摘要:高錳酸鹽指數在檢測水體中起著重要的作用,其測定結果準確度與標準溶液的濃度、加熱時間及溫度、樣品的酸度、滴定終點的判斷等因素有關。
關鍵詞:高錳酸鹽指數;盲樣測定;結果準確度
高錳酸鹽指數是檢測水體中有機及無機可氧化物污染程度的重要標準之一。按測定溶液的酸堿性不同,分為酸性高錳酸鉀法和堿性高錳酸鉀法,堿性高錳酸鉀法用于測定氯離子濃度高于300mg/L的水樣。本文主要討論酸性高錳酸鉀法,酸性高錳酸鉀法的原理是在樣品中加入已知量的高錳酸鉀和硫酸,在沸水浴溫度下反應30分鐘,高錳酸鉀將樣品中的某些有機物和無機還原物質氧化,反應后再加入過量的草酸鈉還原剩余的高錳酸鉀,再用高錳酸鉀標準滴定液回滴過量的草酸鈉。通過計算得到樣品中高錳酸鹽指數。此法測定范圍為0.5mg/L~4.5 mg/L。
高錳酸鹽指數是飲用水、水源水、地面水的重要監(jiān)測指標,在最嚴格水資源管理制度中,是考核水功能區(qū)水質類別是否達標重要指標之一,同時也是水利部開展全國水利系統(tǒng)水質監(jiān)測實驗室質量控制考核(比對試驗)的重要指標之一。其測定結果的準確度與標準溶液的濃度、加熱時間及溫度、樣品的酸度、滴定終點的判斷等因素有關。本文結合自己多年的工作體會,歸納出一個較完整細致的方案,希望能給同仁們以后工作的順利開展起一定的參考作用。
1 標準溶液對測定結果的影響
(1)草酸鈉基準溶液是用來標定高錳酸鉀的準確濃度,直接影響到高錳酸鹽指數的測定結果。配制草酸鈉基準溶液時,需要在120℃干燥箱內烘干草酸鈉基準試劑2小時,于干燥皿內冷卻至室溫在進行稱量,如果沒冷卻進行稱量會引起測定結果偏高。草酸鈉基準溶液應該在4℃密閉保存,標準溶液應該在臨用前配制,草酸鈉基準溶液使用一般不超過兩個月。
(2)高錳酸鉀標準溶液當高錳酸鉀溶液濃度偏高時,空白試驗和樣品試驗所消耗高錳酸鉀的體積偏低,樣品測定值偏低。當高錳酸鉀溶液濃度偏低時,滴定量增大,樣品溫度下降塊,反應速度減慢,樣品測定值偏高。標準溶液濃度盡量調節(jié)到0.0098~0.0100mol/L ,理論上應該控制在0.0100mol/L。切忌使用新配的高錳酸鉀溶液,Kmn04不易提純,剛配置的kmn04溶液中還有雜質(可能還有二價錳離子或其它雜質)會使性質發(fā)生變化,需將溶液儲存于棕色瓶較長一段時間后再使用。
2 反應體系對測定結果的影響
高錳酸鹽指數的測定屬于氧化還原反應,因此酸度的控制至關重要。測定時需用硫酸控制樣品的酸度,使其酸度必須控制在≤2,這樣測定結果才能接近真值。酸度大小是化學反應的重要因素之一,當酸度過低時,KMNO4容易被還原為MNO2沉淀,影響其對水體中有機及無機可氧化物,使高錳酸鉀氧化能力降低,測定結果偏低;當酸度過高,則會引起溶液中的H2C2O4分解,反應中H+的消耗會干擾反應的正常進行,使高錳酸鉀在有限的時間內不能發(fā)揮其氧化作用,使測定結果偏低。
3 空白值對測定結果的影響
由于空白值的大小直接影響到數據結果,而空白值與實驗室用水又有很大的關系,因此實驗室用水應該是不含有機物、空白小于0.8mg/L、新蒸餾出來的純水為宜。Ⅲ級以上的地表水蒸餾出來的水一般都符合要求,如果是Ⅳ級及以下的地表水,必須經過二次蒸餾才能作為實驗室用水。
4 加熱時間對測定結果的影響
酸性高錳酸鉀法測定高錳酸鹽指數,只是測定在規(guī)定時間內高錳酸鉀所氧化樣品中還原物質的量,而不是樣品中所有還原物質的量,所以加熱時間長短直接影響對結果的判斷。在測定過程中一定要在水完全沸騰后再將樣品放入,等水再次沸騰時開始計時,并嚴格控制時間為30分鐘。若加熱時間過長,樣品測定值偏高,反之則低。
5 水溫對測定結果的影響
(1)水浴溫度。耗氧量測定結果與氧化條件的強弱關系很大,水浴溫度低,反應速度就會減慢,水浴溫度高,加快反應速度,因此必須控制好加熱水溫,在對樣品進行水浴加熱時,沸水浴的溫度應為98℃,另外在水浴過程中,沸水浴的水面一定要高于錐形瓶內的液面,否則樣品受熱不均,測定結果重復性差,準確度就低。
(2)滴定時的溫度。在加入草酸鈉時,水溫不能高于90℃,因為水溫過高,部分草酸會分解,測定結果會偏低。滴定過程中水溫應控制在70℃~80℃之間,如果水溫過低,高錳酸鉀和草酸鈉的反應速度過慢,會使測定結果偏高,從而影響測定結果的準確性。
6 滴定終點的判斷對測定結果的影響
由于MnO4與C2O24的反應是自催化反應 ,二價錳是催化劑,因此滴定速度與化學反應一定要適應, 滴定時待第一滴紅色退去之后再滴入第二滴,滴定速度過快會使高錳酸鉀來不及與草酸鈉反應,直接分解為MnO,影響結果的準確度。因此在滴定的開始不能過快,等滴加到MnO4開始作用后,滴定速度可適當加快,遵循“成滴不成線”“慢快慢”的原則,滴定終點應保持30秒為粉紅色不消退,整個滴定過程應在2分鐘內完成。
7 比對測試
比對測試在盲樣考試中起著至關重要的作用。在測定盲樣的同時帶一支已知濃度的標準樣品同時測定,盲樣測定結果的準確與否,一般可以通過比對測試來判斷,如果盲樣測定結果不理想,也可以通過參考標準樣品值通過修正而得到正確的盲樣測定結果。
8 結論
綜上所述,高錳酸鹽指數在測定過程中受很多因素的影響,因而很難測到真值,其結果隨機變化大。因此在測定高錳酸鹽指數的時候,需注意以下幾點:(1)空白﹤0.80mg/L,(2)高錳酸鉀標準溶液濃度盡量調節(jié)到0.0098~0.0100mol/L,(3)樣品酸度必須控制在≤2,(4)加熱時間為30分鐘,(5)水溫不低于98℃,(6)滴定終點的準確判斷等。事實上只要嚴格按照標準方法的要求,規(guī)范操作,采取適宜的方法消除對數據結果有影響的因素,再進行合理的數據比對分析,得到準確的分析結果是不難的。
參考文獻:
[1]“水和廢水監(jiān)測分析方法方法”第四版.
[2]中華人民共和國標準高錳酸鹽指數的測定GB118921989.
作者簡介:左燕(1969),女,大專,工程師,主要從事水文水資源工作。