影响水质高锰酸盐指数结果准确性的因素

摘要：水质高锰酸盐指数是指在处于一定条件下，氧化剂为高锰酸钾，能够用于氧化水中无机物，有机物等一些还原性物质，所消耗的氧含量，单位为mg/L。利用高锰酸盐指数能够反映地下水、地表水及生活饮用水中有机污染程度。但在日常水体监测中，检测难度系数是比较高的。为了提高高锰酸指数分析结果的准确性，需要在分析过程中确保各分析环节的准确度，避免对高锰酸盐指数分析结果产生影响。本文研究中针对在分析水质高锰酸盐指数时影响因素开展深入分析。

关键词：水质;高锰酸盐指数;准确性;因素

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）12-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.052

Factors influencing the accuracy of water quality permanganate index results

Zhang Ningzhen

（Shaanxi New Discovery Testing Technology Co.，Ltd.，Xian Shaanxi 710065，China）

Abstract：Water quality permanganate index refers to the oxygen content consumed by potassium permanganate as the oxidizer under certain conditions，which can be used to oxidize inorganic and organic substances in water and other reducing substances，in milligrams per liter.The permanganate index can reflect the degree of organic pollution in groundwater， surface water and drinking water.But in daily water body monitoring， the detection difficulty coefficient is relatively high. In order to improve the accuracy of the permanganate index analysis results，it is necessary to ensure the accuracy of each analysis link in the analysis process to avoid affecting the permanganate index analysis results.In this study， an in-depth analysis of the factors affecting water quality permanganate index is carried out.

Key words：Water quality;Permanganate index;Accuracy;Factors

利用高锰酸锂指数能够反映水体中部分有机物质的污染程度，这项指标属于条件性指标，在结果分析过程中会受到多种因素影响。比如样品分析，样品采集等，高锰酸盐指数的结果也会受到高锰酸钾浓度、碱度、滴定速率、溶液酸、加热时间、过程方法等，因此，在水质高锰酸盐指数中可将其作为是有机物污染度的重要衡量指标之一。

1 高锰酸盐指数概念

高锰酸盐指数反映水体受污染的综合性指标，主要用于检测水体中还原性无机物、有机物，包括亚铁盐、硫化物等，在處于一定条件下能够被氧化，有机物可通过消耗水体中高锰酸钾的体积来换算其含量。

2 高锰酸盐指数测定方法

用移液管准确移移100mL样品，将其置于250mL锥形瓶中，对于一些污染程度较大的样品可利用纯水稀释至100mL，将其置于锥形瓶中，加入5mL1：3的硫酸，体积为5mL，之后加入10mL0.01mol/L的高锰酸钾标准溶液，将样品和溶液混合均匀之后，置于沸水浴中。当再次沸腾时，即使恒温加热30min之后取出锥形瓶，需要趁热向锥形瓶中加入10mL0.01mol/L的草酸钠标准溶液，混合均匀后此时溶液为无色，趁热采用0.01mol/L的高锰酸钾进行滴定，使溶液能够在30s内保持微红色且不褪色，记录在这一过程中所消耗的高锰酸钾体积。高锰酸钾溶液的标定过程以及校准系数换算，在操作过程中需要重新将溶液加热至70℃，并且向该溶液中加入草酸钠标准溶液10mL，浓度为0.01mol/L，混合均匀之后向溶液中滴加高锰酸钾溶液，使其能够在30s内保持微红色且不褪色，记录所消耗体积并换算标准系数值。经过稀释的水样之后需要开展空白测试，并且用100mL纯水来代替样品重复开展分析，记录此时样品所需消耗的高锰酸钾容量。

