酸性高錳酸鹽指數(shù)的檢測(cè)原理及實(shí)驗(yàn)

高錳酸鹽指數(shù)是指在酸性或堿性介質(zhì)中，以高錳酸鉀為氧化劑，處理水樣時(shí)所消耗的量，以氧的mg/L來(lái)表示。水中的亞硝酸鹽、亞鐵氧、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，高錳酸鉀指數(shù)常被氧化的有機(jī)物，均可消耗高錳酸鉀。因此，高錳酸鹽指數(shù)常被作為地表水體受有機(jī)物染物和還原性無(wú)機(jī)物質(zhì)污染程度的綜合指標(biāo)。我國(guó)規(guī)定了環(huán)境水質(zhì)的高錳酸鹽指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。高錳酸鹽指數(shù)，亦被稱之為化學(xué)需氧量的高錳酸鉀法。由于在規(guī)定條件下，水中有機(jī)物只能部分被氧化，并不是理論上的需氧量，也不是反映水體中總有機(jī)物含量的尺度。因此，用高錳酸鹽指數(shù)這一術(shù)語(yǔ)作為水質(zhì)的一項(xiàng)指標(biāo)，以有別于重鉻酸鉀法的化學(xué)需氧量(應(yīng)用于工業(yè)廢水)，更符合客觀實(shí)際。

為了避免Cr(VI)的二次污染，日本、德國(guó)等也用高錳酸鹽作為氧化劑測(cè)定廢水中的化學(xué)需氧量，但其相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)也篇嚴(yán)格。

1、酸性高錳酸鹽指數(shù)適用范圍

酸性法適用于氯離子含量不超過(guò)300mg/L的水樣。當(dāng)水樣的高錳酸鹽指數(shù)值超過(guò)10mg/L時(shí)，則酌情分取少量試樣，并用水稀釋后再進(jìn)行測(cè)定。

2、酸性高錳酸鹽指數(shù)原理

水樣加入硫酸使呈酸性后，加入一定量的高錳酸鉀溶液，并在沸水浴中加熱反應(yīng)一定時(shí)間。剩余的高錳酸鉀，用草酸鉀溶液還原并加入過(guò)量，在用高錳酸鉀溶液回滴過(guò)量草酸鈉，通過(guò)計(jì)算求出高錳酸鹽指數(shù)值。

顯然，高錳酸鹽指數(shù)是一個(gè)相對(duì)的條件性指標(biāo)，其測(cè)定結(jié)果與溶液的酸度、高錳酸鹽濃度、加熱溫度和時(shí)間有關(guān)。因此，測(cè)定時(shí)嚴(yán)格遵守操作規(guī)定，使結(jié)果具可比性。

3、高錳酸鹽指數(shù)試劑及儀器

(1)試劑

①高錳酸鉀貯備液(1/5KMnO4=0.Imol/L)稱取3.2g高錳酸鉀溶于1.2L水中，加熱煮沸，使體積減少到約1L，在暗處放置過(guò)夜，用G3玻璃砂芯漏斗過(guò)濾后，濾液貯于棕色瓶中保存。使用前用0.1000mo1/L的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備液標(biāo)定，求得實(shí)際濃度。

②高錳酸鉀使用液(1/5KMn04=0.0lmol/L)吸取一定量的上述高錳酸鉀溶液，用水稀釋至1000mL，并調(diào)節(jié)至0.0lmol/L準(zhǔn)確濃度，貯于棕色瓶中。使用當(dāng)天應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。

③(1-}3)硫酸配制時(shí)趁熱滴加高錳酸鉀溶液至呈微紅色。

④草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備液(1/2Na2C2O4-0.1000mo1/L)稱取0.6705g在105一110°C烘干1h并冷卻的優(yōu)級(jí)純草酸鈉溶于水，移人100mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。

⑤草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用液(1/2Na2C2O4=0.0l00mo1/L)吸取10.00mL上述草酸鈉溶液并移人100mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。

(2)儀器:沸水浴裝置;250mL錐形瓶;50mL酸式滴定管;定時(shí)鐘。

實(shí)驗(yàn)分析步驟

(1)分取100mL混勻水樣(如高錳酸鹽指數(shù)高于10mg/I_，則酌情少取，并用水稀釋于100mL)于250mL錐形瓶中。

(2)加人5mL(1+3)硫酸，混勻。

(3)     加人10.00mL0.0lmol/L高錳酸鉀溶液，搖勻，立即放人沸水浴中加熱30min(從水浴重新沸騰起計(jì)時(shí))。沸水浴液面高于反應(yīng)溶液的液面。

(4)取下錐形瓶，趁熱加人10.00mL0.0lmol/L草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻。立即用0.01mol/L高錳酸鉀溶液滴定至顯微紅色，記錄高錳酸鉀溶液消耗量。

(5)高錳酸鉀溶液濃度的標(biāo)定:將上述已滴定完畢的溶液加熱至約70°C，準(zhǔn)確加入10.00mL草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.0l00mo1/L)，再用0.01mol/L高錳酸鉀溶液滴定至顯微紅色。記錄高錳酸鉀溶液的消耗量，按下式求得高錳酸鉀溶液的校正系數(shù)(K)。

式中V-高錳酸鉀溶液消耗量，mol.若水樣經(jīng)稀釋時(shí)，應(yīng)同時(shí)另取100mL水，同水樣操作步驟進(jìn)行空白試驗(yàn)。