測定水中高錳酸鹽指數方法的改進

張曉麗

(山西省晉中生態環境監測中心，山西 晉中 030600)

高錳酸鹽指數是反映水體中有機及無機可氧化物質污染的常用指標，其測定結果與溶液的酸度、高錳酸鉀濃度及沸水浴時間有關。在實際檢測過程中，經常遇到水樣量多，不能及時地報出結果的問題，如何快速準確地得出結果成為一個亟待解決的問題。本文從溶液酸度、反應水浴時間2個條件入手研究，對原來國標方法GB11892-89進行條件優選改進，最大程度地提高分析檢測效率。

1 實驗方法原理

水樣中加入硫酸使其呈酸性后，加入一定量的高錳酸鉀溶液，并在沸水浴中加熱反應一定的時間。剩余的高錳酸鉀，用草酸鈉溶液還原并加入過量，再用高錳酸鉀溶液回滴過量的草酸鈉，通過計算求出樣品中高錳酸鹽指數值[1]。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

DZKW-4型電子恒溫水浴鍋；25 mL酸式滴定管；三角瓶、移液管、量筒等。

高錳酸鉀貯備液 (1/5 KMnO4=0.1 mol/L)：取3.2 g高錳酸鉀溶于1.2 L水中，加熱煮沸，使體積減少到約1 L，在暗處放置過夜，用G-3玻璃砂芯漏斗過濾后，濾液貯于棕色瓶中保存。

高錳酸鉀使用液(1/5KMnO4=0.01 mol/L)：吸取10 mL上述高錳酸鉀溶液于1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至標線，并調節至約0.01 mol/L準確濃度，貯于棕色瓶中。現用現標定。

(1+3)硫酸溶液：量取100 mL硫酸，在不斷攪拌下，緩慢加入到300 mL去離子水中。

(1+1)、(1+2)、(1+4)、(1+5)硫酸溶液參照(1+3)硫酸溶液配制。

草酸鈉標準貯備液(1/2Na2C2O4=0.100 0 mol/L)：基準試劑草酸鈉(GBW(E)060021j)在105 ℃～110 ℃烘干1 h，冷卻后稱取0.6705 g溶于水中，移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻。

草酸鈉標準使用液(1/2Na2C2O4=0.010 0 mol/L)：吸取25.00 mL上述草酸鈉貯備液于250 mL容量瓶中，用水稀釋至標線。

所有試劑配制均用蒸餾水。

2.2 實驗方法

按照GB/11892-89的實驗步驟：吸取100 mL混勻水樣(如高錳酸鹽指數高于4.5 mg/L，則酌情少取，并用水稀釋至100 mL)于250 mL錐形瓶中，加入5 mL(1+3)硫酸，混勻，加入10.00 mL、0.01 mol/L高錳酸鉀溶液，立即將錐形瓶放入沸水浴中加熱30 min(從水浴重新沸騰起計時)。沸水浴液面要高于反應溶液的液面，水浴30 min后，取下錐形瓶，趁熱加入10.00 mL、0.010 0 mol/L的草酸鈉標準溶液，搖勻。立即用0.01 mol/L的高錳酸鉀溶液滴定至顯微紅色，記錄高錳酸鉀溶液消耗量(V1)。

高錳酸鉀溶液濃度的標定：將上述已滴定完畢的溶液加熱至70 ℃～80 ℃，準確加入10.00 mL、0.010 0 mol/L的草酸鈉標準溶液,再用0.01 mol/L的高錳酸鉀溶液滴定至顯微紅色。記錄高錳酸鉀溶液的消耗量(V2)，求得高錳酸鉀溶液的校正系數(K):K=10.00 /V2。式中，V2為高錳酸鉀溶液的消耗量(mL)。

若水樣經稀釋時，應同時另取100 mL去離子水，同水樣操作步驟進行空白實驗。

3 影響因素分析

3.1 溶液酸度對結果的影響

取同一份水樣5份，分別加入(1+1)、(1+2)、(1+3)、(1+4)、(1+5)硫酸5 mL，在沸水浴中30 min。溶液酸度與測定結果關系見表1。

表1 溶液酸度與結果關系表

實驗證明相同的水浴時間內，溶液酸度越高，測定結果越大。

3.2 水浴時間對結果的影響

取同一份水樣5份，分別加入(1+1)硫酸5 mL，分別在沸水浴中加熱10、15、20、25、30 min。水浴時間與測定結果關系見表2。

表2 水浴時間與結果關系表

實驗證明，相同的溶液酸度水浴反應時間越長測定結果越大。

由以上實驗可得出，相同的水浴時間，隨著溶液酸度增加，高錳酸鹽指數也隨著增加；相同的水浴酸度，隨著水浴時間增加，高錳酸鹽指數也隨著增加。

3.3 標準樣品對比實驗

通過標準樣品來檢驗實驗條件，從而找到更準確更有效率的條件。取高錳酸鹽指數(1.600.21 mg/L)203182標準樣品5份，分別加入(1+1)硫酸5 mL，分別在沸水浴中加熱8、10、12、15、20 min，結果如表3。

表3 水浴時間與結果關系表

實驗結果表明，水浴時間15 min的測定值與標準值1.60 mg/L最接近，絕對值相差0.07 mg/L。故，選擇(1+1)硫酸5 mL，水浴時間15 min作為反應條件。

3.4 標準樣品精密度

取7份標準樣品203182，分別加入(1+1)硫酸5 ml，沸水浴時間15 min，其余步驟按照國標方法GB11892-89。測定結果如表4。

表4 編號為203182的高錳酸鹽指數標準樣品精密度

實驗結果證明：標準樣品分析結果均在1.600 21 mg/L范圍內，準確度符合要求；精密度相對標準偏差3.8%，小于國標方法GB11892-89中相對標準偏差5.2%，且小于《水和廢水監測分析方法第四版(增補版)》中室內精密度20%的規定要求。

4 結語

通過本實驗研究可知，通過改變水浴反應時間及溶液酸度不僅縮短了反應時間，也能得到符合規范的準確度和精密度[1]。尤其在水樣較多的情況下，更具有現實意義。較國標GB11892-89的方法，最大限度的縮短了工作時間，提高了工作效率，優化了了實驗條件，測定結果各項指標滿足標準規范要求。快速準確的獲得測定結果，更好的為環境決策提供理論依據。