高錳酸鹽指數(shù)化學(xué)檢測實踐中的問題討論

易華

摘要：隨著我國的高速發(fā)展，伴隨而來的還有環(huán)境污染，環(huán)境的污染導(dǎo)致人們的身體健康受到危害，尤其是水污染。近幾年來，我國的水污染狀況是越發(fā)嚴(yán)峻，而水資源是人們生存必備的，所以當(dāng)前水污染的解決是迫在眉睫的，而高錳酸鹽指數(shù)作為判斷水污染狀況的一項重要指標(biāo)，對于水污染檢測起著至關(guān)重要的作用。通過提高高錳酸鹽指數(shù)的準(zhǔn)確性我們可以更好地判斷當(dāng)?shù)氐乃廴緺顩r，提高水污染檢測的準(zhǔn)確性。本文主要闡述了高錳酸鹽指數(shù)的概念、檢測流程和檢測過程中可能出現(xiàn)的問題以及解決方法。

關(guān)鍵詞：高錳酸鹽指數(shù);化學(xué)檢測實踐;問題與討論

1.高錳酸鹽指數(shù)概念以及檢測流程

1.1高錳酸鹽指數(shù)概念

所謂高錳酸鹽指的是所含陰離子為高錳酸根（MnO4-）的一類鹽的總稱。高錳酸鹽指數(shù)常用于反映水體中的無機和有機氧化物污染狀況的常用指標(biāo)。高錳酸鹽指數(shù)的定義為：在一定環(huán)境下，以高錳酸鉀為氧化劑氧化水樣中的部分有機物和無機物，根據(jù)所消耗的高錳酸鉀的量計算氧量，單位為mg/L，表示單位氧的毫克/升。由于高錳酸鉀只能氧化如亞硝酸鹽、亞鐵鹽等的還原性無機物和可被氧化的有機物，所以不能夠根據(jù)所消耗的高錳酸鉀的量來直接計算理論需氧量和有機物總量，只能進行粗略估算。另外高錳酸鉀法通常只用于地表水、飲用水以及生活污水的檢測，工業(yè)廢水檢測一般不使用此法，而采用重鉻酸鉀法。除此之外，易揮發(fā)有機物的測定也不適用。

1.2高錳酸鹽指數(shù)檢測的流程

高錳酸鹽的指數(shù)檢測操作原理如下：往水樣中加入一定量的硫酸，使其呈酸性，然后根據(jù)水樣的量加入一定比例的高錳酸鉀，經(jīng)過沸水進行水浴加熱后，對未反應(yīng)完全的高錳酸鉀使用草酸鈉溶液進行還原，草酸鈉溶液需過量，再用高錳酸鉀溶液滴定過量的草酸鈉，最后通過計算求出高錳酸鹽指數(shù)值。計算公式如下：

X（O2，mg/L）={[（10+v）K-10]×M×8×1000}/100

式中：X為高錳酸鹽指數(shù);V為水樣消耗的高錳酸鉀溶液總量，單位為 ml;K為標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)，即五分之一的高錳酸鉀溶液（KMnO4）相當(dāng)于二分之一的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（Na2C2O4）的體積;M為草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（Na2C2O4）的溶液濃度，單位為mol/L。

所用儀器：待測水樣、250ml燒杯、滴定管、移液槍

高錳酸鹽指數(shù)檢測的具體操作流程：首先用移液槍移取200ml的待測水樣，向其中加10ml硫酸，將其充分混合，加入適量0.01mol/L的高錳酸鉀溶液于混合溶液中，對混合液加熱30分鐘，向其中加入0.01mol/L的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，待反應(yīng)完全后用高錳酸鉀對多余的草酸鈉進行滴定，滴定結(jié)束后將溶液加熱至70℃，最后重新加入草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3實驗結(jié)果分析

通過上述實驗操作得到了高錳酸鹽指數(shù)為3.53mg/L，根據(jù)我國的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分布表來看，這個數(shù)據(jù)樣本屬于二級輕度污染。

