高锰酸盐指数化学检测实践中的问题讨论

易华

摘要：随着我国的高速发展，伴随而来的还有环境污染，环境的污染导致人们的身体健康受到危害，尤其是水污染。近几年来，我国的水污染状况是越发严峻，而水资源是人们生存必备的，所以当前水污染的解决是迫在眉睫的，而高锰酸盐指数作为判断水污染状况的一项重要指标，对于水污染检测起着至关重要的作用。通过提高高锰酸盐指数的准确性我们可以更好地判断当地的水污染状况，提高水污染检测的准确性。本文主要阐述了高锰酸盐指数的概念、检测流程和检测过程中可能出现的问题以及解决方法。

关键词：高锰酸盐指数;化学检测实践;问题与讨论

1.高锰酸盐指数概念以及检测流程

1.1高锰酸盐指数概念

所谓高锰酸盐指的是所含阴离子为高锰酸根（MnO4-）的一类盐的总称。高锰酸盐指数常用于反映水体中的无机和有机氧化物污染状况的常用指标。高锰酸盐指数的定义为：在一定环境下，以高锰酸钾为氧化剂氧化水样中的部分有机物和无机物，根据所消耗的高锰酸钾的量计算氧量，单位为mg/L，表示单位氧的毫克/升。由于高锰酸钾只能氧化如亚硝酸盐、亚铁盐等的还原性无机物和可被氧化的有机物，所以不能够根据所消耗的高锰酸钾的量来直接计算理论需氧量和有机物总量，只能进行粗略估算。另外高锰酸钾法通常只用于地表水、饮用水以及生活污水的检测，工业废水检测一般不使用此法，而采用重铬酸钾法。除此之外，易挥发有机物的测定也不适用。

1.2高锰酸盐指数检测的流程

高锰酸盐的指数检测操作原理如下：往水样中加入一定量的硫酸，使其呈酸性，然后根据水样的量加入一定比例的高锰酸钾，经过沸水进行水浴加热后，对未反应完全的高锰酸钾使用草酸钠溶液进行还原，草酸钠溶液需过量，再用高锰酸钾溶液滴定过量的草酸钠，最后通过计算求出高锰酸盐指数值。计算公式如下：

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

式中：X为高锰酸盐指数;V为水样消耗的高锰酸钾溶液总量，单位为 ml;K为标准系数，即五分之一的高锰酸钾溶液（KMnO4）相当于二分之一的草酸钠标准溶液（Na2C2O4）的体积;M为草酸钠标准溶液（Na2C2O4）的溶液浓度，单位为mol/L。

所用仪器：待测水样、250ml烧杯、滴定管、移液枪

高锰酸盐指数检测的具体操作流程：首先用移液枪移取200ml的待测水样，向其中加10ml硫酸，将其充分混合，加入适量0.01mol/L的高锰酸钾溶液于混合溶液中，对混合液加热30分钟，向其中加入0.01mol/L的草酸钠标准溶液，待反应完全后用高锰酸钾对多余的草酸钠进行滴定，滴定结束后将溶液加热至70℃，最后重新加入草酸钠标准溶液。

1.3实验结果分析

通过上述实验操作得到了高锰酸盐指数为3.53mg/L，根据我国的水质标准分布表来看，这个数据样本属于二级轻度污染。

通过本次实验可以得出以下实验结论：高锰酸钾的用量以及加热的时间对高锰酸盐指数的影响最大。就高锰酸钾的使用量而言，如果待测水样消耗了5ml以上时，所得到的高锰酸盐指数会低于平均值。发生这种状况的主要原因是高锰酸盐的浓度过低使得待测水样中还原物质的氧化率降低。就加热时间而言，在其他因素不变得情况下，高锰酸盐指数与加热时间成正比，即随着加热时间的增加，高锰酸盐的指数也相应增大。其原因可推测为随着加热时间的增加，该反应能够更加彻底地进行，反应更加完全。通过实验证明只有当反应温度严格控制在95℃以上时，反应才能完全进行。因此，为了保证实验结果的准确性，在加热溶液30min的整个过程中，都应该保持水浴溶液溶液的沸腾状态，直至30min加热完成方可停止对水浴溶液加热。

2.高锰酸盐检测过程中出现的问题以及对策分析

2.1实验结果误差大

在实验过程中由于各种因素的影响会导致实验结果出现误差，主要因素如下：

（1）对溶液进行加热时，溶液颜色由原来的红色逐渐变为无色。出现这种情况时就不能继续进行实验了，不然会造成较大误差，可以重新制作待测水样进行检测，另外还需知道造成这种现象的原因是加入的高锰酸钾的量不足。

（2）加热温度过低，反应不均匀。高锰酸钾的反应程度与温度是息息相关的，它会随温度变化而变化，尤其是在滴定过程中，滴定温度是不能少于60℃的，如果低于这个温度，反应速度就会变得极慢。因此，在进行高锰酸盐指数检测过程中最好将温度控制在90℃左右，最低限度要达到80℃。

（3）待测水样中氯离子的浓度过高。通常来说当待测水样中氯离子浓度大于5 mg/L时，溶液中就会存在碱性物质使得实验结果出现较大误差。因此，在每次实验前需要将装待测水样的烧杯以及实验过程中所需用到的其他仪器清洗干净。

（4）沸水浴加热过程中水平面高度。在溶液进行沸水浴加热时，使得沸水浴的水平面高度高于烧杯液面。

2.2实验室的安全管理问题

通常来说，实验室最常见三大安全隐患就是触电、火灾和中毒。尤其是火灾，近几年来实验室的爆炸事故层出不穷，就最近的一起事故而言，就是2018年12月26日北京交通大學实验室发生了爆炸事故，造成三名参与实验的学生不幸遇难。2016年1月10日北京化工大学一间实验室起火。2015年12月18日，清华大学化学系实验室发生爆炸造成一名博士生死亡。同年六月，苏州大学一实验室也发生了爆炸事故。类似这样的例子近几年来是较多的，造成这些事故的主要原因是实验室安全意识薄弱，实验室的安全管理未受到重视。要想减少此类事件的发生，各个高校的实验室管理人员应当妥善保存易燃易爆药品，保持实验室通风，尤其是冬季，冬季是最容易产生安全隐患的，不少同学因为惧怕寒冷将实验室门窗紧闭，这就很容易造成安全事故。除了火灾事故，在实验室中最常见的就是中毒了，实验中有各种剧毒物质以及强腐蚀性物质，如氰化物、硫酸等，对于此类药物的取用要事先做好安全防患，戴好口罩、眼罩、手套等工具。在本次实验中就用到了硫酸，如不慎将硫酸溅到皮肤上需要用大量清水进行清洗。总之，为了保证实验室的安全，应该定期对实验室人员进行安全手册考核，做好半年一次的紧急演练工作。

结束语

本论文所谈论的高锰酸盐检测法仍然存在着许多缺陷，为了提高高锰酸盐指数的准确性，需要进一步对缺陷进行改进，保证饮用水的质量，使得人们能够安全用水。除此以外，还需要加强高锰酸盐检测实验的管理，使其严格按照规章制度进行，保证整个实验过程操作的规范性，不做虚假检测。

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