生活飲用水中耗氧量的影響因素分析

蘇銀祥

本文介紹了酸性高錳酸鉀法測定生活飲用水中耗氧量的檢測方法，著重闡述了耗氧量測定過程中溶液濃度、加熱時間、滴定溫度及速度等各種因素對耗氧量檢測結果的影響，希望為生活飲用水耗氧量的準確測定做出貢獻。

生活飲用水;測定;酸性高錳酸鉀法;耗氧量;影響因素

隨著科技的進步、生活水平的提高，人們對生活飲用水水質的關注度也越來越高。《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749—2006中共有106項水質指標，其中：（一）水質常規(guī)指標38項（微生物指標4項、毒理指標15項、感官性狀和一般化學指標17項、放射性物質2項）;（二）飲用水中消毒劑常規(guī)指標4項;（三）水質非常規(guī)指標64項（微生物指標2項、毒理指標59項、感官性狀和一般化學指標3項）。水質檢測項目和檢驗頻率又分為日檢項目、月檢項目、年檢項目。耗氧量既是生活飲用水衛(wèi)生標準中的常規(guī)指標，又是生活飲用水的日檢項目，可見它的重要性。

1實驗部分

1.1實驗原理

高錳酸鉀在酸性溶液中將還原性物質氧化，過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O2計）。

1.2實驗儀器及試劑

（1）6孔電熱恒溫水浴鍋。

（2）錐形瓶，250mL。

（3）酸式滴定管，50mL。

（4）硫酸溶液（1+3）：將1體積硫酸（ρ20=1.84g/mL）在水浴冷卻下緩緩加到3體積純水中，煮沸，滴加高錳酸鉀溶液至溶液保持微紅色。

（5）草酸鈉標準儲備溶液[c（1/2Na2C2O4）=0.1000mol/L]。

（6）高錳酸鉀溶液[c（1/2KMnO4）=0.1000mol/L]。

（7）高錳酸鉀標準溶液[c（1/2KMnO4）=0.01000mol/L]：將高錳酸鉀溶液準確稀釋10倍。

（8）草酸鈉標準溶液[c（1/2Na2C2O4）=0.01000mol/L]：將草酸鈉標準儲備液準確稀釋10倍。

1.3實驗步驟

用100mL胖肚吸管移取100mL水樣放入預處理過的錐形瓶中，往水樣中加入5mL硫酸溶液（1+3），再用酸式滴定管加入10.00mL高錳酸鉀標準溶液，將水樣加蓋放入沸騰的水浴鍋中準確加熱30min，取出水樣趁熱加入10.00mL草酸鈉標準溶液，充分振蕩，使紅色褪盡后，再用酸式滴定管滴入高錳酸鉀標準溶液至使溶液呈微紅色即為滴定終點，記錄用量V1。向滴定至終點的溶液中趁熱（70℃～80℃）加入10.00mL草酸鈉標準溶液，立即用高錳酸鉀標準溶液滴定使溶液至微紅色，記錄用量V2。計算校正系數(shù)K=10/V2。

2水樣的采集和保存

根據(jù)生活飲用水標準檢驗方法GB5750—2006中規(guī)定，用玻璃瓶采集水樣，每升水中加入0.8mL（ρ20=1.84g/mL）硫酸，4℃保存，24h內測定完畢。

3檢測過程中影響耗氧量測定的主要因素

酸性高錳酸鉀滴定法屬于氧化還原反應類型，其氧化反應和反應機制比較復雜，準確測定比較困難，因此測定耗氧量實驗過程中要控制好各種反應條件，包括高錳酸鉀的濃度、加熱時間、加熱溫度、溶液的酸度、滴定溫度、滴定速度等。只有這樣才能更準確地測定水中的耗氧量。

3.1滴定管的選擇

高錳酸鉀屬于強氧化劑，氧化性強且見光易分解。而堿式滴定管的乳膠管是有機物制品，滴定時高錳酸鉀容易腐蝕乳膠管，增加其滴定量，從而影響結果的準確性。所以，滴定管必須選用棕色的酸式滴定管。

3.2高錳酸鉀溶液濃度

高錳酸鉀氧化性強，容易和水中的有機物、空氣中的CO2及氨等還原性物質作用，析出MnO2，而MnO2還能促進高錳酸鉀溶液的分解，使高錳酸鉀溶液濃度降低，從而影響結果的準確。所以，高錳酸鉀溶液務必定期進行標定。