通過本次實驗可以得出以下實驗結(jié)論：高錳酸鉀的用量以及加熱的時間對高錳酸鹽指數(shù)的影響最大。就高錳酸鉀的使用量而言，如果待測水樣消耗了5ml以上時，所得到的高錳酸鹽指數(shù)會低于平均值。發(fā)生這種狀況的主要原因是高錳酸鹽的濃度過低使得待測水樣中還原物質(zhì)的氧化率降低。就加熱時間而言，在其他因素不變得情況下，高錳酸鹽指數(shù)與加熱時間成正比，即隨著加熱時間的增加，高錳酸鹽的指數(shù)也相應(yīng)增大。其原因可推測為隨著加熱時間的增加，該反應(yīng)能夠更加徹底地進行，反應(yīng)更加完全。通過實驗證明只有當(dāng)反應(yīng)溫度嚴(yán)格控制在95℃以上時，反應(yīng)才能完全進行。因此，為了保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，在加熱溶液30min的整個過程中，都應(yīng)該保持水浴溶液溶液的沸騰狀態(tài)，直至30min加熱完成方可停止對水浴溶液加熱。

2.高錳酸鹽檢測過程中出現(xiàn)的問題以及對策分析

2.1實驗結(jié)果誤差大

在實驗過程中由于各種因素的影響會導(dǎo)致實驗結(jié)果出現(xiàn)誤差，主要因素如下：

（1）對溶液進行加熱時，溶液顏色由原來的紅色逐漸變?yōu)闊o色。出現(xiàn)這種情況時就不能繼續(xù)進行實驗了，不然會造成較大誤差，可以重新制作待測水樣進行檢測，另外還需知道造成這種現(xiàn)象的原因是加入的高錳酸鉀的量不足。

（2）加熱溫度過低，反應(yīng)不均勻。高錳酸鉀的反應(yīng)程度與溫度是息息相關(guān)的，它會隨溫度變化而變化，尤其是在滴定過程中，滴定溫度是不能少于60℃的，如果低于這個溫度，反應(yīng)速度就會變得極慢。因此，在進行高錳酸鹽指數(shù)檢測過程中最好將溫度控制在90℃左右，最低限度要達(dá)到80℃。

（3）待測水樣中氯離子的濃度過高。通常來說當(dāng)待測水樣中氯離子濃度大于5 mg/L時，溶液中就會存在堿性物質(zhì)使得實驗結(jié)果出現(xiàn)較大誤差。因此，在每次實驗前需要將裝待測水樣的燒杯以及實驗過程中所需用到的其他儀器清洗干凈。

（4）沸水浴加熱過程中水平面高度。在溶液進行沸水浴加熱時，使得沸水浴的水平面高度高于燒杯液面。

2.2實驗室的安全管理問題

通常來說，實驗室最常見三大安全隱患就是觸電、火災(zāi)和中毒。尤其是火災(zāi)，近幾年來實驗室的爆炸事故層出不窮，就最近的一起事故而言，就是2018年12月26日北京交通大學(xué)實驗室發(fā)生了爆炸事故，造成三名參與實驗的學(xué)生不幸遇難。2016年1月10日北京化工大學(xué)一間實驗室起火。2015年12月18日，清華大學(xué)化學(xué)系實驗室發(fā)生爆炸造成一名博士生死亡。同年六月，蘇州大學(xué)一實驗室也發(fā)生了爆炸事故。類似這樣的例子近幾年來是較多的，造成這些事故的主要原因是實驗室安全意識薄弱，實驗室的安全管理未受到重視。要想減少此類事件的發(fā)生，各個高校的實驗室管理人員應(yīng)當(dāng)妥善保存易燃易爆藥品，保持實驗室通風(fēng)，尤其是冬季，冬季是最容易產(chǎn)生安全隱患的，不少同學(xué)因為懼怕寒冷將實驗室門窗緊閉，這就很容易造成安全事故。除了火災(zāi)事故，在實驗室中最常見的就是中毒了，實驗中有各種劇毒物質(zhì)以及強腐蝕性物質(zhì)，如氰化物、硫酸等，對于此類藥物的取用要事先做好安全防患，戴好口罩、眼罩、手套等工具。在本次實驗中就用到了硫酸，如不慎將硫酸濺到皮膚上需要用大量清水進行清洗。總之，為了保證實驗室的安全，應(yīng)該定期對實驗室人員進行安全手冊考核，做好半年一次的緊急演練工作。

結(jié)束語

本論文所談?wù)摰母咤i酸鹽檢測法仍然存在著許多缺陷，為了提高高錳酸鹽指數(shù)的準(zhǔn)確性，需要進一步對缺陷進行改進，保證飲用水的質(zhì)量，使得人們能夠安全用水。除此以外，還需要加強高錳酸鹽檢測實驗的管理，使其嚴(yán)格按照規(guī)章制度進行，保證整個實驗過程操作的規(guī)范性，不做虛假檢測。

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