焦二虎
(河南省駐馬店水文水資源勘測局 駐馬店 463000)
準(zhǔn)確測定高錳酸鹽指數(shù)數(shù)據(jù)的研究
焦二虎
(河南省駐馬店水文水資源勘測局 駐馬店 463000)
在水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測分析中,高錳酸鹽指數(shù)是比較重要且不容易準(zhǔn)確測定的數(shù)據(jù)。測定高錳酸鹽指數(shù)的過程中會受到諸多因素的影響,其結(jié)果隨機變化較大,本文力求減小試驗環(huán)節(jié)各因素對分析結(jié)果的影響,提高測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
高錳酸鹽指數(shù) 數(shù)據(jù) 準(zhǔn)確性
高錳酸鹽指數(shù)是指在一定條件下,以高錳酸鉀為氧化劑,處理水樣時所消耗的氧化劑的量,是地表水、地下水、生活飲用水監(jiān)測的重要指標(biāo),反映了水體中有機及無機可氧化物質(zhì)污染程度。在水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測分析過程中,是比較難測得準(zhǔn)確的項目之一。在使用酸性高錳酸鉀法測定高錳酸鹽指數(shù)的過程中,由于受到諸多因素的影響,使測定的數(shù)據(jù)偏離其真實值。為了提高測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,筆者參考了一些文獻(xiàn)資料并進(jìn)行了部分對比試驗,結(jié)合在實際工作中總結(jié)出來的經(jīng)驗,分析各個環(huán)節(jié)對數(shù)據(jù)測定準(zhǔn)確性的影響。希望能在日常的化驗分析工作中為大家提供一定幫助。
在測定高錳酸鹽指數(shù)時應(yīng)使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的,最好使用當(dāng)天用酸性高錳酸鉀法蒸餾的蒸餾水或等純度的純水,空白和樣品的測定必須使用同一批水以防止用水不同造成的誤差,影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
新玻璃器皿或長期不使用的玻璃器皿在使用前應(yīng)用洗滌劑清洗干凈,并用蒸餾水或純水沖洗2~3遍,瀝干水分,減少器皿內(nèi)因殘留的水分而引起的測量誤差。
高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的高低對空白值及樣品值的影響較大。理論上應(yīng)盡量準(zhǔn)確調(diào)節(jié)至0.0100mol/L。實踐表明,當(dāng)高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度偏高時,空白試驗所消耗高錳酸鉀的體積偏低,樣品試驗所消耗高錳酸鉀的體積也偏低,樣品測定值也偏低。當(dāng)高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度偏低時,滴定用量增大,樣品溫度下降幅度大,反應(yīng)速度減慢,從而使樣品測定值偏高。
下面采用水利部CODMn標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為例,其標(biāo)準(zhǔn)值為4.70mg/L,不確定度±0.28 mg/L,在確保其他條件正常的情況下,采用3種不同的高錳酸鉀溶液濃度對其進(jìn)行測定,測定結(jié)果見表1。
由此可見,高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度應(yīng)準(zhǔn)確調(diào)在0.0100mol/L,空白值保證在0.25~0.45之間,這樣對樣品測定的影響較小,測定的準(zhǔn)確度較高。
表1 不同高錳酸鉀溶液濃度的測定值
表2 不同加熱時間的測定值
加熱時間也是影響高錳酸鹽指數(shù)的一個重要因素。試驗表明高錳酸鹽指數(shù)測定值隨著水浴加熱時間的延長而增大,對樣品進(jìn)行加熱時,一定要在水浴完全沸騰后再將樣品放入計時,使沸水液面高于錐形瓶內(nèi)樣品液面,否則容易引起樣品受熱不均。
下面采用水利部CODMn標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為例,其標(biāo)準(zhǔn)值為3.95mg/L,不確定度±0.24 mg/L,在確保其他條件正常情況下,得出3個不同加熱時間的測定值,測定結(jié)果見表2。
由以上對比試驗可以看出,加熱時間應(yīng)嚴(yán)格控制在30min,若加熱時間過長,樣品測定值會偏高,反之,樣品測定值則會偏低。
由于高錳酸鹽指數(shù)滴定溶液的溫度要求在60℃~80℃之間,反應(yīng)速度快,因此測定的結(jié)果準(zhǔn)確度較高。但是反應(yīng)體系的溫度也不能太高,將樣品取下加入草酸鈉時溫度不能高于90℃,否則會引起部分草酸鈉分解,使測定結(jié)果偏低。如果溫度低于60℃時,反應(yīng)速度變慢,滴定用量增大,會使測定結(jié)果偏高。因此在滴定過程中溫度要保持在60℃~80℃范圍內(nèi),這樣有利于提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。
在測定高錳酸鹽指數(shù)時,應(yīng)使溶液中的反應(yīng)物高錳酸鉀和草酸鈉能在最適宜的溫度條件下充分接觸發(fā)生反應(yīng)。因此,在測定時應(yīng)保持滴定的速度與反應(yīng)的速度同步。由于高錳酸鉀與還原性物質(zhì)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)中存在著“自動催化反應(yīng)”,生成物中的Mn2+對反應(yīng)本身起著一定的催化作用,開始時反應(yīng)較慢,當(dāng)生成一定量的Mn2+時反應(yīng)速度就加快了,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的濃度減小,反應(yīng)的速度又會變慢。因此,在測定過程中滴定的初始速度和結(jié)束速度就應(yīng)該稍慢,中間速度應(yīng)稍快些,在滴定過程中溶液應(yīng)呈珠串狀往下滴,而不宜呈直線狀。樣品應(yīng)在2min內(nèi)滴完,時間不宜過長,否則溫度下降,測定結(jié)果偏高。滴定終點應(yīng)保持微粉紅色,并保持30s不退色,所有樣品終點顏色具有一致性。
另外由于各地實驗室的條件不同,以及實驗操作人員之間的個體差異,仍然會影響測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此,實驗操作人員平時要多注意參考同行研究成果和經(jīng)驗,尋找本實驗室條件下的最佳實驗條件,才能提高其測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
高錳酸鹽指數(shù)是一個相對條件性指標(biāo),在測定過程中受實驗用水、玻璃器皿、高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度、加熱時間、加熱溫度、滴定速度和滴定時間等多個因素的影響。因此需要嚴(yán)格控制其測定條件,在測定過程中要嚴(yán)格按照操作規(guī)范執(zhí)行,保證高錳酸鹽指數(shù)數(shù)據(jù)測定的準(zhǔn)確性
(專欄編輯:徐 攀)