影響耗氧量(錳法)檢測(cè)結(jié)果的因素

孫婭梅，柳琳娜

(上海市自來(lái)水市北有限公司水質(zhì)檢驗(yàn)中心，上海200082)

影響耗氧量(錳法)檢測(cè)結(jié)果的因素

孫婭梅，柳琳娜

(上海市自來(lái)水市北有限公司水質(zhì)檢驗(yàn)中心，上海200082)

由于影響因素較多，水質(zhì)分析中耗氧量的測(cè)定結(jié)果不穩(wěn)定，針對(duì)此情況，文章探討了用酸性高錳酸鉀法檢測(cè)水中耗氧量的方法，通過(guò)對(duì)三角燒瓶處理方法的不同、水浴加熱是否加蓋兩方面闡述了其對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

耗氧量(錳法);三角燒瓶處理;水浴加熱加蓋;檢驗(yàn)結(jié)果;影響

耗氧量定義為水中生物呼吸和非生物氧化所消耗溶解氧的數(shù)量。也稱高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)是以高錳酸鉀為氧化劑。在一定條件氧化水中的還原物質(zhì)，將消耗的高錳酸鉀的量換算為氧表示(O2)。水中的還原性物質(zhì)包括無(wú)機(jī)和有機(jī)兩部分。天然水中無(wú)機(jī)還原物(如 S2、NO2、Fe2+等)含量少，而有機(jī)含量較多(主要來(lái)源于污水或生物分解產(chǎn)物)，所以常用高錳酸鹽指數(shù)來(lái)反映水樣受有機(jī)物污染的程度。耗氧量大小反應(yīng)了水中微生物和一些具有還原性的化合物對(duì)溶解在水中的氧的消耗程度。測(cè)定耗氧量的意義就在于它是水體有機(jī)污染的一項(xiàng)重要綜合指標(biāo)，由此可見(jiàn)，準(zhǔn)確測(cè)定耗氧量是至關(guān)重要的［1］。

耗氧量的測(cè)定值與反應(yīng)條件(如:高錳酸鉀配制濃度及氧化校正系數(shù)K值、水浴溫度、水浴加熱時(shí)間、滴定速度和溫度等)有著極大的關(guān)系。

本文從工作實(shí)際出發(fā)，主要從以下2個(gè)方面來(lái)研究影響耗氧量檢測(cè)結(jié)果的因素:①前處理的不同方法對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響;②水浴加熱時(shí)三角燒瓶是否加蓋對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原理

高錳酸鉀在酸性溶液中將還原性物質(zhì)氧化，過(guò)量的高錳酸鉀用草酸還原。根據(jù)高錳酸鉀消耗量表示耗氧量(以O(shè)2計(jì))。

利用高錳酸鉀自身在不同價(jià)態(tài)有不同顏色的特點(diǎn)指示出滴定終點(diǎn)到達(dá)。

1.2 試劑與儀器

25 ml酸性滴定管、新鮮配制的0.01000 mol/L草酸鈉溶液、新鮮配制的0.01000 mol/L高錳酸鉀溶液、1+3硫酸溶液、數(shù)個(gè)三角燒瓶、恒溫水浴鍋、電爐。

1.3 分析步驟

1)實(shí)驗(yàn)所需的三角燒瓶進(jìn)行預(yù)處理。

2)取100 ml充分混勻的水樣(若水樣中有機(jī)物含量較高，可取適量水樣以純水稀釋至100 ml)，置于上述處理過(guò)的三角瓶中。加入5ml1+3硫酸溶液。用移液管準(zhǔn)確加入10.00 ml的0.01000 mol/L高錳酸鉀溶液［2］。

3)將三角瓶加蓋，放入沸騰的水浴內(nèi)，準(zhǔn)確放置30 min。如加熱過(guò)程中紅色明顯減退，須將水樣稀釋重做。

4)取出三角瓶，放置1 min后，準(zhǔn)確加入10.00 ml的0.01000 mol/L草酸鈉溶液，充分振搖，紅色褪盡后，于白色背景上，自滴定管勻速加入0.01000 mol/L高錳酸鉀溶液，至溶液呈微紅色即為終點(diǎn)。記錄用量V1(ml)

