何 陽

(泰興市環(huán)境監(jiān)測站,江蘇 泰興 225400)

高錳酸鹽指數(shù)是指在酸性或堿性介質(zhì)中以高錳酸鉀為氧化劑,處理水樣時所消耗的量。它是衡量水質(zhì)受有機污染物和還原性無機物質(zhì)污染程度的一項重要指標。在水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測分析過程中,它是較難準確檢測的項目之一。因此,在測定時必須嚴格遵守操作規(guī)程,使監(jiān)測結(jié)果具有準確性、可比性。

實際工作中發(fā)現(xiàn),影響高錳酸鹽指數(shù)準確性的重要因素有:高錳酸鉀溶液濃度、水浴加熱時間、滴定速度及時間、空白值 (蒸餾水存放時間)、樣品酸度等。

1 高錳酸鉀濃度

1.1 高錳酸鉀溶液的配制

(1)配制 0.1mol/L高錳酸鉀溶液 1000ml,理論需要量為 3.161g高錳酸鉀。通常在配制過程中高錳酸鉀的稱取量應(yīng)稍多于理論量。GB11892-89方法中稱取 3.2g,主要是防止高錳酸鉀溶液在加熱過程中,高錳酸鉀試劑本身含有的少量雜質(zhì)以及蒸餾水中含有的微量的還原性物質(zhì)對高錳酸鉀的消耗,從而降低高錳酸鉀溶液的濃度。

(2)將 1.2L高錳酸鉀溶液于沸水浴中加熱至體積減少到 1L,使溶液中存在的還原性物質(zhì)充分氧化。放置過夜后,溶液底部有少量沉淀析出,這是MnO(OH)2沉淀,可用 G3玻璃砂芯漏斗過濾,但不宜用濾紙過濾。

(3)將配制好的濃高錳酸鉀溶液貯于棕色玻璃瓶中,放置暗處,避免高錳酸鉀見光分解。

1.2 高錳酸鉀溶液的標定

1.2.1 高錳酸鉀溶液的標定

為進一步確定高錳酸鉀溶液的準確濃度,還需進行標定。標定高錳酸鉀溶液的基準物質(zhì)是草酸鈉,標定過程中應(yīng)控制好高錳酸鉀溶液的滴定速度。由于反應(yīng)中,生成物 Mn2+起到催化劑作用,所以反應(yīng)剛開始,高錳酸鉀褪色較慢,而后隨著Mn2+的大量產(chǎn)生,反應(yīng)速度逐漸加快。因此,高錳酸鉀溶液的滴定速度在開始時不宜過快,否則所加高錳酸鉀來不及與草酸根反應(yīng),即在酸性溶液中發(fā)生分解,從而影響標定的準確度。

為檢測方便,將標定好的高錳酸鉀溶液用蒸餾水稀釋成略低于 0.01mol/L的溶液。此溶液只宜短期使用,不宜長期貯存。

1.2.2 校正系數(shù) K

0.01mol/L高錳酸鉀溶液的校正系數(shù) K,太高或太低均影響測定結(jié)果的準確度。太高,結(jié)果偏高,產(chǎn)生正誤差;反之,產(chǎn)生負誤差。其最佳值應(yīng)略 <1,即所配制高錳酸鉀溶液的質(zhì)量濃度應(yīng)略低于 0.01mol/L,否則取 100ml蒸餾水滴定空白值時,加入 10.00ml高錳酸鉀溶液后,再加0.0100mol/L草酸鈉溶液 10.00ml時,就不能全部褪去高錳酸鉀的紅色,增加了操作步驟。

2 滴定速度和滴定時間的控制

一般的滴定試驗,滴定速度隨著滴定終點的臨近要逐漸放慢。但是由于在熱的酸性介質(zhì)中,高錳酸根被還原成錳離子的反應(yīng)速度要快于其與草酸根反應(yīng)的速度,因而如果滴定初期速度過快會使結(jié)果偏低。所以滴定時應(yīng)該采取先慢后快再慢的步驟。又由于高錳酸鹽指數(shù)滴定的溶液溫度要求在 60～80℃,這樣對滴定時間需要進行控制,以防止滴定時間過長導致整個溶液體系溫度降低幅度太大,影響測定結(jié)果。實驗結(jié)果表明,滴定要趁熱進行,時間最好控制在自加熱至結(jié)束 7min以內(nèi)為宜。否則溶液溫度變低,需適當加熱。

3 加熱反應(yīng)的溫度

眾所周知,不同海拔的地區(qū),水的沸點不同,其氧化反應(yīng)的溫度也就不同。用自配理論值為4.00mg/L標準溶液進行驗證,試驗表明,三角燒瓶中被加熱溶液的溫度略低于水浴的溫度 1～2℃,在沸水浴或者水浴溫度 92℃和 95℃時,消解樣品,已滿足氧化反應(yīng)所需條件,只要反應(yīng)時間足夠,完全不影響分析結(jié)果的準確性。

4 加熱反應(yīng)的時間

把加好試劑的三角燒瓶放入沸水浴中開始計時,反應(yīng)體系與水浴溫度達到平衡時間約需 4min。實驗表明:加熱時間不能少于 35min,否則結(jié)果偏低。操作方法規(guī)定:加好試劑后立即放入沸水浴中加熱,但若未立即加熱時情況會怎樣,同樣用4.00mg/L標準溶液實驗:加好試劑后,室溫放置1h(冷消解),然后再放入沸水浴中按要求加熱,仍能得到滿意的分析結(jié)果。

5 滴定終點

用高錳酸鉀溶液滴定至終點后,溶液出現(xiàn)的粉紅色不能持久,這是因為空氣中的還原性氣體和灰塵都能與 MnO-4緩慢地作用,使 MnO-4還原,故溶液的粉紅色會逐漸消失。所以,滴定時,溶液出現(xiàn)的粉紅色在 0.5～1min內(nèi)不褪色,就可以認為已經(jīng)到達滴定終點。有些人員操作時發(fā)現(xiàn)粉紅色褪去,以為還未到終點,繼續(xù)往下滴,滴定至再次出現(xiàn)粉紅色,這時高錳酸鉀溶液已經(jīng)過量,造成結(jié)果偏高,產(chǎn)生正誤差。

6 結(jié)語

目前,雖然國內(nèi)就高錳酸指數(shù)測定影響因素做了很多研究,對實際工作有一定的指導作用,但是由于各地實驗室的條件不同以及操作人員之間的個體差異,仍可能使結(jié)果有所不同,因此需要實驗操作人員平時不僅要注意參考同行的研究成果和經(jīng)驗,還要注意摸索本實驗室條件下的最佳實驗條件。本文匯總整理了近幾年來國內(nèi)同行的研究進展,并結(jié)合自己的工作體會,試圖歸納一個較完整細致的操作方案,希望能對日常工作的開展起到一定的參考作用。

[1]林晶,郭潔.準確測定高錳酸鹽指數(shù)應(yīng)該注意的問題 [J].中國科技信息,2005,(19).

[2]張媛華.高錳酸鹽指數(shù)測定過程中的幾個重要環(huán)節(jié) [J].云南環(huán)境科學,2004,(23).

[3]王廷龍.如何提高高錳酸鹽指數(shù)測定的精確度 [J].中國科技信息,2005,(19).

[4]劉云飛,宋傳中.影響高錳酸鹽指數(shù)測定的三個主要因素[J].環(huán)境保護科學,2003,(29).