高锰酸盐指数的测定电子教案(精)

单元教学计划
项目三景观湖水质监测
任务3 高锰酸盐指数的测定
1.知识回顾
（1）有机污染物的危害日益严重。

如鱼虾的死亡、鸟蛇绝迹，人群中致癌发病率和胎儿致畸……
（2）目前常用判断水污染的有机物综合指标：COD、BOD、高锰酸盐指数等。

（3）COD、BOD5已学习过，下面介绍高锰酸盐指数测定。

2. 高锰酸盐指数的测定（GB11892—1989）
高锰酸盐指数，是指在一定条件下，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的量，以氧的mg/L来表示。

水中的亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等还原性无机物和在此条件下可被氧化的有机物，匀可消耗高锰酸钾。

因此，高锰酸盐指数常被作为水体受还原性有机（和无机）物质污染程度的综合指标。

我国规定了环境水质的高锰酸盐指数的标准。

高锰酸盐指数在以往的水质监测分析书上，亦有被称为化学需氧量的高锰酸钾法。

由于在规定条件下，水中有机物只能部分被氧化，并不是理论上的需氧量，也不是反映水体中总有机物含量的尺度。

因此，用高锰酸盐指数这一术语作为水质的一项指标，以有别于重铬酸钾法的化学需氧量（应用于工业废水），更符合于客观实际。

高锰酸盐指数的测定方法有：酸性法和碱性法。

2.1酸性法
2.1.1方法原理
水样加入硫酸使呈酸性后，加入一定量的高锰酸钾溶液，并在沸水浴中加热反应一定的时间。

剩余的高锰酸钾，用草酸钠溶液还原并加入过量，再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠，通过计算求出高锰酸钾指数数值。

显然高锰酸盐指数是一个相对的条件性指标，其测定结果与溶液的酸度、高锰酸盐浓度、加热温度和时间有关。

因此，测定时必须严格遵守操作规定，使结果具可比性。

2.1.2方法适用范围
酸性法适用于氯离子含量不超过300mg/L的水样。

当水样的高锰酸盐指数数值超过5mg/L时，则酌情分取少量，并用水稀释后再测定。

2.1.3水样的采集和保存
水样采集后，应加入硫酸使pH调至< 2，以抑制微生物活动。

样品应尽快分析，必要时，应在0—5℃冷藏保存，并在48小时内测定。

2.1.4仪器
（1）四孔水浴锅。

（2）250mL锥形瓶。

（3）50mL酸式滴定管（棕色）。

（4）定时钟。

2.1.5试剂
(1) 高锰酸钾溶液（1/5KMnO4=0.1mol/L）：称取3.2g高锰酸钾溶于1.2L水中，加热煮沸，使
体积减少到约1L，放置过夜，用G-3玻璃砂芯漏斗过滤后，滤液贮于棕色瓶中保存。

(2) 高锰酸钾溶液（1/5KMnO4=0.01mol/L）：吸取100mL上述高锰酸钾溶液，用水稀释至
1000mL，贮于棕色瓶中。

使用当天应进行标定，并调节至0.01mol/L准确浓度。

(3) 1+3硫酸。

(4) 草酸钠标准溶液（1/2Na2C2O4=0.100mol/L）：称取0.6705g在105--110℃烘干1小时并冷
却的草酸钠溶于水，移入100mL容量瓶中，用水稀释至标线。

(5) 草酸钠标准溶液（1/2Na2C2O4=0.0100mol/L）：吸取10.00mL上述草酸钠溶液，移入100mL
容量瓶中，用水稀释至标线。

2.1.6步骤
（1）分取100mL混匀水样（如高锰酸钾指数高于5mg/L，则酌情少取，并用水稀释至100mL）于250mL锥形瓶中。

（2）加入5mL（1+3）硫酸，摇匀。

（3）加入10.00mL 0.01mol/L高锰酸钾溶液，摇匀，立刻放入沸水浴中加热30分钟（从水浴重新沸腾起计时）。

沸水浴液面要高于反应溶液的液面。

（4）取下锥形瓶，趁热加入10.00mL 0.0100mol/L草酸钠标准溶液，摇匀。

立即用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红色，记录高锰酸钾溶液消耗量。

（5）高锰酸钾溶液浓度的标定：将上述已滴定完毕的溶液加热至约70℃，准确加入10.00mL草酸钠标准溶液（0.0100mol/L），再用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红色。

