环境监测之容量法——高锰酸盐指数

高锰酸盐指数的定义

原 理

样品中加入已知量的高锰酸钾和硫酸,
在沸水水浴中加热30min,
高锰酸钾将样品中地某些有机物和无机还原性物质氧化,
反应后加入过量的草酸钠还原剩余的高锰酸钾,
再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠,
通过计算得到样品中高锰酸盐指数

试 剂

样品的采集和保存

  1. 水样应使用磨口塞的硼硅玻璃容器,且在盛装水样前应用水样淋洗,使瓶壁所吸附的成分与水样一致
  2. 采集的水样须立即分析,这是由于水样中存在微生物,它会使有机物分解,引起高锰酸钾指数的变化。采集的水样当天能完成分析时, 可不加保存剂
  3. 采样后加入硫酸溶液(浓硫酸),使样品pH 达到 1~2 并尽快分析。
  4. 如果保存时间超过6h,则需要暗处;0 ~ 5℃ 下保存,不得超过2天。

测定

  1. 吸取 100. 0 mL 经充分摇动、混合均匀的样品(或分取适量,用水稀释至100 mL),
  2. 置于250 mL锥形瓶中,加入5 土 0.5 mL 硫酸(1+3),(对于加固定剂的试样,需要调pH)
  3. 用滴定管加入 10.00 mL 高锰酸钾溶液(0.01mol/L ),摇匀。
  4. 将锥形瓶于沸水浴内30±2 min(水浴沸腾,开始计时)。
  5. (时间长短直接影响氧化率,加热时间过长35min,结果偏高; 沸水液面高于锥形瓶中样品液面)

标定

  1. 向空白试验滴定后的溶液中加入10.00 mL草酸钠溶液( 0.010mol/L ) (如果需要,将溶液加热至80℃,操作过程中可以将空白试样放在水浴锅上保温)

  2. 用高锰酸钾溶液(0.01mol/L )继续滴定至刚出现粉红色,并保持30 s不退。

  3. 记录下消耗的高锰酸钾溶液(0.01mol/L )体积 V2。

  4. K值= 10/V2

  5. 高锰酸钾溶液浓度的最佳值应略小于0.0100 mol/L(K值应介于0.950~1.01之间)

注意事项
  1. 锥形瓶置于沸水浴内30±2min,沸水浴水面要高于锥形瓶的液面

  2. 样品量以加热氧化后残留的高锰酸钾为其加入量的1/2~1/3为宜,加热时,如溶液红色褪去说明高锰酸钾不够,须重新取样,经稀释后测定

  3. 红色保持30s不退

  4. 滴定时温度如低于60℃,反应速度慢,因此反应加热至80℃左右

  5. 若延长加热时间,会导致测定结果偏高

计 算

高锰酸盐指数测定的影响因素

试剂

纯水:

  1. 实验用水对于测定结果有明显影响,空白值的高低对于测定结果的准确性至关重要。

  2. 在测定高锰酸盐指数时,对制备好的试验用水应及时使用,最好取用新鲜蒸馏水,保证空白值滴定体积在0.35 ~ 0.60 ml之间,以减少空白值对测定结果的影响。

高锰酸钾溶液:

  • 高锰酸钾溶液浓度的最佳值应略小于0.0100 mol/L(K值应介于0.950~1.01之间)

硫酸溶液: 

  1. 当酸度较低时,高锰酸钾的氧化性降低,高锰酸钾易被氧化为二氧化锰沉淀,从而影响其对水体中无机和有机还原性物质的氧化,使测定结果偏低;

  2. 当酸度过高,则会促使生成草酸,高锰酸钾在不能充分发挥其氧化作用,使测定结果偏低。

加热设备与加热时间 

  1. 水浴加热具有温度低、加热均匀但时间较长的特点,电热板直火加热存在温度高、加热不均匀的缺点,不建议采用电热板加热消解样品。
  2. 由于高锰酸盐指数是一个条件性指标,加热方式为沸水浴,温度为96℃~98℃。如在高原地区,报出数据时,需注明水的沸点。
  3. 沸水浴的水面要高于锥形瓶内的液面(1cm以上) 。
  4. 水浴沸腾加热时间30min±2min操作

测定过程

  1. 滴定过程(吸热过程)的试样温度酸性条件下高锰酸钾与草酸钠的反应温度应保持在60℃~80℃之间。不能过高:草酸分解(茶色),过低:反应速度缓慢
  2. 滴定速度和时间整个滴定过程应采取慢-快-慢的滴定速度,应在2min内完成滴定。
  3. 终点观察,在滴定时在锥形瓶置于白纸上或(白瓷片)中,更容易观察到滴定结果。
  4. 滴定终点应为粉红色,并保持30s不褪色。

质量控制

  1. 空白试验:每批次(≤20个)样品应至少做2个实验室空白试验,空白样品的测定值应小于方法检出限。
  2. 精密度控制:每批次(≤20个)样品,应至少测定10%的平行双样,样品数量少于10个时,应至少测定一个平行双样。当样品含量≤2.0 mg/L时,平行双样测定结果的相对偏差应≤25%,样品含量>2.0 mg/L时,平行双样测定结果的相对偏差应≤20%。
  3. 准确度控制:每批次(≤20个)样品,应至少测定1个有证标准样品,有证标准样品的测定值应在真值允许的误差范围内。
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