测定水中高锰酸盐指数方法的改进

张晓丽

(山西省晋中生态环境监测中心，山西 晋中 030600)

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，其测定结果与溶液的酸度、高锰酸钾浓度及沸水浴时间有关。在实际检测过程中，经常遇到水样量多，不能及时地报出结果的问题，如何快速准确地得出结果成为一个亟待解决的问题。本文从溶液酸度、反应水浴时间2个条件入手研究，对原来国标方法GB11892-89进行条件优选改进，最大程度地提高分析检测效率。

1 实验方法原理

水样中加入硫酸使其呈酸性后，加入一定量的高锰酸钾溶液，并在沸水浴中加热反应一定的时间。剩余的高锰酸钾，用草酸钠溶液还原并加入过量，再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠，通过计算求出样品中高锰酸盐指数值[1]。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

DZKW-4型电子恒温水浴锅；25 mL酸式滴定管；三角瓶、移液管、量筒等。

高锰酸钾贮备液 (1/5 KMnO4=0.1 mol/L)：取3.2 g高锰酸钾溶于1.2 L水中，加热煮沸，使体积减少到约1 L，在暗处放置过夜，用G-3玻璃砂芯漏斗过滤后，滤液贮于棕色瓶中保存。

高锰酸钾使用液(1/5KMnO4=0.01 mol/L)：吸取10 mL上述高锰酸钾溶液于1 000 mL容量瓶中，用水稀释至标线，并调节至约0.01 mol/L准确浓度，贮于棕色瓶中。现用现标定。

(1+3)硫酸溶液：量取100 mL硫酸，在不断搅拌下，缓慢加入到300 mL去离子水中。

(1+1)、(1+2)、(1+4)、(1+5)硫酸溶液参照(1+3)硫酸溶液配制。

草酸钠标准贮备液(1/2Na2C2O4=0.100 0 mol/L)：基准试剂草酸钠(GBW(E)060021j)在105 ℃～110 ℃烘干1 h，冷却后称取0.6705 g溶于水中，移入100 mL容量瓶中，用水稀释至标线，混匀。

草酸钠标准使用液(1/2Na2C2O4=0.010 0 mol/L)：吸取25.00 mL上述草酸钠贮备液于250 mL容量瓶中，用水稀释至标线。

所有试剂配制均用蒸馏水。

2.2 实验方法

按照GB/11892-89的实验步骤：吸取100 mL混匀水样(如高锰酸盐指数高于4.5 mg/L，则酌情少取，并用水稀释至100 mL)于250 mL锥形瓶中，加入5 mL(1+3)硫酸，混匀，加入10.00 mL、0.01 mol/L高锰酸钾溶液，立即将锥形瓶放入沸水浴中加热30 min(从水浴重新沸腾起计时)。沸水浴液面要高于反应溶液的液面，水浴30 min后，取下锥形瓶，趁热加入10.00 mL、0.010 0 mol/L的草酸钠标准溶液，摇匀。立即用0.01 mol/L的高锰酸钾溶液滴定至显微红色，记录高锰酸钾溶液消耗量(V1)。

高锰酸钾溶液浓度的标定：将上述已滴定完毕的溶液加热至70 ℃～80 ℃，准确加入10.00 mL、0.010 0 mol/L的草酸钠标准溶液,再用0.01 mol/L的高锰酸钾溶液滴定至显微红色。记录高锰酸钾溶液的消耗量(V2)，求得高锰酸钾溶液的校正系数(K):K=10.00 /V2。式中，V2为高锰酸钾溶液的消耗量(mL)。

若水样经稀释时，应同时另取100 mL去离子水，同水样操作步骤进行空白实验。

3 影响因素分析

3.1 溶液酸度对结果的影响

取同一份水样5份，分别加入(1+1)、(1+2)、(1+3)、(1+4)、(1+5)硫酸5 mL，在沸水浴中30 min。溶液酸度与测定结果关系见表1。

表1 溶液酸度与结果关系表

实验证明相同的水浴时间内，溶液酸度越高，测定结果越大。

3.2 水浴时间对结果的影响

取同一份水样5份，分别加入(1+1)硫酸5 mL，分别在沸水浴中加热10、15、20、25、30 min。水浴时间与测定结果关系见表2。

表2 水浴时间与结果关系表

实验证明，相同的溶液酸度水浴反应时间越长测定结果越大。

由以上实验可得出，相同的水浴时间，随着溶液酸度增加，高锰酸盐指数也随着增加；相同的水浴酸度，随着水浴时间增加，高锰酸盐指数也随着增加。

3.3 标准样品对比实验

通过标准样品来检验实验条件，从而找到更准确更有效率的条件。取高锰酸盐指数(1.600.21 mg/L)203182标准样品5份，分别加入(1+1)硫酸5 mL，分别在沸水浴中加热8、10、12、15、20 min，结果如表3。

表3 水浴时间与结果关系表

实验结果表明，水浴时间15 min的测定值与标准值1.60 mg/L最接近，绝对值相差0.07 mg/L。故，选择(1+1)硫酸5 mL，水浴时间15 min作为反应条件。

3.4 标准样品精密度

取7份标准样品203182，分别加入(1+1)硫酸5 ml，沸水浴时间15 min，其余步骤按照国标方法GB11892-89。测定结果如表4。

表4 编号为203182的高锰酸盐指数标准样品精密度

实验结果证明：标准样品分析结果均在1.600 21 mg/L范围内，准确度符合要求；精密度相对标准偏差3.8%，小于国标方法GB11892-89中相对标准偏差5.2%，且小于《水和废水监测分析方法第四版(增补版)》中室内精密度20%的规定要求。

4 结语

通过本实验研究可知，通过改变水浴反应时间及溶液酸度不仅缩短了反应时间，也能得到符合规范的准确度和精密度[1]。尤其在水样较多的情况下，更具有现实意义。较国标GB11892-89的方法，最大限度的缩短了工作时间，提高了工作效率，优化了了实验条件，测定结果各项指标满足标准规范要求。快速准确的获得测定结果，更好的为环境决策提供理论依据。