測定高錳酸鹽指數(shù)（酸性法）的條件因素的探討

朱勇堅

【摘要】高錳酸鹽指數(shù)是一個相對的條件性指標(biāo)，它主要受加熱時間、溫度、滴定條件、空白值等因素的影響，這些因素會直接影響到測定的結(jié)果，所以在實驗中需對相關(guān)因素進行準(zhǔn)確把握，提高準(zhǔn)確性。本文主要分析了高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液對測定結(jié)果的影響，闡述了在具體實驗中，嚴(yán)格控制操作流程的重要性，針對影響高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)因素進行研究。

【關(guān)鍵詞】酸性法；高錳酸鹽指數(shù)；影響因素

前言

高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）是對地表水、水源水、生活污水等進行監(jiān)測的重要標(biāo)準(zhǔn)，主要表現(xiàn)出來的是水體受污染狀況。對于水中CODMn監(jiān)測主要采取的是用酸性高錳酸鉀滴定觀察氧化還原反應(yīng)，但是在實驗過程中的反應(yīng)機理和氧化程度都偏復(fù)雜，導(dǎo)致整個項目的準(zhǔn)確性難以測出。在對水體污染程度進行檢測時，用高錳酸鉀不能將容易揮發(fā)的有機物氧化，所以使用高猛酸鹽指數(shù)對水體污染進行檢測并不能完全反映出污染程度，它只是檢測中的一個相對條件指標(biāo)，并且在具體的實驗中容易受到很多方面因素的影響。在進行CODMn測定的時候，需嚴(yán)格控制操作流程，使結(jié)果更加具有準(zhǔn)確性和可比性。

一、高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液對測定結(jié)果的影響

高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度對空白值和樣品值的影響非常大，在對標(biāo)準(zhǔn)樣品進行測定實驗和誤差分析后可以得出，高錳酸鉀溶液濃度應(yīng)不低于0.0098mol/L，不高于0.0100mol/L，理想狀態(tài)下以0.0100mol/L為宜，空白值的保證范圍應(yīng)控制在0.40到0.50，樣品值的測定相對誤差越低越好，能夠較好地確保高錳酸鹽指數(shù)測定的準(zhǔn)確性。高錳酸鉀溶液濃度實驗狀態(tài)下以略小于0.0100mol/L最好，若高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度過高，實驗過程中，進行空白滴定，加入10ml草酸鈉溶液后不能夠?qū)⑹Ｓ嗟母咤i酸根完全還原，從而使得溶液中的紫紅色不能完全消退，需添加其他過程來進行處理，若在空白和樣品試驗中高錳酸鉀損耗體積低會導(dǎo)致樣品測定值也偏低。如果高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度過低，進行滴定的用量就會變多，導(dǎo)致樣品溫度迅速下降，反應(yīng)速度變慢，樣品最終測定值就會過高[1]。

二、實驗用水對測定結(jié)果的影響

高錳酸鹽指數(shù)測定通常在實驗室采用的都是不含有有機物蒸餾水的用水，但是各地區(qū)的蒸餾水批號、保存時間、制備方法都各有不同，在試驗的過程中也會直接影響到空白值結(jié)果。由于影響空白值因素的大小經(jīng)常產(chǎn)生變化，為了確保實驗結(jié)果的正確性，需要充分了解這些因素對樣品測定的綜合影響，因此每次進行樣品分析的同時，還應(yīng)做空白實驗?？瞻讓嶒灱词侵赋擞盟鏄悠分猓渌僮鞑襟E和所加試劑應(yīng)均與樣品測定完全相同。質(zhì)控考核時，用標(biāo)準(zhǔn)分析方法的結(jié)果計算公式不能完全扣除空白值，因為該公式所消除的空白影響不包括質(zhì)控樣稀釋時所用的實驗用水對測定結(jié)果所產(chǎn)生的正干擾影響。在保證試劑純度、操作過程和環(huán)境均不受玷污的情況下，用三種不同質(zhì)量的純水分別對樣品進行稀釋測定和未稀釋測定，研究實驗用水對高錳酸鹽指數(shù)測定結(jié)果的影響。實驗結(jié)果如表1所示。

從上表中可以得知，空白值大小對于稀釋測定的水樣結(jié)果影響并不大，減去空白值基本上可以消除實驗用水的質(zhì)量影響；但是空白值大小對于未經(jīng)稀釋的水樣結(jié)果會產(chǎn)生一定的影響，空白值越大，實驗用水對高錳酸鹽指數(shù)測定結(jié)果的影響也就越大。

