一、目的和要求
(1) 了解高錳酸鹽指數(shù)的含義。
(2）掌握氧化還原滴定法測(cè)定水中高錳酸鹽指數(shù)的原理及方法。
二、原理
以高錳酸鉀溶液為氧化劑測(cè)得的化學(xué)耗氧量，以前稱為錳法化學(xué)耗氧量。我國(guó)新的環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中，已把該值改稱高錳酸鹽指數(shù)，而僅將酸性重鉻酸鉀法測(cè)得的值稱為化學(xué)需氧量。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）建議高錳酸鉀法僅限于測(cè)定地表水、飲用水和生活污水。
高錳酸鹽指數(shù)是指在一定條件下，以高錳酸鉀為氧化劑，處理水樣時(shí)所消耗的氧量，單位以氧的mg/L表示。水中的亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等還原性無(wú)機(jī)物和在此條件下可被氧化的有機(jī)物均可消耗高錳酸鉀。因此，高錳酸鹽指數(shù)常作為水體受還原性有機(jī)物和無(wú)機(jī)物污染程度的一項(xiàng)指標(biāo)。
按測(cè)定溶液的介質(zhì)不同，高錳酸鉀法分為酸性高錳酸鉀法和堿性高錳酸鉀法。因?yàn)樵趬A性條件下高錳酸鉀的氧化能力比酸性條件下稍弱，此時(shí)不能氧化水中的氯離子，故常用于測(cè)定含氯離子濃度較高的水樣。酸性高錳酸鉀法適用于氯離子含量不超過(guò)300mg/L的水樣。當(dāng)高錳酸鹽指數(shù)超過(guò)5mg/L時(shí)，水樣應(yīng)稀釋后再測(cè)定。
在酸性條件下，用高錳酸鉀將水樣中的還原性物質(zhì)（有機(jī)物和無(wú)機(jī)物）氧化，反應(yīng)剩余的KMnO4加入體積準(zhǔn)確而過(guò)量的乙二酸鈉予以還原。過(guò)量的乙二酸鈉再以KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，其反應(yīng)式如下，
MnO4-＋8H++ 5e-一→Mn2+＋4H2O
2MnO4-＋16H++5C2O2-4—→2Mn2+＋8H2O＋10CO2↑
此法的檢出限為0. 5mg/L，測(cè)定上限為4. 5mg/L。
三、儀器與試劑
(1）錐形瓶。
(2) 移液管。100mL胖肚移液管、10mL移液管、5mL移液管各一支。
(3）酸式滴定管。
(4）容量瓶。
(5) 量筒。
(6）水浴鍋。
(7) 硫酸（1：3)。在3份體積的蒸餾水中，緩慢加入相對(duì)密度為1.84的濃硫酸1份。
(8）乙二酸鈉儲(chǔ)備液[c(1/2Na2C2O4）=0. 1000mol/L]。稱取105一110℃烘干lh并冷卻后的乙二酸鈉0. 6705g，溶于一定量的蒸餾水中，轉(zhuǎn)入100mL容量瓶，用蒸餾水定容，搖勻待用。
(9）乙二酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液[c(1/2Na2C2O4 ) = 0. 0100mol/L]。吸取10. 00mL乙二酸鈉儲(chǔ)備液于100mL容量瓶中，用蒸餾水定容，搖勻。
(10）高錳酸鉀溶液［c（1/2KMnO4 ) = 0. 0lmol/L]。稱取高錳酸鉀（A. R.）0. 64g，溶于2L蒸餾水中，加熱煮沸10—15min，冷卻靜置過(guò)夜（蓋上表面皿，以免落入灰塵）。用虹吸（或小心傾出）取上層清液，轉(zhuǎn)入潔凈的棕色試劑瓶中保存。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1) 水樣測(cè)定
用胖肚移液管取100mL水樣于250mL錐形瓶中，加入硫酸（1，3) 5mL,混勻，然后用滴定管加入10. 00mL 0. 0lmol/L高錳酸鉀，搖勻，加入數(shù)粒玻璃珠，沸水浴30min，水浴液面應(yīng)高于反應(yīng)溶液的液面。稍冷后，加入10. 00mL0. 0l00mol/L乙二酸鈉溶液，搖勻，立即用0. 0lmol/L高錳酸鉀溶液滴定至微紅色，記錄耗用的高錳酸鉀溶液體積（V1)。要求回滴用的高錳酸鉀的量在5mL左右，如滴定耗用的體積太大或太小，應(yīng)更改水樣的取用量后重做。
2) 高錳酸鉀溶液校正系數(shù)K的測(cè)定
將上述已滴定完畢的溶液加熱到60—80℃，準(zhǔn)確加入10. 00mL 0. 0l00mol/L乙二酸鈉溶液，立即用高錳酸鉀溶液滴定至微紅色，記錄耗用的高錳酸鉀溶液體積（V2）。
3) 空白值測(cè)定
若水樣用蒸餾水稀釋時(shí)，則另取100mL蒸餾水，按水樣操作步驟進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，記錄耗用的高錳酸鉀溶液體積（V0)。
五、數(shù)據(jù)處理
高錳酸鉀溶液校正系數(shù)：
K=10.00/ V2
水樣不經(jīng)稀釋時(shí)
高錳酸鹽指數(shù)（O2，mg/L)=[(10+V1)K—10]×0.0100×8×1000/100
式中：V1——回滴時(shí)高錳酸鉀溶液的耗用量，mL;
K——高錳酸鉀溶液的校正系數(shù)；
8——氧(1/2)的摩爾質(zhì)量，g/mol
水樣經(jīng)稀釋時(shí)
高錳酸鹽指數(shù)（O2，mg/L)＝｛[(10 + V1)K一10]一[(10 + V0)K一10]f }×0. 0100×8 ×1000/V水樣
式中：V0——空白實(shí)驗(yàn)回滴時(shí)高錳酸鉀溶液的耗用量，mL;
f——稀釋的水樣中所含蒸餾水的比值。
六、注意事項(xiàng)
(1) 影響高錳酸鹽指數(shù)準(zhǔn)確性的主要因素有水浴加熱時(shí)間、滴定時(shí)間、空白值、高錳酸鉀溶液濃度、樣品酸度等，因此，在測(cè)定時(shí)必須嚴(yán)格遵守操作的有關(guān)規(guī)定，使測(cè)定結(jié)果具有可比性。
(2）在水浴中加熱完畢后，溶液仍應(yīng)保持淡紅色，如變淺或全部褪去，應(yīng)將水樣的稀釋倍數(shù)加大后再測(cè)定。
(3）在酸性條件下，乙二酸鈉和高錳酸鉀反應(yīng)的溫度應(yīng)該保持在60—80℃，所以滴定操作需趁熱進(jìn)行，若溶液溫度過(guò)低，需適當(dāng)加熱。
在線客服