何 陽(yáng)

(泰興市環(huán)境監(jiān)測(cè)站,江蘇 泰興 225400)

高錳酸鹽指數(shù)是指在酸性或堿性介質(zhì)中以高錳酸鉀為氧化劑,處理水樣時(shí)所消耗的量。它是衡量水質(zhì)受有機(jī)污染物和還原性無(wú)機(jī)物質(zhì)污染程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測(cè)分析過(guò)程中,它是較難準(zhǔn)確檢測(cè)的項(xiàng)目之一。因此,在測(cè)定時(shí)必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,使監(jiān)測(cè)結(jié)果具有準(zhǔn)確性、可比性。

實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn),影響高錳酸鹽指數(shù)準(zhǔn)確性的重要因素有:高錳酸鉀溶液濃度、水浴加熱時(shí)間、滴定速度及時(shí)間、空白值 (蒸餾水存放時(shí)間)、樣品酸度等。

1 高錳酸鉀濃度

1.1 高錳酸鉀溶液的配制

(1)配制 0.1mol/L高錳酸鉀溶液 1000ml,理論需要量為 3.161g高錳酸鉀。通常在配制過(guò)程中高錳酸鉀的稱(chēng)取量應(yīng)稍多于理論量。GB11892-89方法中稱(chēng)取 3.2g,主要是防止高錳酸鉀溶液在加熱過(guò)程中,高錳酸鉀試劑本身含有的少量雜質(zhì)以及蒸餾水中含有的微量的還原性物質(zhì)對(duì)高錳酸鉀的消耗,從而降低高錳酸鉀溶液的濃度。

(2)將 1.2L高錳酸鉀溶液于沸水浴中加熱至體積減少到 1L,使溶液中存在的還原性物質(zhì)充分氧化。放置過(guò)夜后,溶液底部有少量沉淀析出,這是MnO(OH)2沉淀,可用 G3玻璃砂芯漏斗過(guò)濾,但不宜用濾紙過(guò)濾。

(3)將配制好的濃高錳酸鉀溶液貯于棕色玻璃瓶中,放置暗處,避免高錳酸鉀見(jiàn)光分解。

1.2 高錳酸鉀溶液的標(biāo)定

1.2.1 高錳酸鉀溶液的標(biāo)定

為進(jìn)一步確定高錳酸鉀溶液的準(zhǔn)確濃度,還需進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定高錳酸鉀溶液的基準(zhǔn)物質(zhì)是草酸鈉,標(biāo)定過(guò)程中應(yīng)控制好高錳酸鉀溶液的滴定速度。由于反應(yīng)中,生成物 Mn2+起到催化劑作用,所以反應(yīng)剛開(kāi)始,高錳酸鉀褪色較慢,而后隨著Mn2+的大量產(chǎn)生,反應(yīng)速度逐漸加快。因此,高錳酸鉀溶液的滴定速度在開(kāi)始時(shí)不宜過(guò)快,否則所加高錳酸鉀來(lái)不及與草酸根反應(yīng),即在酸性溶液中發(fā)生分解,從而影響標(biāo)定的準(zhǔn)確度。

為檢測(cè)方便,將標(biāo)定好的高錳酸鉀溶液用蒸餾水稀釋成略低于 0.01mol/L的溶液。此溶液只宜短期使用,不宜長(zhǎng)期貯存。

1.2.2 校正系數(shù) K

0.01mol/L高錳酸鉀溶液的校正系數(shù) K,太高或太低均影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。太高,結(jié)果偏高,產(chǎn)生正誤差;反之,產(chǎn)生負(fù)誤差。其最佳值應(yīng)略 <1,即所配制高錳酸鉀溶液的質(zhì)量濃度應(yīng)略低于 0.01mol/L,否則取 100ml蒸餾水滴定空白值時(shí),加入 10.00ml高錳酸鉀溶液后,再加0.0100mol/L草酸鈉溶液 10.00ml時(shí),就不能全部褪去高錳酸鉀的紅色,增加了操作步驟。