3 实验原理

从原理上来看对于酸性高锰酸钾氧化法，该方法能够用于生活饮用水，地表水，地下水以及污染程度较高的水体检测中，一般来说，氯离子浓度低于300mg/L，当水中高锰酸盐指数高于5mg/L，这种情况下需要适当减少取样量或将水体稀释之后进行测定。根据高锰酸钾指数测定方法上，加入硫酸能够使水体酸化加入一定含量高锰酸钾之后，在100℃沸水浴中恒温加热半小时，其余的高锰酸钾能够被草酸钠还原，当加入过量高锰酸钾之后会使整个反应体系中残留一定量的高锰酸钾，由于高锰酸钾作为指示剂，使用一定浓度高锰酸钾进行草酸钠氧化还原之后，过量的高锰酸钾会呈现微红色，通过计算草酸钠使用量能够换算出此时被测样品中高锰酸盐的浓度。

4 高锰酸盐指数测定准确性的因素分析

4.1 高锰酸钾标准溶液的浓度

针对高锰酸钾的浓度来说，结合化学反应平衡原理，当提升氧化反应体系中氧化物浓度时，此时会使化学反应的平衡逐渐向生成物方向进行移动，因此需要提高高锰酸钾浓度，这种情况下会导致结果存在一定的正偏差。在处于相同实验条件下使用（1+3）的硫酸，沸水浴恒温，30min的反应加热时间，可以利用0.025mol/L和0.01mol/L的高锰酸钾作为氧化剂开展结果测定，如果高锰酸钾浓度较大时会存在一定程度自然分解，管壁中有较多二氧化锰沉淀，这些物质会反向来催化促进高锰酸钾分解，从而导致高锰酸钾分解现象严重。在储存过程中，如果高锰酸钾溶液储藏时间较长也会出现这一问题。因此结合高锰酸钾的特点，在配置溶液时应当采用砂芯漏斗进行杂质过滤，以去除过量二氧化锰，进而延长高锰酸钾氧化剂的使用寿命。

4.2 高锰酸钾溶液取样量

在待测样品中加入10mL高锰酸钾溶液之后，将其置于沸水浴中，使最终溶液在30s内呈现微红色且不褪色，如果在这一过程中颜色全部褪去或颜色变浅，证明该样品中含有还原物浓度较高，所加入的高锰酸钾溶液不够，经过加热后草酸钠体积一定在滴定过程中需要开展回滴，这种情况下导致结果偏高。因此，样品取样量会影响最终结果测定准确度，在加热样品时红色褪去，证明该水样中含有较多还原物质，需要消耗较多高锰酸钾。基于这种情况下，需要稀释样品重新测定，进而能够使氧化之后样品中所残留的高锰酸钾为加入量的1/3或者1/2。

4.3 草酸钠溶液浓度

由于在实验过程中高锰酸钾稳定性较差，在结果分析时利用草酸钠标准溶液修正校准系数，因此草酸钠溶液准确性具有十分重要的意义。尤其对于浓度较低的溶液来说，成分不稳定。一般来说，配置好的草酸钠将其置于冰箱冷藏一周其校准系数是不变的，在日常实验过程中常是现用现配草酸钠溶液，在水质高锰酸盐指数分析过程中所使用的实验水是不含任何有机物的蒸馏水。通过研究发现，如果超纯水制备时间越长其在实验过程中空白值较高，因此应当采用不含任何还原性物质的水，同时在溶液配置过程中也需要使用新制备蒸馏水来配置，确保草酸钠溶液准确度。

4.4 加热方式

在进行样品加热时，还需要考虑加热操作方式以及控制程度的影响，具体包括加热方式，现有的加热方式包括：水浴加热、直接加热、恒温加热等多种方式，之后可提升加热速度并进一步缩短测试时间。由于溶液底部过热会使结果偏高，在国家标准方法中属于加热是一种常用方法，但该方法操作较为繁琐，但能够有效避免局部过度加热的问题。恒温加热时需要借助设备，无法直接观察到溶液温度，因此很难准确控制加热时间。环境温度，大气压力也会从一定程度上影响水浴温度，尤其对于高原地区来说水沸騰的温度是80℃，采用水浴加热的方式水域温度会受到水成分因素的影响，当水中含有易挥发物质时会使水沸点降低，也使水浴温度降低，当水体中含有难挥发物质时，会使水沸点升高，同时这些物质也会污染水样品，具体测定时还需要引起高度重视。