5)向滴定至終點(diǎn)的水樣中，趁熱(70～80℃)加入10.00 ml的0.0100 0 mol/L草酸鈉溶液，立即用0.01000 mol/L高錳酸鉀溶液滴定至微紅色，記錄用量V2(ml)。如高錳酸鉀溶液濃度為準(zhǔn)確的0.0100N高錳酸鉀溶液，滴定時(shí)用量應(yīng)為10.00 ml，否則可求一校正系數(shù)K:

6)如水樣用純水稀釋，則另取100 ml純水，同上述步驟滴定，記錄高錳酸鉀溶液消耗量(V0)

7)耗養(yǎng)量計(jì)算公式為:

如水樣用純水稀釋，則采用下列公式計(jì)算水樣的耗氧量計(jì)算公式為:

式中:R為稀釋水樣時(shí)，純水在100 ml體積內(nèi)所占的比例;V3為水樣體積，ml。

2 討論與結(jié)果

2.1 三角燒瓶前處理的不同方法對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

2.1.1 用兩種不同的方法各處理數(shù)個(gè)三角燒瓶

1)方法一:向250 ml三角瓶?jī)?nèi)加入1 ml1+3硫酸及少量0.01000 mol/L高錳酸鉀溶液。加蓋，使用電爐加熱，煮沸數(shù)分鐘，取下三角瓶趁熱用0.01000 mol/L草酸鈉溶液滴定至微紅色，將溶液棄去。三角燒封口倒扣，晾干備用。

2)方法二:向250 ml三角瓶?jī)?nèi)加入50 ml純水，再加入1 ml1+3硫酸及少量0.01000 mol/L高錳酸鉀溶液。加蓋，使用水浴加熱數(shù)分鐘，取下三角瓶趁熱用0.01000 mol/L草酸鈉溶液滴定至微紅色，將溶液棄去。三角燒封口倒扣，晾干備用。

使用兩種方法處理后的三角燒瓶，分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品(234 mg/L)和標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控樣品(2.80 mg/L)按照上述實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行檢測(cè)，從下面的數(shù)據(jù)可以看出，使用方法一處理的三角燒瓶檢測(cè)的數(shù)據(jù)平均誤差只有1.66%，見(jiàn)表1。而使用方法二處理的三角燒瓶檢測(cè)的數(shù)據(jù)平均誤差卻有3.79%，見(jiàn)表2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于方法一的平均誤差。

表1 第一種處理方法的數(shù)據(jù)結(jié)果

表2 第二種處理方法的數(shù)據(jù)結(jié)果

2.1.2 對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

圖1 兩種處理方法的誤差比較

方法一由于三角燒瓶中沒(méi)有加入蒸餾水并且加蓋，而少量的酸性高錳酸鉀溶液在電爐的作用下快速地沸騰，使其氣體在三角燒瓶?jī)?nèi)充分對(duì)流，這時(shí)蒸汽可將三角燒瓶?jī)?nèi)可能殘留的還原性物質(zhì)完全氧化，從而達(dá)到充分反應(yīng)的目的;而方法二由于加入了少量的蒸餾水，看上去預(yù)處理的酸性高錳酸鉀溶液比較多，雖也已加蓋，但是水浴加熱雖然受熱均衡，但是速度較慢，實(shí)驗(yàn)人員幾乎看不見(jiàn)瓶?jī)?nèi)的高錳酸鉀溶液沸騰，加熱數(shù)分鐘后，溶液上方的瓶壁還是可能會(huì)有殘留的還原性物質(zhì)無(wú)法被完全氧化，從而會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性［3］。