3.3錐形瓶的預處理

向250mL的錐形瓶加入50mL純水，再加入1mL硫酸（1+3）及少量高錳酸鉀標準溶液煮沸數(shù)分鐘，滴加草酸鈉標準溶液至溶液成微紅色，將溶液棄去備用。由于錐形瓶參與試驗的整個過程，如果錐形瓶本身附著了一些可被氧化的物質，勢必導致檢測結果偏高，所以錐形瓶的預處理至關重要。預處理就是為了將瓶子洗干凈，將誤差減到最低。

3.4加熱過程中錐形瓶必須加蓋

加熱過程中錐形瓶加蓋有以下好處：減少溫度的損失，減少溶液體積的損失，增加瓶內的壓力，具有回流作用。加蓋與否直接影響水樣加熱時的溫度與水樣體積，不加蓋加熱會使檢測結果偏低，所以水浴加熱時應該加蓋進行。

3.5合理設置水浴鍋內的水量

水浴鍋中的水過多，會使錐形瓶飄浮起來;水過少會使錐形瓶內的水樣受熱不均勻造成氧化還原反應不完全，使測定結果偏低。所以要合理設置水浴鍋內的水量，即水浴鍋內的水面要略高于錐形瓶內水樣的液面，以保證錐形瓶內的水樣能進行充分的加熱反應，使測定結果更加準確。

3.6加熱計時的確定

加熱時間的長短對結果的測定影響較大。GB5749—2006中描述“將錐形瓶放入沸騰的水浴中，準確放置30min”，根據(jù)字面意思的理解是放入樣品就開始計時。但實際情況是當錐形瓶放入后，水浴鍋重新達到沸騰需要約3min的時間，所以這里就存在時間差。由于耗氧量的測定結果與氧化條件的強弱程度關系較大，加熱時間的不同對測定結果影響較大，加熱時間越長，結果越高。所以對水樣進行加熱時，應該從水浴鍋重新沸騰后開始準確計時30min。

3.7用硫酸控制溶液的酸度

由于本方法屬于氧化還原反應，酸性條件對其反應影響較大。酸度過低，KMnO4易被還原為MnO2沉淀，使其氧化性降低導致檢測結果偏高;酸度過高，則會使Na2C2O4分解，使結果偏低。因此，測定時需加入硫酸控制樣品的酸度。

3.8滴定時的溫度

高錳酸鉀和草酸鈉的最佳反應溫度在70℃～80℃之間，溫度過高（高于90℃），草酸鈉受熱部分分解，使結果偏低;溫度過低（低于65℃），反應不充分，會造成結果偏高。根據(jù)經(jīng)驗，樣品從水浴鍋中取出后，放置0.5min左右，迅速加入10mL草酸鈉溶液，反應完全后再開始滴定。

3.9滴定時的速度

滴定速度對結果影響較大。高錳酸鉀和草酸鈉反應是自催化反應，生成的Mn2+可作為滴定反應的催化劑。因此，滴定開始時要慢，KMnO4需要一滴一滴地滴入，當?shù)谝坏蔚念伾嗜ズ笤偌拥诙危鹊礁咤i酸鉀的顏色全部褪去生成Mn2+后再逐滴快速滴入，整個滴定過程保證在2min內進行完。若滴定速度太快，影響反應速度，會使結果偏高;如果滴定速度過慢，水樣溫度偏低，也會導致測定結果偏高。

3.10校正系數(shù)K

在每次檢測過程中都需要對KMnO4的濃度進行校正，求出校正系數(shù)K。滴定過程中KMnO4的濃度需要與Na2C2O4的濃度一致，因為耗氧量的檢測原理是建立在高錳酸鉀溶液濃度與草酸鈉溶液濃度均為0.01000mol/L的基礎上的，K值接近1為最好。

4結語

綜上所述，在進行耗氧量的測定過程中，要想提高耗氧量檢測的準確性，就要嚴格控制各個反應條件，特別是準確控制加熱的時間、滴定時的溫度、滴定速度等關鍵因素，只有這樣才能提高耗氧量檢測結果的準確度。

參考文獻

[1生活飲用水標準檢驗方法：GB/T5750—2006[S].2012-07-01.

[2]王雁卿，鄭建華.飲用水中耗氧量測定影響因素分析[J].實用醫(yī)技雜志，2013，20（2）：155-156.

[3]鄭紅燕.關于高錳酸鉀法檢測生活飲用水耗氧量的幾點問題的思考[J].食品安全導刊，2016（15）：94.