酸性高锰酸钾法测定水中高锰酸盐指数探讨

2016-09-05李申莹

治淮 2016年1期

李申莹　张　颖

酸性高锰酸钾法测定水中高锰酸盐指数探讨

李申莹张颖

地表水中耗氧物质的测定，根据所用氧化剂的不同，可分为高锰酸钾法和重铬酸钾法，清洁的地表水一般采用酸性高锰酸钾法测定，测定范围0.5～8.0mg/L，高锰酸盐指数在一定程度上可以反映水体中有机污染的程度，该方法操作简便、经济、时间短，但对测定污水、工业废水不够理想，水体含有较为复杂的有机物质，往往难以氧化，宜用重铬酸钾法测定。本文主要对酸性高锰酸钾法测定过程中加热氧化方式、不同有机物质的氧化能力以及高锰酸钾溶液浓度对其测定结果的影响进行探讨研究。

一、实验原理

酸性高锰酸钾法的原理是：水样在酸性条件下，用高锰酸钾将样品中的某些有机物及还原性物质氧化，反应后剩余的高锰酸钾，用过量的草酸钠还原，再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠，根据消耗的高锰酸钾量计算出水样中所含有机物及还原性物质含量。

二、加热方式和时间对测定值的影响

采用电炉直接加热10min和水浴加热30min做对比测定，往往由于受加热时间、温度的影响，导致对比测定的结果不理想。严格控制加热温度和时间，取得测定结果比较理想，对同一标准样品，在其他条件相同的情况下，只改变加热反应条件，其方法是：一是在水浴锅上加热30min，水浴锅水沸后放入被测样品，待水沸开始计时（往往放入样品瓶后，水浴不会沸腾），加热30min。二是在电炉上直接加热，选择同一型号的测试瓶，使受热均匀一致，将电炉耐火瓷板盖上，先预热使瓷板盖微红，放上样品瓶，从出现第一个起泡开始计时，加热10min。两种加热方式对标准物质的测定结果见表1。

从表1可以看出，电炉直接加热，方便易掌握，但电炉加热氧化率略高于水浴加热，测定结果接近保证值的上限；水浴加热测定值均处于保证值的中间范围，但水浴加热不好掌握，且费时费力。

三、高锰酸钾对有机物氧化能力的测试

高锰酸盐指数能一定程度地反应水体受有机污染，但对不同种类的有机物质，其氧化能力表现不同。笔者对不同种类的有机物质做了相关的探讨性试验。

对纯有机物葡萄糖、谷氨酸、邻苯二甲酸氢钾，根据期化学式配置成高锰酸盐指数含量一定的母液，再稀释成高锰酸盐指数含量2.0～6.0 mg/L溶液进行测定。

称取0.4686g葡萄糖配制成高锰酸盐指数含量500mg/L的溶液，再稀释成高锰酸盐指数含量为4.0mg/L的溶液进行测定。同时称取0.1500g葡萄糖和0.1500g谷氨酸配制成高锰酸盐指数含量为4.0mg/L的溶液，称取0.4251g邻苯二甲酸氢钾配制成高锰酸盐指数含量500mg/L的溶液，稀释成高锰酸盐指数含量为4.0mg/L的溶液。

对上述配制的高锰酸盐指数含量为4.0mg/L的溶液，采取测试条件一致的电炉直接加热消解重复测定。结果表明：葡糖糖溶液的氧化率最高，为70%～73%；葡糖糖+谷氨酸溶液氧化率较低，只有31%～33%；邻苯二甲酸氢钾溶液的氧化率最低，为10%以下。

由于天然水样中，水中有机物和还原性物质的成分非常复杂，有些水样中有机物主要是易被氧化的物质，而有些水样中有机物大都是不易被氧化的物质，因此，根据不同地区水样有机物组分的特点，实验员对每个分析样品有机物成分，应预先有粗略的了解。对于那些主要含有易被氧化的有机物质的水样，采用高锰酸盐指数法得出的测定结果，能够反映出该水样真实的有机污染状况；而对于那些主要含有不易被氧化的有机物质的水样，则考虑采用重铬酸钾法进行测定。

表1　不同加热方式对高锰酸盐指数测定结果的影响分析表（单位：mg/L）

四、高锰酸钾溶液浓度对测定结果的影响

高锰酸钾标准溶液通常不能准确配制，需要通过草酸钠基准溶液标定来确定其浓度，在一定的条件下，高锰酸钾溶液浓度直接影响到测定的准确度。因此，进行了高锰酸钾标准溶液浓度对测定结果影响的研究，结果表明：高锰酸钾标准溶液浓度大于草酸钠基准溶液浓度时，高锰酸盐指数测定值就偏高，反之就偏低，高锰酸钾标准溶液浓度越接近草酸钠溶液浓度，测定结果越接近理论值。具体数据见表2。