三、加熱溫度對測定結(jié)果的影響

高錳酸鉀對草酸鈉進行氧化主要是一個吸熱反應(yīng)的過程，如果是在常溫下進行，兩者化學(xué)反應(yīng)的速度會非常慢，當(dāng)溫度逐漸升高，反應(yīng)的速度就會越來越快。有試驗表明，兩者反應(yīng)的溫度每增加10℃，反應(yīng)速度能夠增加為原來的3倍左右。

在具體試驗中需注意，對多個樣品進行測試時，需要將每個樣品的加熱時間隔開，因為多個樣品同時在沸騰水浴中會導(dǎo)致整個水溫快速下降，甚至出現(xiàn)局部沸騰的狀況，這時候測出的結(jié)果準(zhǔn)確性會受到直接影響。將樣品進行加熱時間分隔，能夠不僅有效避免水浴鍋內(nèi)出現(xiàn)局部沸騰的現(xiàn)象，還能夠保證樣品始終是處于沸騰水浴的狀態(tài)中，對于計算樣品沸水浴時間也有較大的幫助。

四、加熱時間對測定結(jié)果的影響

化學(xué)反應(yīng)主要是在一定條件下進行的，主要包括反應(yīng)溫度、反應(yīng)速度、反應(yīng)時間等等。對高錳酸鹽指數(shù)進行氧化測定可以運用酸性高錳酸鉀來完成，但是在試驗中測得的規(guī)定時間內(nèi)高錳酸鉀對水樣氧化的還原性物質(zhì)總量并不是水樣中所有的被氧化還原物質(zhì)總量。物質(zhì)反應(yīng)的時間會對測定結(jié)果產(chǎn)生最直接的影響。加熱時間過長會使高錳酸鉀消耗量增加，也會影響高錳酸鹽指數(shù)，使測定結(jié)果偏高；加熱時間太短，高錳酸鉀消耗量減少，使高錳酸鹽指數(shù)測定結(jié)果偏低。許多研究者通過試驗，認為水浴加熱的時間不應(yīng)超過35分鐘，時間過長會使測定結(jié)果增加6%左右，另外，水樣加熱時間如果超過3分鐘，那么檢測結(jié)果回收率與原來最大回收率相比會增加4%左右。所以需要對加熱時間進行嚴(yán)格控制，使測定結(jié)果保持在最佳范圍以內(nèi)。

五、滴定條件對測定結(jié)果的影響

（一）滴定溫度

當(dāng)用高錳酸鉀對剩余草酸鈉進行滴定時，滴定溫度以75（±15）℃為宜，當(dāng)溫度在80℃前后時，反應(yīng)最快。若溫度超過90℃，草酸鈉就容易分解，溶液會變成茶色。要避免這種情況出現(xiàn)可以在從沸水浴中取出后放置一段時間，然后再加入草酸鈉。若溫度低于60℃，高錳酸鉀與草酸鈉之間的反應(yīng)就會非常緩慢從而影響到整個氧化反應(yīng)過程。假設(shè)實驗室室溫為25℃，將樣品從水中取出，2分鐘后，樣品溫度為85℃左右，這時進行滴定最佳。

（二）滴定時間

控制滴定時間對測定結(jié)果來說非常重要，因為對高錳酸鹽指數(shù)進行測定溫度是在75（±15）℃的情況下進行的，而且有相關(guān)分析操作規(guī)定，要求滴定成滴不成線。在滴定的過程中要預(yù)防滴定時間太長使整體溶液溫度降低幅度大而影響測定結(jié)果。通過長期試驗結(jié)果可以得出將滴定時間控制在2分鐘到7分鐘最佳，時間是從加熱結(jié)束開始計算。

結(jié)束語

在對高錳酸鹽指數(shù)進行測定時，需要重視水樣的加熱時間、水浴溫度、高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度、滴定條件等，這些條件都會對高錳酸鹽指數(shù)測定結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。為提高高錳酸鹽指數(shù)測定結(jié)果，在試驗的過程中需嚴(yán)格控制各個影響因素；使用的空白實驗水必須符合標(biāo)準(zhǔn)；同時，要對已知的高錳酸鹽指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣品進行平行測定，有利于控制反應(yīng)過程中系統(tǒng)反應(yīng)條件的情況，減少結(jié)果誤差，有效提高高錳酸鹽指數(shù)測定的準(zhǔn)確性和可靠性。

參考文獻

[1]陳麗瓊，茹婉紅，胡勇等.影響高錳酸鹽指數(shù)準(zhǔn)確測定的因素探討[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（1）.