高锰酸盐指数测定的影响因素

王晓春

(太原市环境监测中心站，山西 太原 030002)

高锰酸盐指数测定的影响因素

王晓春

(太原市环境监测中心站，山西 太原 030002)

高锰酸盐指数值的准确度与高锰酸钾标准溶液浓度、样品加热时间、样品反应温度、酸度、滴定速度有关。在测定标样时，稀释标样的蒸馏水对标样值有很大的影响。

高锰酸盐指数;酸性法;测定条件;准确度

1 概述

高锰酸盐指数是指，在一定条件下，以高锰酸钾(KMnO4)为氧化剂，处理水样时所消耗的氧化剂的量。表示为单位氧的毫克/升(O2，mg/L)。水质高锰酸盐指数是反映水体中有机及无机可氧化物质污染的常用指标，是用来形容地表水等低污染类水体收到还原性物质污染程度的。高锰酸盐指数在洁净水的检测中使用比较多，尤其是在自来水检测中。其测定方法有2种:酸性高锰酸钾法和碱性高锰酸钾法。目前，我国测定地表水中高锰酸盐指数的标准方法是酸性法(GB/T 11892－1989)。实际工作中，在做高锰酸盐指数标样时，尽管是按照国标中规定的溶液配制以及测定步骤来进行，但测得的值仍然偏高，甚至会超出标样值的上限。本文主要从标样分析过程中探讨高锰酸钾标准溶液浓度、样品加热时间、样品反应温度、滴定速度以及稀释标准样品时所用的纯水水质对标样测定的影响［1－3］。

2 原理及材料

2.1 原理

样品中加入已知量的高锰酸钾和硫酸，在沸水浴中加热30 min，高锰酸钾将样品中的某些有机物和无机还原性物质氧化;反应后，加入过量的草酸钠还原剩余的高锰酸钾，再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠。通过计算得到样品中高锰酸盐指数。

2.2 计算公式［见式(1)］

式中:V1为样品滴定时消耗高锰酸钾溶液体积，mL; V2为标定时所消耗高锰酸钾溶液体积，mL;c为草酸钠标准溶液浓度，0.010 0 mol/L;V0为空白实验时消耗高锰酸钾溶液体积，mL;V3为测定时所取样品体积，mL;f为稀释样品时蒸馏水在100 mL测定用体积内所占比例。

2.3 材料

当量试剂草酸钠、高锰酸钾，产自天津傲然;高锰酸盐指数标准样品，2个质量浓度:(4.73±0.38) mg/L、(2.82±0.20)mg/L，环境保护部标准样品研究所。

3 影响测定结果的因素分析

3.1 实验室空白对结果的影响

影响实验室空白的因素有很多，如，实验室用水、试剂纯度、玻璃器皿洁净度。本实验中的实验室用水为不含还原性物质的水:将1 L蒸馏水置于全玻璃蒸馏器中，加入10 mL硫酸和少量高锰酸钾溶液，蒸馏。玻璃器皿的清洗顺序依次为，先用酸性高锰酸钾溶液荡洗，再用自来水、蒸馏水洗净，确保不含还原性物质。空白偏高会对含量低的样品影响很大。空白值一般低于0.50 mL，对样品的测定影响不大。

3.2 高锰酸钾溶液浓度对结果的影响

高锰酸钾溶液具有较强的氧化性，易与空气中还原性物质发生反应，而且见光易分解，会引起溶液浓度的变化。高锰酸钾溶液浓度偏高，空白实验及标样所消耗的高锰酸钾溶液用量偏小，从而引起结果偏低;高锰酸钾溶液浓度偏低，空白实验及标样所消耗的高锰酸钾溶液用量偏大，从而引起结果偏高。所以，尽可能配制浓度接近于0.010 0 mol/L的高锰酸钾溶液。刚配好的溶液不能立即使用，放置一段时间后再进行使用，并将配制好的高锰酸钾溶液放在棕色试剂瓶内，避光保存，使用当天标定其溶液浓度。