4.5 校正系数k值

通过公式可直接计算校准系数k值，其k值的变化对于最终结果测定产生的影响也是比较大的，在校准系数修正过程中受到多种因素的影响，如果滴定终点不准或滴定量不够，滴定量过量均会导致校准系数k值存在一定偏差。因此，未能够减小校准系数存在的偏差，控制好滴定终点，需要使用10mL移液管进行草酸钠移取以确保体积移取的准确性，同时还需要多次校正k值，取平均值以不断提升降准系数的准确性。通过日常检测经验，在校准开始时采用空白样标定或单独标定方法是比较合适的。

4.6 滴定终点的判断

利用酸性高锰酸钾氧化法的方式进行水质高锰酸盐指数检测时，从该反应的本质上是一种氧化还原反应，可在规定时间内利用高锰酸钾消耗量来反映还原物质的量，但无法确定整个水样品中可被氧化还原物质总量。因此，对于样品加入时间来说也会影响最终测定值，在100℃沸水浴中延长加热时间会使测定结果升高，反之会降低测定结果。研究发现，如果将加热时间由最初30min延长至36min会使检测结果快速升高，为能够提高结果准确度需要控制加热时间，在样品加热时应当使水浴完全沸腾时，按照一定间隔依次放入各个样品，等到再次沸腾过程中严格控制30min的加热时间，确保结果测定的准确性，一致性。

此外，滴定温度的影响。在酸性条件下，高锰酸钾氧化过程中，草酸钠与高锰酸钾溶液的反应是一种化学吸热反应研究发现，在高温下进行高锰酸钾和草酸钠滴定，由于该反应温度高很容易使草酸钠成分分解，因此，在从100℃废水浴中取出锥形瓶之后，要求水温低于90℃，再次开展草酸钠滴定，如果此时水浴温度较高会分解部分草酸钠物质，使最终结果偏高。如果温度降低时也会影响两种物质的氧化反应使结果偏低，在整个化学分析时要求草酸钠与高锰酸钾的化学反应温度能够持续保持在60～80℃之间。因此需要趁热开展滴定操作，如果反应温度较低，需要适当加热完成滴定。在校准系数修正时，需要重新将样品置于水浴两min开展滴定，对于滴定速度来说，由于草酸钠和高锰酸钾之间的氧化反应，该反应是一种自催化反应，整个反应中催化剂为二价锰离子，该反应的速度向快后慢，因此应当匹配化学反应速度和滴定速度，确保结果准确度，在初期滴定时要求滴定剂加热速度低于正常滴定速度，等到二价锰离子具备催化剂作用之后可提高滴定速度，以正常速度开展样品滴定。总之，在测定水质中高锰酸盐指数时，采用高锰酸钾氧化法测定影响因素较多，在实际操作中需要充分理解测定标准中的各个细节规定，严格按照标准方法进行测定，以获得更加准确和高精密度的结果。

5 结语

水质中高锰酸钾指数在测定过程中是一种条件指标，在测定时其结果会受到多种因素的影响，比如水浴加热的方式，加热时间、样品取样量、反应温度、标准溶液的浓度等。因此，针对高锰酸盐指数在测定过程中，为确保标准溶液浓度，准确度以及较准系数修正值的准确性，取完样品之后应当适当加热且要求高锰酸钾为加入量1/3或1/2，尤其在沸水浴加热时，需要控制好温度，在沸水浴中加热半小时开始滴定，使样品温度能够持续保持在60～80℃之间，严格控制整个实验条件，按照国标法进行操作，确保检测结果的准确性，使检测分析结果具有一定的代表性。

参考文献

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[2]杜江，陈丽琼，杨晓红，等.保存剂（硫酸）对高锰酸盐指数测定的影响[J].环境科学导刊，2019，38（02）：95-98.

收稿日期：2020-09-10

作者简介：张宁珍（1985-），女，汉族，本科学历，工程师，研究方向为环境检测。