2.2 水浴加熱時(shí)三角燒瓶是否加蓋對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

2.2.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

取數(shù)個(gè)同樣使用2.1.1中方法一處理的三角燒瓶，分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品 (234 mg/L)和標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控(2.80 mg/L)按照上述實(shí)驗(yàn)步驟，在水浴加熱時(shí)分別加蓋和不加蓋進(jìn)行檢測(cè)，從下面的數(shù)據(jù)可以看出，水浴加熱時(shí)加蓋數(shù)據(jù)平均誤差只有2.17%，見(jiàn)表3;而水浴加熱時(shí)不加蓋數(shù)據(jù)平均誤差卻有4.36%，見(jiàn)表4;遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水浴加熱加蓋的平均誤差，見(jiàn)圖2。

表3 水浴加熱時(shí)加蓋的數(shù)據(jù)結(jié)果

2.2.2 對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

圖2 水浴加熱時(shí)是否加蓋的誤差比較

表4 水浴加熱時(shí)不加蓋的數(shù)據(jù)結(jié)果

此次比較實(shí)驗(yàn)在水浴加熱過(guò)程中，三角燒瓶在沸騰的電熱恒溫水浴鍋中放置的時(shí)間都是30 min，但是由上圖可以看出，是否加蓋對(duì)檢測(cè)結(jié)果還是有一定的影響。高錳酸鉀在酸性環(huán)境中將還原性物質(zhì)氧化，加熱后過(guò)量的高錳酸鉀用草酸鈉還原，并用高錳酸鉀來(lái)回滴，根據(jù)高錳酸鉀消耗量表示耗氧量。而在不加蓋的情況下，樣品中的耗氧物質(zhì)可能會(huì)有損耗，從而導(dǎo)致了檢測(cè)結(jié)果誤差偏大，而且在這種情況下，樣品之間的平行性也不是很好，相對(duì)誤差較大。

3 結(jié)語(yǔ)

高錳酸鉀耗氧量是一個(gè)相對(duì)性的條件指標(biāo)，其檢測(cè)結(jié)果受測(cè)定條件的影響很大。在實(shí)際工作中一個(gè)很小的細(xì)節(jié)都有可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的較大偏離:從第一個(gè)環(huán)節(jié)三角燒瓶的預(yù)處理就需嚴(yán)格注意，不加水、加蓋、電爐加熱沸騰數(shù)分鐘確實(shí)可以提高測(cè)定值的準(zhǔn)確性;而中間環(huán)節(jié)的水浴加熱，將三角燒瓶加蓋，也可以減小檢測(cè)結(jié)果的誤差。

因此，為了減少耗氧量的檢測(cè)誤差，提高檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中除了要注意高錳酸鉀配制濃度及氧化校正系數(shù)K值、水浴溫度、水浴加熱時(shí)間、滴定速度和溫度等，注意以上的三角燒瓶前處理的方法和水浴加熱時(shí)加蓋兩個(gè)環(huán)節(jié)也是很有必要，很有意義的。

［1］石新.影響水中耗氧量監(jiān)測(cè)的成因分析［J］.中小企業(yè)管理與科技:上旬刊，2010(10):321-322.

［2］王軒，魏晶，馬玲.影響耗氧量準(zhǔn)確檢測(cè)的因素［J］.甘肅科技，2007，23(07):84-85.

［3］潘志紅.如何提高監(jiān)測(cè)水質(zhì)耗氧量的準(zhǔn)確性［J］.職業(yè)，2011(17):172-173.

Effect Factors Analysis of Oxygen Consumption(Mn)Test Results

SUN Ya-mei and LIU Lin-na
(Northern City Water Quality Testing Center of Shanghai Tap Water Company Limited，Shanghai 200082，China)

Many factors have influence on the determination of oxygen consumption.According to the instable situation this paper discusses the method to detect the oxygen consumption with acid Potassium Permanganate method of oxygen consumption.By the different processing method of conical flasks，water-heating method with capping，the influence on the testing results is discussed.

oxygen consumption(Mn);processing method of conical flasks;water-heating method with capping;testing result;influnce

R123.1

A

1007-7596(2014)06-0013-03

2013-12-25

孫婭梅(1975-)，女，上海人，助理工程師;柳琳娜(1982-)，女，上海人，助理工程師。