對(duì)化學(xué)需氧量（CODMn）檢測(cè)影響因素的探討

摘 要：本文通過對(duì)化學(xué)需氧量（CODMn）原理和檢測(cè)過程的分析，總結(jié)出在實(shí)際水環(huán)境監(jiān)測(cè)分析中影響測(cè)定結(jié)果的幾個(gè)關(guān)鍵因素，并結(jié)合多年的水環(huán)境檢測(cè)分析經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各種不利影響因素提出了避免其發(fā)生的方式方法，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

關(guān)鍵詞：化學(xué)需氧量；檢測(cè)分析；檢測(cè)質(zhì)量

化學(xué)需氧量（CODMn）是一個(gè)條件性的相對(duì)指標(biāo)，其氧化還原反應(yīng)過程并不是完全定量進(jìn)行的，隨著氧化還原條件的改變，所檢測(cè)分析的結(jié)果也不相同，其測(cè)定結(jié)果與空白用水、試劑純度、加熱時(shí)間、水浴溫度、滴定過程等對(duì)分析測(cè)試結(jié)果都有影響，因此必須嚴(yán)格控制各個(gè)檢測(cè)分析環(huán)節(jié)，才能保證得到可信度高，準(zhǔn)確度高的結(jié)果。

1 原理及測(cè)定過程簡(jiǎn)介

1.1 化學(xué)需氧量（CODMn）是指在一定條件下，用高錳酸鉀氧化水中某些有機(jī)物和無機(jī)可氧化污染物質(zhì)，由消耗的高錳酸鉀計(jì)算出相當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)需氧量。文中所采用的實(shí)驗(yàn)方法為GBl1892-1989《水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》，原理如下：向未知的待測(cè)樣品中準(zhǔn)確加入已知濃度的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液10.0ml和硫酸溶液，在具有溫控?cái)?shù)顯的沸水浴鍋內(nèi)加熱30分鐘，高錳酸鉀在酸性溶液中將還原性物質(zhì)（有機(jī)物及無機(jī)物）氧化，過量的高錳酸鉀用草酸還原，以高錳酸鉀自身為指示劑，根據(jù)消耗的高錳酸鉀的量計(jì)算相當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)耗氧量。半反應(yīng)式如下：

1.2 簡(jiǎn)述檢測(cè)分析過程：用單標(biāo)線吸量管準(zhǔn)確吸取100 m1待測(cè)樣品，放置于250mL的三角燒瓶?jī)?nèi)，充分搖勻，再向三角燒瓶中加入體積比為1+3的硫酸溶液5.00ml，混勻后，再用單標(biāo)線A級(jí)吸量管準(zhǔn)確加入濃度約為0.010mo1/L的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液10.0 ml，搖勻后將其放入已經(jīng)升溫至沸騰的數(shù)顯恒溫水浴鍋中，再次沸騰開始計(jì)時(shí)，加熱30±2分鐘。取出后，用單標(biāo)線A級(jí)吸量向三角燒瓶中準(zhǔn)確加入0.010mo1/L的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液10.0ml，繼續(xù)搖勻待溶液由棕色變?yōu)闊o色澄清后，趁熱用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至剛出現(xiàn)粉紅色，并保持半分鐘不退色為止，準(zhǔn)確記錄所消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積。然后再用100 ml純水代替樣品做空白試驗(yàn)，與上述步驟相同，記錄消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，根據(jù)公式計(jì)算出化學(xué)需氧量。

2 根據(jù)其反化學(xué)應(yīng)原理和檢測(cè)分析過程，結(jié)合本人多年對(duì)水環(huán)境監(jiān)測(cè)分析經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出對(duì)該待測(cè)參數(shù)結(jié)果的主要影響因素淺析如下：

2.1 實(shí)驗(yàn)用水的選擇和試劑的配制是檢測(cè)分析成功與否的基礎(chǔ)

2.1.1 本實(shí)驗(yàn)分析用水一定要用不含有機(jī)物的蒸餾水， 配制試劑要用新鮮的蒸餾水，最好用重蒸水（制取方法為：可參照標(biāo)準(zhǔn)上的制取方法，但本人在實(shí)際操作中，為了提高制水效率，采用是多個(gè)2L全玻璃蒸餾器同時(shí)制取，加入20mL硫酸和少量高錳酸鉀溶液至出現(xiàn)粉紅色半分鐘不退去，加入防爆玻璃珠后，蒸餾，棄去100mL最初溜液，余下溜出液貯于具玻璃塞的細(xì)口瓶中，用于試劑的配制和樣品檢測(cè)分析。）也可以用超純水，而不能用去離子水。