2 滴定速度和滴定時(shí)間的控制

一般的滴定試驗(yàn),滴定速度隨著滴定終點(diǎn)的臨近要逐漸放慢。但是由于在熱的酸性介質(zhì)中,高錳酸根被還原成錳離子的反應(yīng)速度要快于其與草酸根反應(yīng)的速度,因而如果滴定初期速度過(guò)快會(huì)使結(jié)果偏低。所以滴定時(shí)應(yīng)該采取先慢后快再慢的步驟。又由于高錳酸鹽指數(shù)滴定的溶液溫度要求在 60～80℃,這樣對(duì)滴定時(shí)間需要進(jìn)行控制,以防止滴定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致整個(gè)溶液體系溫度降低幅度太大,影響測(cè)定結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,滴定要趁熱進(jìn)行,時(shí)間最好控制在自加熱至結(jié)束 7min以?xún)?nèi)為宜。否則溶液溫度變低,需適當(dāng)加熱。

3 加熱反應(yīng)的溫度

眾所周知,不同海拔的地區(qū),水的沸點(diǎn)不同,其氧化反應(yīng)的溫度也就不同。用自配理論值為4.00mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行驗(yàn)證,試驗(yàn)表明,三角燒瓶中被加熱溶液的溫度略低于水浴的溫度 1～2℃,在沸水浴或者水浴溫度 92℃和 95℃時(shí),消解樣品,已滿(mǎn)足氧化反應(yīng)所需條件,只要反應(yīng)時(shí)間足夠,完全不影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 加熱反應(yīng)的時(shí)間

把加好試劑的三角燒瓶放入沸水浴中開(kāi)始計(jì)時(shí),反應(yīng)體系與水浴溫度達(dá)到平衡時(shí)間約需 4min。實(shí)驗(yàn)表明:加熱時(shí)間不能少于 35min,否則結(jié)果偏低。操作方法規(guī)定:加好試劑后立即放入沸水浴中加熱,但若未立即加熱時(shí)情況會(huì)怎樣,同樣用4.00mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液實(shí)驗(yàn):加好試劑后,室溫放置1h(冷消解),然后再放入沸水浴中按要求加熱,仍能得到滿(mǎn)意的分析結(jié)果。

5 滴定終點(diǎn)

用高錳酸鉀溶液滴定至終點(diǎn)后,溶液出現(xiàn)的粉紅色不能持久,這是因?yàn)榭諝庵械倪€原性氣體和灰塵都能與 MnO-4緩慢地作用,使 MnO-4還原,故溶液的粉紅色會(huì)逐漸消失。所以,滴定時(shí),溶液出現(xiàn)的粉紅色在 0.5～1min內(nèi)不褪色,就可以認(rèn)為已經(jīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)。有些人員操作時(shí)發(fā)現(xiàn)粉紅色褪去,以為還未到終點(diǎn),繼續(xù)往下滴,滴定至再次出現(xiàn)粉紅色,這時(shí)高錳酸鉀溶液已經(jīng)過(guò)量,造成結(jié)果偏高,產(chǎn)生正誤差。

6 結(jié)語(yǔ)

目前,雖然國(guó)內(nèi)就高錳酸指數(shù)測(cè)定影響因素做了很多研究,對(duì)實(shí)際工作有一定的指導(dǎo)作用,但是由于各地實(shí)驗(yàn)室的條件不同以及操作人員之間的個(gè)體差異,仍可能使結(jié)果有所不同,因此需要實(shí)驗(yàn)操作人員平時(shí)不僅要注意參考同行的研究成果和經(jīng)驗(yàn),還要注意摸索本實(shí)驗(yàn)室條件下的最佳實(shí)驗(yàn)條件。本文匯總整理了近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)同行的研究進(jìn)展,并結(jié)合自己的工作體會(huì),試圖歸納一個(gè)較完整細(xì)致的操作方案,希望能對(duì)日常工作的開(kāi)展起到一定的參考作用。

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[3]王廷龍.如何提高高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的精確度 [J].中國(guó)科技信息,2005,(19).

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