酸性高錳酸鉀法測(cè)定水中高錳酸鹽指數(shù)探討

李申瑩　張　穎

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酸性高錳酸鉀法測(cè)定水中高錳酸鹽指數(shù)探討

李申瑩張穎

地表水中耗氧物質(zhì)的測(cè)定，根據(jù)所用氧化劑的不同，可分為高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法，清潔的地表水一般采用酸性高錳酸鉀法測(cè)定，測(cè)定范圍0.5～8.0mg/L，高錳酸鹽指數(shù)在一定程度上可以反映水體中有機(jī)污染的程度，該方法操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、時(shí)間短，但對(duì)測(cè)定污水、工業(yè)廢水不夠理想，水體含有較為復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)，往往難以氧化，宜用重鉻酸鉀法測(cè)定。本文主要對(duì)酸性高錳酸鉀法測(cè)定過(guò)程中加熱氧化方式、不同有機(jī)物質(zhì)的氧化能力以及高錳酸鉀溶液濃度對(duì)其測(cè)定結(jié)果的影響進(jìn)行探討研究。

一、實(shí)驗(yàn)原理

酸性高錳酸鉀法的原理是：水樣在酸性條件下，用高錳酸鉀將樣品中的某些有機(jī)物及還原性物質(zhì)氧化，反應(yīng)后剩余的高錳酸鉀，用過(guò)量的草酸鈉還原，再用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴過(guò)量的草酸鈉，根據(jù)消耗的高錳酸鉀量計(jì)算出水樣中所含有機(jī)物及還原性物質(zhì)含量。

二、加熱方式和時(shí)間對(duì)測(cè)定值的影響

采用電爐直接加熱10min和水浴加熱30min做對(duì)比測(cè)定，往往由于受加熱時(shí)間、溫度的影響，導(dǎo)致對(duì)比測(cè)定的結(jié)果不理想。嚴(yán)格控制加熱溫度和時(shí)間，取得測(cè)定結(jié)果比較理想，對(duì)同一標(biāo)準(zhǔn)樣品，在其他條件相同的情況下，只改變加熱反應(yīng)條件，其方法是：一是在水浴鍋上加熱30min，水浴鍋水沸后放入被測(cè)樣品，待水沸開(kāi)始計(jì)時(shí)（往往放入樣品瓶后，水浴不會(huì)沸騰），加熱30min。二是在電爐上直接加熱，選擇同一型號(hào)的測(cè)試瓶，使受熱均勻一致，將電爐耐火瓷板蓋上，先預(yù)熱使瓷板蓋微紅，放上樣品瓶，從出現(xiàn)第一個(gè)起泡開(kāi)始計(jì)時(shí)，加熱10min。兩種加熱方式對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1可以看出，電爐直接加熱，方便易掌握，但電爐加熱氧化率略高于水浴加熱，測(cè)定結(jié)果接近保證值的上限；水浴加熱測(cè)定值均處于保證值的中間范圍，但水浴加熱不好掌握，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

三、高錳酸鉀對(duì)有機(jī)物氧化能力的測(cè)試

高錳酸鹽指數(shù)能一定程度地反應(yīng)水體受有機(jī)污染，但對(duì)不同種類(lèi)的有機(jī)物質(zhì)，其氧化能力表現(xiàn)不同。筆者對(duì)不同種類(lèi)的有機(jī)物質(zhì)做了相關(guān)的探討性試驗(yàn)。

對(duì)純有機(jī)物葡萄糖、谷氨酸、鄰苯二甲酸氫鉀，根據(jù)期化學(xué)式配置成高錳酸鹽指數(shù)含量一定的母液，再稀釋成高錳酸鹽指數(shù)含量2.0～6.0 mg/L溶液進(jìn)行測(cè)定。

稱取0.4686g葡萄糖配制成高錳酸鹽指數(shù)含量500mg/L的溶液，再稀釋成高錳酸鹽指數(shù)含量為4.0mg/L的溶液進(jìn)行測(cè)定。同時(shí)稱取0.1500g葡萄糖和0.1500g谷氨酸配制成高錳酸鹽指數(shù)含量為4.0mg/L的溶液，稱取0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀配制成高錳酸鹽指數(shù)含量500mg/L的溶液，稀釋成高錳酸鹽指數(shù)含量為4.0mg/L的溶液。

對(duì)上述配制的高錳酸鹽指數(shù)含量為4.0mg/L的溶液，采取測(cè)試條件一致的電爐直接加熱消解重復(fù)測(cè)定。結(jié)果表明：葡糖糖溶液的氧化率最高，為70%～73%；葡糖糖+谷氨酸溶液氧化率較低，只有31%～33%；鄰苯二甲酸氫鉀溶液的氧化率最低，為10%以下。

由于天然水樣中，水中有機(jī)物和還原性物質(zhì)的成分非常復(fù)雜，有些水樣中有機(jī)物主要是易被氧化的物質(zhì)，而有些水樣中有機(jī)物大都是不易被氧化的物質(zhì)，因此，根據(jù)不同地區(qū)水樣有機(jī)物組分的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)員對(duì)每個(gè)分析樣品有機(jī)物成分，應(yīng)預(yù)先有粗略的了解。對(duì)于那些主要含有易被氧化的有機(jī)物質(zhì)的水樣，采用高錳酸鹽指數(shù)法得出的測(cè)定結(jié)果，能夠反映出該水樣真實(shí)的有機(jī)污染狀況；而對(duì)于那些主要含有不易被氧化的有機(jī)物質(zhì)的水樣，則考慮采用重鉻酸鉀法進(jìn)行測(cè)定。

表1　不同加熱方式對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定結(jié)果的影響分析表（單位：mg/L）

四、高錳酸鉀溶液濃度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液通常不能準(zhǔn)確配制，需要通過(guò)草酸鈉基準(zhǔn)溶液標(biāo)定來(lái)確定其濃度，在一定的條件下，高錳酸鉀溶液濃度直接影響到測(cè)定的準(zhǔn)確度。因此，進(jìn)行了高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度對(duì)測(cè)定結(jié)果影響的研究，結(jié)果表明：高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度大于草酸鈉基準(zhǔn)溶液濃度時(shí)，高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值就偏高，反之就偏低，高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度越接近草酸鈉溶液濃度，測(cè)定結(jié)果越接近理論值。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

五、結(jié)論

（1）采用電爐或水浴加熱均滿足要求，電爐加熱的方式簡(jiǎn)單易用，但電爐加熱測(cè)定值略偏高，水浴加熱測(cè)定更接近真實(shí)值；應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的加熱方式。

（2）對(duì)樣品中有機(jī)物成分，預(yù)先應(yīng)該有粗略的了解，以便采取合適的分析方法。

（3）高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液與草酸鈉基準(zhǔn)溶液濃度越接近時(shí)，測(cè)定結(jié)果越接近真實(shí)值■

表2　高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響分析表（單位：mg/L）

（作者單位：河南省信陽(yáng)水文水資源勘測(cè)局464000）