO2↓+3O2+2H2O；在中性或微堿性溶液中分解速度更慢[3]。

1.2 水的影響

高錳酸鉀會氧化水而放出氧氣，使濃度變低。中性溶液中高錳酸鉀與水反應放出氧氣比酸性溶液時更困難。

1.3 光照的影響

高錳酸鉀見光會分解。

1.4 還原性物質的影響

水中還原性物質與高錳酸鉀會反應。

1.5 有機物的影響

高錳酸鉀會氧化有機物，有些有機物會使高錳酸鉀裉色。

2 配制

按照國標GB/T601-2002中規定的方法配制高錳酸鉀標準溶液。

稱取3.3g高錳酸鉀，溶于1050 mL水中，緩緩煮沸15min，于暗處放置兩周，用已處理過的4﹟玻璃濾堝過濾。貯存于棕色瓶中[2]。

3 標定

稱取0.25 g于105～110℃電烘箱中干燥至恒重的工作基準試劑草酸鈉，溶于100mL硫酸溶液(8+92)中，用配制好的高錳酸鉀溶液滴定，近終點時加熱至約65℃，繼續滴定至溶液呈粉紅色，并保持30s。同時做空白試驗。

4 結果與討論

4.1 煮沸時間和放置時間對高錳酸鉀溶液穩定性的影響

同時配制兩份高錳酸鉀標準溶液，一份按照國標方法煮沸15min，暗處放置兩周，過濾后進行標定，另一份煮沸1h，用煮沸30min以上的蒸餾水稀釋至原體積，放置過夜，過濾后進行標定，結果如下表1和表2。

表1 煮沸15min、放置兩周對高錳酸鉀溶液穩定性的影響

表2 煮沸1h、放置過夜對高錳酸鉀溶液穩定性的影響

由表1和表2可知，兩種配制方法得到的高錳酸鉀溶液，在三個月內分別測試其濃度，濃度變化不大，說明水中的還原性物質很少，在不同煮沸時間和放置時間下都已反應完全。

4.2 酸度對高錳酸鉀溶液穩定性的影響

兩種配制方法得到的高錳酸鉀溶液，測定pH值結果如表3。

表3 高錳酸鉀溶液pH值

由表3看出，它們的pH值接近中性，再結合表1和表2的標定結果可知，配制得到的高錳酸鉀溶液，很穩定，說明在中性環境，高錳酸鉀的分解速度很慢，氧化水的能力也很低。

4.3 有機物質對高錳酸鉀溶液穩定性的影響

按國標配制高錳酸鉀溶液，用4﹟玻璃濾堝過濾，抽濾過程出現真空泵水少量倒吸，溶液標定結果如表4。

表4 有機物質對高錳酸鉀溶液穩定性的影響

表4中數據顯示各次標定結果相差很大，溶液極不穩定，濃度一直在變化，且標定過程中變色不明顯，沒有高錳酸鉀明顯的紫色，溶液已被真空泵和管子里殘留的有機物污染，不能再用，可見有機物對高錳酸鉀溶液的穩定性影響很大。

4.4 不同濃度高錳酸鉀溶液標定硫酸亞鐵銨

用兩種配制方法得到的高錳酸鉀溶液，分別標定同一硫酸亞鐵銨，標定結果如表5。

表5 不同濃度高錳酸鉀溶液標定硫酸亞鐵銨

兩個濃度的高錳酸鉀溶液標定同一硫酸亞鐵銨溶液，測得的濃度值相對極差為0.18%，說明兩種方法配制的溶液都可行，有效。高錳酸鉀本身的氧化性及試樣性質是影響測定結果的最主要因素[4]。

用標定后得到的兩個硫酸亞鐵銨標準溶液0.09664 mol/L和0.09647 mol/L分別測定黃磷中的P2O3，結果為0.0017%和0.0021%。

4.5 同濃度高錳酸鉀溶液測定水中COD(Mn)

將兩個不同濃度高錳酸鉀溶液稀釋10倍后，測定水中的耗氧量，結果如表6。

表6 同濃度高錳酸鉀溶液測定水中COD(Mn)

說明兩種方法配制的高錳酸鉀溶液都可行，有效。

5 注意事項

在高錳酸鉀溶液配制和標定過程中，應該注意：

(1)玻璃濾堝在抽濾前應在同濃度的高錳酸鉀溶液緩緩煮沸5min。抽濾切不能出現倒吸。

(2)滴定開始要先慢后快。

(3)近終點時，要加熱到65℃再進行滴定，不能超過85℃。

6 小結

配制高錳酸鉀溶液時，煮沸溶液1 h，并用煮沸30min以上的蒸餾水稀釋至原體積，放置一夜后經抽濾，標定，得到的高錳酸鉀標準溶液濃度穩定。實驗證明和GB/T601-2002的配置方法相比，大大縮短了放置時間，且濃度有較高的準確性。