3.3 加热时间对结果的影响

高锰酸盐指数是在规定条件下的许多有机物部分被氧化，易挥发有机物不包含在测定值之内，它不能作为理论需氧量或总有机物含量的指标。不同加热时间对实验结果的影响见表1。从表1可以得出，样品的高锰酸盐指数值随加热时间的延长而增加，而且如果加热时间过长，液体转变成浅黄色，会影响滴定终点的判断。加热时间应该控制在(30± 2)min，从锥形瓶放入沸水浴中，沸水浴开始沸腾计时，沸水浴的水面要高于锥形瓶内的液面。

表1 不同加热时间的实验结果①

3.4 反应温度对结果的影响

反应温度应控制在80℃左右。因为草酸钠在90℃或高于90℃时，会部分发生分解，导致标定结果偏高，而样品消耗高锰酸钾溶液的体积减少，结果偏低。如果温度低于60℃，反应速度缓慢，结果偏高。

3.5 酸度对结果的影响

样品中加入硫酸，使样品pH值为1～2。分析样品时，吸取100.0 mL样品于250 mL锥形瓶中，再加入(5±0.5)mL 1+3稀硫酸溶液。酸度太高，部分草酸钠会发生分解;酸度太低，部分高锰酸钾会被还原。对结果均有影响。

3.6 滴定速度对结果的影响

滴定样品时，滴定速度过快，高锰酸钾和草酸钠来不及反应就发生分解，会导致结果偏低;滴定速度过慢，溶液温度降低，反应速度缓慢，导致结果偏高。滴定样品应在2 min内完成。滴定终点为刚出现粉红色，并保持30 s不褪色，且具有一致性。

4 标准样品的测量

将2个质量浓度值［标样1:(2.82±0.20)mg/L，标样2:(4.73±0.38)mg/L］的标准样品稀释，用20 mL干燥洁净移液管从安培瓶中准确量取20 mL浓标样至500 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释定容至刻度，混匀后即可测量。标样测量数据见表2。

表2 标准样品的测定数据

如果不考虑空白的影响，把稀释后的标样作为整体的一个样品，标样1的质量浓度值为3.10 mg/L，高于标准值的上限;标样2的质量浓度值为5.02 mg/L，在标准值范围内，但接近于标准值的上限。如果考虑到空白的影响，把浓的标样作为样品，在100 mL待测样中，样品的体积为4 mL，蒸馏水的体积为96 mL，f=0.96，代入公式(1)中算得:标样1的质量浓度值为 2.78 mg/L，标样 2的质量浓度值为4.71 mg/L，2个标样均接近于真值。由此可见，稀释标准样品时所用的纯水水质对标样测定有影响，尤其是对浓度较低的标样影响较大。

5 结论

高锰酸盐指数是一个相对的条件性指标，其值得准确度与高锰酸钾标准溶液浓度、样品加热时间、样品反应温度、酸度、滴定速度有关。在测定标样时，由于稀释标样会带入大量的蒸馏水，因此在计算时要考虑到蒸馏水对标样值的影响。

［1］张勤.高锰酸盐指数标准样品测定结果修正方法的探讨［J］.江苏水利，2010(9):38－41.

［2］卡林，朱伊君，王芹.测试条件对高锰酸盐指数测定结果的影响［J］.黑龙江环境通报，2001，25(3):71－72.

［3］张宇青，宋友坤.酸性法测定高锰酸盐指数的误差消除方法［J］.污染防治技术，2008，21(5):94－95.

Influencing factors of determination of permanganate index

WANG Xiaochun

(Taiyuan Environmental Monitoring Center Station，Taiyuan Shanxi 030002，China)

The accuracy of permanganate index is related to potassium permanganate standard solution，sample heating time，reaction temperature，acidity of reaction solution，titration rate.In the determination of standard samples，distilled water in diluted samples has great influence on value of standard sample.

permanganate index;acid process;test condition;accuracy

O655

A

1004－7050(2016)06－0052－02

10.16525/j.cnki.cn14－1109/tq.2016.06.15

2016－10－11

王晓春，女，1978年出生，2004年毕业于日本琉球大学，硕士学位，工程师，主要从事环境监测工作。