时间：2022-10-26 04:49:04
[摘要] 结合多年的工作经验，对高锰酸盐指数测定过程中的高锰酸钾使用溶液的配制及使用进行探讨，为分析人员快速、准确地测定水样的高锰酸盐指数提供帮助。
[关键词] 高锰酸盐指数 高锰酸钾使用溶液 浓度 检测范围 二次加入
在我国，高锰酸盐指数是表征地表水体受有机污染物和还原性无机物污染程度的综合指标。它是一个条件性相对指标，其测定结果与反应溶液的酸度、高锰酸钾使用液的浓度、样品处理过程加热温度、反应时间以及滴定时间都密切相关。高锰酸盐指数测定条件对其测定值的影响，国内许多文献都做了探讨[1-2]。如何快速准确地测定高锰酸盐指数，需要在实践中不断摸索总结，掌握对各测定条件严格控制的能力。
1 高锰酸钾使用液的准确配制
依据现行的《水质 高锰酸盐指数的测定》(GB11892-89)标准[3]，应控制氧化剂高锰酸钾使用溶液的摩尔浓度接近0.010mol/L（1/5KMnO4）。标准中高锰酸钾使用溶液的配制方法是：先配制浓度为0.100 mol/L（1/5KMnO4）的高锰酸钾标准储备溶液，再稀释10倍配制成0.010mol/L的高锰酸钾使用溶液。
市售的高锰酸钾试剂常含有二氧化锰和其它杂质，如硫酸盐、氯化物和硝酸盐等，并且受蒸馏水中常含有微量还原性物质的影响，它们可与MnO4-反应而析出MnO(OH)2沉淀，MnO2和MnO(OH)2又能促进高锰酸钾溶液的分解，此外KMnO4溶液还能自行分解。因此不能一次性配制成准确浓度的高锰酸钾标准储备溶液。在实际工作中，常常遇到手边有现成的高浓度高锰酸钾溶液，其浓度未必是0.100 mol/L。此时只要寻找出相应的稀释倍数，不论高锰酸钾储备溶液的浓度是多少，我们都能通过稀释准确配置出浓度接近0.010mol/L（1/5KMnO4）的高锰酸钾使用溶液。
首先对高锰酸钾储备溶液进行标定。具体标定方法为：取10.00mL草酸钠标准贮备液（1/2Na2C2O4=0.100mol/L)于250mL锥形瓶中，用水稀释至100mL，加入5mL（1+3）硫酸，加热至60℃～80℃，用高锰酸钾储备溶液滴定至终点。由高锰酸钾储备溶液的用量（V0）计算出稀释倍数C（C=100/ V0）。然后按稀释倍数C配制成我们所需浓度的高锰酸钾使用液。标定时注意酸度和温度，应与样品测定的条件一致。
2 增大高锰酸钾使用液浓度对高锰酸盐指数测定的影响
增大高锰酸钾使用液浓度，研究高锰酸钾使用液浓度对高锰酸盐指数测定值的影响。
分别采用0.010mol/L（方法1）、0.020mol/L (方法2)、0.050mol/L(方法3)的高锰酸钾使用液（1/5KMnO4）作为氧化剂，分析测定高锰酸盐指数为4.25mg/L的水样，其余各测定条件及步骤同《水质 高锰酸盐指数的测定》(GB 11892-89)标准的分析方法。测定结果见表1。
通过测定结果可以看出，使用不同浓度高锰酸钾使用液作为氧化剂，相同水样高锰酸盐指数测定值不同。高锰酸钾使用液浓度越大，高锰酸盐指数测定值的相对误差也越大。
高锰酸盐指数是一个条件性相对指标，测定过程中要严格控制各测定条件，包括高锰酸钾使用液的浓度。
3 通过二次加入高锰酸钾使用液，扩大高锰酸盐指数值检测范围
在现行的《水质 高锰酸盐指数的测定》(GB11892-89)标准中, 高锰酸盐指数检测范围为0.5mg/L～4.5mg/L。高锰酸盐指数值较高的水样需稀释后测定。水和废水监测分析方法中的描述“当水样的高锰酸盐指数值超过10 mg/L时，则酌情分取少量试样”并不准确[4]。
在实际工作中，有时会遇到高锰酸盐指数值较高的水样，加入0.010mol/L（1/5KMnO4）的高锰酸钾使用液10.00mL，加热数分钟后，高锰酸钾的紫红色才慢慢褪去。这时要重新量取适量的水样稀释后测定，既浪费时间，又浪费试剂。笔者经过多次实验发现，可以通过二次加入高锰酸钾标准使用液，扩大高锰酸盐指数检测范围，快速、准确地测定水样的高锰酸盐指数值。
具体操作步骤为：按照《水质 高锰酸盐指数的测定》(GB11892-89)标准中测定步骤，水样中加入5mL（1+3）硫酸，10.00mL高锰酸钾使用液，放入水浴中加热。注意观察水样，当水样的紫红色慢慢转为棕色时，再次加入10.00mL高锰酸钾使用液，继续加热，并继续计时至30min。水样取出后趁热加入15.00mL草酸钠标准液，滴定步骤同《水质 高锰酸盐指数的测定》(GB11892-89)标准。高锰酸盐指数计算公式相应改为：高锰酸盐指数=〔(V+20)K-15〕C×8000/100。
分析测定高锰酸盐指数为8.50mg/L（水样1）、12.2mg/L（水样2）的水样，测定结果见表2。
从测定结果可以看出，高锰酸盐指数为8.50mg/L的水样，其测定值相对误差在-2.1%～+3.9%；高锰酸盐指数为12.2mg/L的水样，其测定值相对误差在-1.6%～-2.4%。可见，当水样的高锰酸盐指数值较高时，在水样紫红色慢慢褪去时，二次加入高锰酸钾使用液，继续加热至30min，可以扩大高锰酸盐指数检测范围。
参考文献：
[1] 余晓鹏，张付宝.高锰酸盐指数测定的影响因素研究[J].内蒙古环境科学，2008， 20 （3）：56-58.
[2] 卡林,朱伊君,王芹等.测试条件对高锰酸盐指数测定结果的影响[J].黑龙江环境通报, 2001，25（3）：71-72.
[3] 国家环境保护局.GB11892-89，水质 高锰酸盐指数的测定.1989.
[4] 水和废水监测分析方法（第四版）[M]. 北京:中国环境科学出版社，2002.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文