2.1.2 氧化劑高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的大小對(duì)空白試驗(yàn)及待測(cè)分析樣品的結(jié)果具有較大影響。在這個(gè)氧化還原反應(yīng)中，我們用的還原劑草酸鈉是經(jīng)過準(zhǔn)確稱量配制出的基準(zhǔn)試劑，所以操作過程中要以草酸鈉的濃度0.010mol/L為準(zhǔn)。另外，這個(gè)化學(xué)反應(yīng)原理是在氧化劑與還原劑濃度相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上進(jìn)行的，所以實(shí)際操作過程中要注意兩者濃度差異一定不要太大，最好是高錳酸鉀的濃度趨向于草酸鈉的濃度。當(dāng)出現(xiàn)氧化劑高錳酸鉀的濃度與還原劑草酸鈉的濃度相差較大時(shí)，我們可以對(duì)氧化劑高錳酸鉀多次試驗(yàn)進(jìn)行校正，通過改變量取高錳酸鉀儲(chǔ)備液體積多少的方式，準(zhǔn)確調(diào)節(jié)使其濃度變?yōu)?.010mol/L。通過理論分析證明，本化學(xué)反應(yīng)中，如果我們所用的氧化劑高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定后的計(jì)算濃度比實(shí)際濃度大，就會(huì)導(dǎo)致空白試驗(yàn)和待測(cè)樣品滴定分析所用氧化劑高錳酸鉀的體積偏小，這樣也就致使待測(cè)樣品測(cè)定結(jié)果偏??；如果我們所用的氧化劑高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定后的計(jì)算濃度比實(shí)際濃度小，滴定分析用量就會(huì)增大，相應(yīng)增加了反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)體系的體積，致使待測(cè)樣品溫度下降幅度較快，降低了氧化還原反應(yīng)的速度，增大了氧化劑的用量，導(dǎo)致待測(cè)樣品測(cè)定結(jié)果偏大。所以在日常檢測(cè)分析工作中，我們應(yīng)把高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的校正體積控制在9.80ml～10.10ml區(qū)間，試劑空白體積最好控制在0.10ml～0.50ml區(qū)間，這樣才對(duì)待測(cè)樣品的影響較小，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性較好。

2.2 準(zhǔn)確把握試驗(yàn)環(huán)節(jié)的不利因素是檢測(cè)分析成功與否的關(guān)鍵

2.2.1 合理安排加熱時(shí)間，測(cè)量水樣不能一次性放置過多，太多了會(huì)影響水浴鍋內(nèi)的溫度，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致水浴鍋內(nèi)水面過高，三角燒瓶?jī)A斜過度，致使加熱不均難以保證水樣瓶?jī)?nèi)的水樣都進(jìn)行充分的加熱反應(yīng)，易造成檢測(cè)結(jié)果的偏低。一般每隔5至10分鐘放一個(gè)水樣，相隔時(shí)間最好一致，進(jìn)行梯度分析，這樣既解決了由于同時(shí)放置多個(gè)常溫待測(cè)樣品導(dǎo)致反應(yīng)體系溫度變化較大的問題，又給我們留下了充足的滴定分析和添加試劑時(shí)間，提高了工作效率。

2.2.2 高錳酸鉀氧化草酸鈉的反應(yīng)是個(gè)吸熱反應(yīng)，滴定溫度是反應(yīng)條件的一個(gè)重要方面，常溫條件下該反應(yīng)的速度非常緩慢，隨著溫度升高該化學(xué)反應(yīng)的速度明顯加快，所以在這個(gè)反應(yīng)中對(duì)溫度控制的好壞直接影響了化學(xué)需氧量大小，理想的反應(yīng)溫度在65℃-85℃區(qū)間。還原劑草酸鈉不穩(wěn)定，當(dāng)反應(yīng)溫度大于85℃時(shí)容易分解，因此，我們?cè)诘渭硬菟徕c時(shí)一定不要把試劑沿著三角燒瓶流入，防止草酸鈉還未參與反應(yīng)前已經(jīng)局部過熱而分解；溫度過低，則會(huì)降低氧化反應(yīng)的速度。通常室溫下，待測(cè)樣品從沸水浴中取下3分鐘以內(nèi)其溫度能保證在70℃-85℃之間，3分鐘內(nèi)，我們有充足的時(shí)間完成待測(cè)樣品的滴定分析。

2.2.3 正確判斷待測(cè)樣品滴定終點(diǎn)也是提高檢測(cè)質(zhì)量的重要一環(huán)，我們每次滴定分析時(shí)盡量都從滴定管的零點(diǎn)開始，這樣能減少滴定分析的系統(tǒng)誤差，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。在這個(gè)氧化還原反應(yīng)中，高錳酸鉀具有雙重作用，既是標(biāo)準(zhǔn)溶液，又是自身指示劑，所以，當(dāng)水樣剛出現(xiàn)淡粉紅色后再多加半滴或一滴即可，此反應(yīng)終點(diǎn)判斷一定要與空白試驗(yàn)的滴定終點(diǎn)一致。在實(shí)際工作中，我們采用一張白色A4紙放在滴定臺(tái)下做背板，有利于我們對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷，提高檢測(cè)分析的質(zhì)量。

3 結(jié)語

本實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)分析結(jié)果受到反應(yīng)體系空白用水是否合格、化學(xué)分析試劑純度高低、加熱時(shí)間長(zhǎng)短、水浴溫度控制好壞、滴定分析是否規(guī)范等諸多因素的影響。因此日常檢測(cè)工作中我們要制備符合條件的實(shí)驗(yàn)用水，盡量調(diào)節(jié)高錳酸鉀濃度和草酸鈉濃度趨于一致，合理安排水浴加熱時(shí)間，保證加熱及滴定分析時(shí)的水樣溫度在氧化還原反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，檢測(cè)分析所使用的計(jì)量器具均應(yīng)符合檢測(cè)要求，只有消除了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的各個(gè)不利影響因素，我們才能獲得準(zhǔn)確可靠的監(jiān)測(cè)分析結(jié)果，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[3]李青.水環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)用手冊(cè)[M].中國水利水電出版社，2003-08-01.

作者簡(jiǎn)介：崔洪強(qiáng)（1976，10-），男，山東泰安，工程師，主要從事水環(huán)境監(jiān)測(cè)、分析評(píng)價(jià)、廢液處理及應(yīng)急監(jiān)測(cè)方面的研究工作。