不同因素對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響

白帆

摘要：測(cè)定高錳酸鉀指數(shù)時(shí)，通過對(duì)反應(yīng)條件：加熱時(shí)間、水浴溫度、滴定速度等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)加熱時(shí)間、水浴溫度、滴定速度對(duì)測(cè)定高錳酸鉀指數(shù)都有影響，尤其是加熱時(shí)間。為提高測(cè)定準(zhǔn)確性，必須同時(shí)平行分析已知高錳酸鉀指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣品。

關(guān)鍵詞 高錳酸鉀指數(shù)；水質(zhì)分析；反應(yīng)條件；分析質(zhì)控

1 前言

高錳酸鉀指數(shù)是反映水體中有機(jī)及無機(jī)可氧化物質(zhì)的常用指標(biāo)。高錳酸鉀指數(shù)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)還原性物質(zhì)，由消耗的高錳酸鉀計(jì)算出相當(dāng)?shù)暮难趿?。因在?guī)定條件下，許多有機(jī)物只能部分氧化，易揮發(fā)的有機(jī)物也不包含在測(cè)定值內(nèi)，不能作為理論需氧量或總有機(jī)物含量的指標(biāo)。同時(shí)氧化反應(yīng)不是完全定量進(jìn)行的，不同條件下反應(yīng)完成的程度不同，所測(cè)得的指數(shù)值也不同，因此必須嚴(yán)格控制反應(yīng)條件。

本文從加熱時(shí)間、水浴溫度、高錳酸鉀濃度、溶液酸度等方面對(duì)高錳酸鉀指數(shù)測(cè)定的影響情況作了研究，提出了測(cè)定過程的分析質(zhì)量控制方案。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1試劑與儀器

試劑：同標(biāo)準(zhǔn)方法1

儀器：水浴鍋 25mL酸式滴定管 250mL錐形瓶

2.2高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

2.2.1高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液的標(biāo)定

標(biāo)定須在強(qiáng)酸性溶液中進(jìn)行，若酸度過低，KMnO4與被滴定物作用生成褐色的MnO（OH）2，則反應(yīng)不能按一定的計(jì)量關(guān)系進(jìn)行。但也不能過強(qiáng)，否則會(huì)使C2O2-4 分解。準(zhǔn)確吸取20 .00 mL的 0 . 1000 Na2C2O4 標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，于 250 mL錐形瓶中，再加入 5 mL的（1+ 3）H2 SO4 溶液，可加少量蒸餾水，在水浴鍋中加熱至 70～80℃，趁熱用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液滴定，由于開始時(shí)，滴定反應(yīng)速度較慢，所以滴定的速度也要慢，從滴入第一滴KMnO4標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液后，不斷搖動(dòng)溶液，當(dāng)紫紅色褪去后，再滴入第二滴，隨著滴定的進(jìn)行，溶液中的產(chǎn)物，即催化劑 Mn2 +的濃度不斷增大，反應(yīng)速度加快，滴定速度也可適當(dāng)加快，此為自身催化作用。但也絕不可使KMnO4標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液連續(xù)流下，臨近終點(diǎn)是，應(yīng)該減慢滴定速度，同事充分搖勻，最后滴入半滴KMnO4標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，摘要?jiǎng)蚝?.5min內(nèi)，保持微紅色不褪，表示已達(dá)到終點(diǎn)。記下最終讀數(shù)并計(jì)算KMnO4標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的濃度。

由結(jié)果調(diào)節(jié)至0.01mol/L的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.3試驗(yàn)方法

采用GB11892-89水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定，酸性法。

吸取100.0mL經(jīng)充分搖勻的樣品于250mL錐形瓶中，加入5mL（1+3）硫酸混勻，再用滴定管加入10mL高錳酸鉀溶液，搖勻立即放入沸水浴中加熱30分鐘取出后，稍涼，加入10.00mL0.0100mol/L草酸鈉溶液，趁熱用高錳酸鉀溶液滴定至剛出現(xiàn)粉紅色，并保持30s不褪色，記錄用量。

2.3.1滴定反應(yīng)溫度的制約

吸取100.0mL經(jīng)充分搖勻的高錳酸鉀指數(shù)為4.00 mg/L的葡萄糖樣品于250mL錐形瓶中Vl=5mL，V2 =10.00mL，V3=10.00mL，加熱時(shí)間為30分鐘，得到不同水浴溫度下的高錳酸鉀指數(shù)Vl：（1+3）硫酸；V2：0.01mol/L的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液；v3：0.0100mol/L草酸鈉溶液，見表1。

從圖1可知，高錳酸鉀指數(shù)隨著水浴溫度的增加而增大，越接近真值。這是由于常數(shù)k隨著溫度增加而增大，反應(yīng)速度加快。因些，測(cè)定時(shí)水浴要保持沸騰，以控制水浴溫度在98℃以上。

2.3.2 加熱時(shí)間

控制實(shí)驗(yàn)條件中：V1=5mL，V2=10.00mL，V3 = 10.00mL，水浴溫度為100℃，得到不同加熱時(shí)間下的高錳酸鉀指數(shù)值，見表2。

從圖2可知，高錳酸鉀指數(shù)隨著加熱時(shí)間的增加而增大，且增大明顯。隨著反應(yīng)時(shí)間增長，反應(yīng)完成度提高，測(cè)得的高錳酸鉀指數(shù)增大，在30分鐘時(shí)最接近真值。因些，測(cè)定時(shí)要嚴(yán)格控制加熱的時(shí)間，使時(shí)間誤差控制在l0秒內(nèi)。若有秒表可采用秒表計(jì)時(shí)，以提高測(cè)定的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。

2.3.3 滴定速度的制約

由于是在沸水浴中加熱，一般情況下很難制約準(zhǔn)確加熱到100℃，所以實(shí)踐證明：利用定時(shí)鐘，以3min放一個(gè)樣品，滴定時(shí)速度制約在3min以內(nèi)，隔3min從水浴鍋中拿出一個(gè)樣品，這樣就能使剛從沸騰的水浴鍋中取出的樣品，溫度不會(huì)立即下降很多，即能維持反應(yīng)的溫度條件。由于開始反應(yīng)時(shí)的速度較慢，滴定的速度也要慢。幾滴后，待KMnO4生成能使反應(yīng)加速的Mn2+起作用，滴定速度可加快。但也不能像流水般的滴下，因滴定速度過快，KMnO4來不及與Na2C2O4反應(yīng)而在熱溶液中分解：4MnO+12H+=4Mn2+ +5O2↑+6H2O。

2.3.4滴定終點(diǎn)的制約

高錳酸鉀滴定終點(diǎn)不易制約，這是由于空氣中含有還原性氣體及塵埃等物質(zhì)，能使KMnO4緩慢分解，而使微紅色消失。實(shí)踐證明，經(jīng)過0.5min不褪色，即可認(rèn)為已到終點(diǎn)。

3 結(jié)論

通過上述實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，測(cè)定高錳酸鉀指數(shù)時(shí)，水樣的加熱時(shí)間、水浴溫度、高錳酸鉀濃度、溶液酸度對(duì)測(cè)定結(jié)果都有較大的影響，尤其是加熱時(shí)間。為提高高錳酸鉀指數(shù)的測(cè)定準(zhǔn)確性，應(yīng)該嚴(yán)格控制反應(yīng)條件；同時(shí)，必須平行測(cè)定已知高錳酸鉀指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣品，以判斷反應(yīng)過程中系統(tǒng)反應(yīng)條件的控制情況，提高測(cè)定的準(zhǔn)確性和可靠性。

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