用高锰酸钾法测定水中耗氧量的一些体会

【摘要】水质分析项目耗氧量检测的准确性往往不好掌握,本文研究了用高锰酸钾法测定水中耗氧量的检测方法,通过实验得出:严格掌握反应条件,准确控制加热时间等,是准确检测耗氧量项目的几个关键问题。只要掌握好这几个关键步骤，水质项目耗氧量的检测结果就会理想,在现行的检测方法内回收率可达97%。

【关键词】耗氧量 滴定温度 酸度滴定速度 加热时间 回收率

中图分类号：P184.5+3 文献标识码：A 文章编号：

耗氧量分析项目在水质分析中属于有机物综合指标，水中耗氧量的大小不仅可以间接地反映水中有机物的含量，还可以做为水体被污染的标志之一，对水质污染情况进行综合性评价，在给水处理中耗氧量的大小还可反映一定的净化程度，因此,水中耗氧量的检测有着重要的意义。本文研究了耗氧量的检测方法，指出了准确检测耗氧量的几个键问题。实验结果表明：只要掌握好氧化还原反应的特点，掌握好检测所需要的各种条件，如滴定温度、滴定速度，特别是准确的加热时间等几个关键步骤，耗氧量的检测就会得到比较满意的结果。

一、试验部分

仪器与试剂：

25mL棕色滴定管

100mL锥形瓶

多孔电热恒温水浴锅

1+3硫酸溶液：将1份浓硫酸（ρ20=1.84g/mL）加入到3份纯水中，煮沸。滴加高锰酸钾标准溶液至溶液保持微红色。

0.1000mol/L草酸钠标准储备液溶液：称取6.701g草酸钠(Na2C2O4)溶于少量纯水中,并定容至1000mL,置暗处保存。

0.01000mol/L草酸钠标准溶液:将0.1000mol/L草酸钠溶液稀释10倍.

0.1000mol/L高锰酸钾溶液:称取3.3g高锰酸钾(KMnO4)溶于少量纯水中,并稀释至1000 mL,煮沸15分钟,静置2天以上,然后用虹吸法将上部约800mL溶液移入棕色瓶中,置暗处保存并按下述方法标定浓度。

吸取25.0mL0.1000mol/L草酸钠溶液于250mL三角瓶中，加入75mL新煮沸放冷的纯水中，再加入2.5 mL浓硫酸，迅速自滴定管中加入约24mL高锰酸钾溶液，待褪色后加热至65℃，再继续滴至溶液呈微红色并保持30秒内不褪色即可。滴定终了时，溶液温度应不低于55℃，计录高锰酸钾溶液用量。

C(1/5KMnO4)=0.1000×25.00/V

式中：C(1/5KMnO4)——高锰酸钾溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）

V——高锰酸钾溶液的用量，单位为毫升（mL）

0.01000mol/L高锰酸钾溶液:将0.1000mol/L高锰酸钾溶液稀释10倍,注意现用现标定。

二、结论与讨论

（一）各种条件的掌握很重要

氧化还原反应的特点,一是反应速度比较慢,二是在什么条件下进行反应也很重要,因为不同的反应条件会决定不同的反应方向,产生不同的反应结果。

1、水样的酸度条件

酸性高锰酸钾滴定法对水样中的酸度有一定的要求,因为酸度可以加快反应速度。耗氧量的酸度范围要求在0.5-1.0mol/L之间。5mL1+3硫酸溶液加在水样中的酸度为0.75mol/L。实验证明当水样的酸度控制在0.2mol/L时,耗氧量的滴定会顺利进行，测定结果不会出现偏差。

2、水样的滴定温度

耗氧量的滴定温度,也是反应条件的一个重要方面。耗氧量滴定温度要求在70℃-80℃之间。温度的大小对耗氧量的滴定反应有影响。当反应温度大于90℃时，草酸钠则容易分解;当反应温度低于70℃时,则会影响氧化反应的程度.因此，必须严格控制反应温度.当室温为25℃时,水样从水浴锅中取下2分钟时水样的温度一般在70℃-80℃之间,此时正好进行滴定.滴定后水样的温度一般都会在60℃以上.如果掌握好水样取下后的时间与水样的温度的变化关系,就可以使滴定温度保证在70℃-80℃范围内进行。

3、水样的滴定终点

水样的滴定终点也应该注意,因为终点掌握不好也容易产生一定的误差。水样滴定时的终点与标定时的终点应该完全一致。高锰酸钾既是标准溶液,又是自身指示剂.准确滴定终点应该是:当水样刚出现不褪的淡粉红色后再多加2滴或2滴半高锰酸钾至产生的淡粉红色30秒钟不褪色即可。高锰酸钾的加入量也最好都从零点开始,滴定尽量用体积小一些的棕色滴定管进行,这样可以使滴定条件最大可能的趋向一致系统误差,提高检测的准确程度。

（二）准确的加热时间是做好耗氧量检测的关键

1、准确控制加热时间

耗氧量测定前水样需先放在水浴锅中加热反应30分钟然后进行滴定。准确的加热时间非常重要,因为加热时间的长短与检测结果的准确度有关。水样的加热时间超过3分钟,检测结果的回收率就会在最大回收率的基础上提高4 %,所以应严格控制加热时间,注意不要使加热时间超出规定的范围要求。因为准确的加热时间是做好耗氧量检测的关键一环节，否则会给检测结果带来较大的偏差。结果见表1。

表1 延长加热时间对检测结果的影响

2、水浴量要高于水样量

水样在加热时除了要准确掌握加热时间,还应注意水浴锅内的水量是否高于锥形瓶内的水样，只有水浴锅内的水量高于锥形瓶内的水样，才能保证锥形瓶内的水样都能进行充分的加热反应，否则加热反应不完全,易造成检测结果的偏低。

（三）稀释样品时必须做减空白处理

标准样品和水样在稀释时,必须考虑蒸馏水中的空白值对检测结果所带来的影响。前面已提到即便是经过多次处理后的蒸馏水，其中的空白值仍然还会存在,所以样品在稀释时蒸馏水所引进的误差必须在计算时减去，否则将造成较大的误差。实验的结果也表明不减空白值将产生较大误差。结果见表4。

表4 是否减去空白值误差情况

减空白必须用以下的公式进行计算

计算公式: 耗氧量 (O2,mg/L)=｛【(10+V1)K-10】-【(10+V0)K-10】R｝×0.08×1000/V2

（四）锥形瓶不处理不影响检测结果的准确性

在耗氧量的检测中,标准检测方法(GB5750-2006)要求检测前应事先将瓶子用高锰酸钾进行处理,以保证检测结果的准确性。这表明瓶子事先不处理直接用于滴定将会影响检测结果的准确性。结果见表5。

表5 锥形瓶处理后的滴定结果

瓶子处理时消耗高锰酸钾用量

【参考文献】

［1］生活饮用水标准检验法（GB5750-2006）

［2］水质分析第六章氧化还原滴定法