记录高锰酸
钾溶液消耗量，按下式求得高锰酸钾溶液的校正系数（K）：K=
V 00
10⋅
式中，V—高锰酸钾溶液消耗量（mL）。

若水样经稀释时，应同时另取100mL水，同水样操作步骤进行空白试验。

2.1.7计算
（1）水样不经稀释
高锰酸盐指数（O2，mg/L）= ﹝（10+V1）K-10﹞⨯M⨯1000⨯8
100
式中，V1—滴定水样时，草酸钠溶液的消耗量（mL）；K—校正系数；
M—高锰酸钾溶液浓度（mol/L）；8—氧（1/2 O）摩尔质量。

（2）水样经稀释
高锰酸盐指数（O2，mg/L）
=
()
[]()
[]
{}
2
1
1000
8
10
10
10
10
V
M
C
K
V
K
V⨯
⨯
⨯
⨯
-
+
-
-
+
式中，V0—空白试验中高锰酸钾溶液消耗量（mL）；V2—分取水样（mL）；
c—稀释水样中含水的比值，例如：10.0mL水样用90mL水稀释至100mL，则c=0.90。

2.1.8精密度和准确度
五个实验室分析高锰酸钾指数为4.0mg/L的葡萄糖统一分发标准溶液，实验室内相对标准偏差为4.2%；实验室间相对标准偏差为5.2%。

2.1.9注意事项
（1）在水浴中加热完毕后，溶液仍保持淡红色，如变浅或全部褪去，说明高锰酸钾的用量不够。

此时，应将水样稀释倍数加大后再测定；
（2）在酸性条件下，草酸钠和高锰酸钾的反应温度应保持在60—80℃，所以滴定操作必须趁热进
行，若溶液温度过低，需适当加热。

2.2碱性法
2.2.1方法原理
在碱性溶液中，加一定量高锰酸钾溶液于水样中，加热一定时间以氧化水中的还原性无机勿和部分有机物。

加酸酸化后，用草酸钠溶液还原剩余的高锰酸钾并加入过量，再以高锰酸钾溶液滴定至微红色。

2.2.2仪器
（5）四孔水浴锅。

（6）250mL锥形瓶。

（7）50mL酸式滴定管（棕色）。

（8）定时钟。

2.2.3试剂
(1) 50%氢氧化钠溶液
(2) 高锰酸钾溶液（1/5KMnO4=0.1mol/L）：称取3.2g高锰酸钾溶于1.2L水中，加热煮沸，使
体积减少到约1L，放置过夜，用G-3玻璃砂芯漏斗过滤后，滤液贮于棕色瓶中保存。

(3) 高锰酸钾溶液（1/5KMnO4=0.01mol/L）：吸取100mL上述高锰酸钾溶液，用水稀释至
1000mL，贮于棕色瓶中。

使用当天应进行标定，并调节至0.01mol/L准确浓度。

(4) 1+3硫酸。

(5) 草酸钠标准溶液（1/2Na2C2O4=0.100mol/L）：称取0.6705g在105--110℃烘干1小时并冷
却的草酸钠溶于水，移入100mL容量瓶中，用水稀释至标线。

(6) 草酸钠标准溶液（1/2Na2C2O4=0.0100mol/L）：吸取10.00mL上述草酸钠溶液，移入100mL
容量瓶中，用水稀释至标线。

2.2.4步骤
（1）分取100mL混匀水样（或酌情少取，用水稀释至100mL）于锥形瓶中，加入0.5mL 50%氢氧化钠，加入10.00mL 0.01mol/L高锰酸钾溶液。

（2）将锥形瓶放入沸水浴中加热30min（从水浴重新沸腾起计时），沸水浴的液面要高于反应溶液的液面。

（3）取下锥形瓶，冷却至60—80℃，加入（1+3）硫酸5mL，加入0.0100mol/L草酸钠溶液10.00mL，摇匀。

（4）用0.01mol/L高锰酸钾溶液回滴至溶液呈微红色为止。

高锰酸钾溶液校正系数的测定与酸性法同。

（9）计四孔水浴锅。

（10）250mL锥形瓶。

（11）50mL酸式滴定管（棕色）。

（12）定时钟。

2.2.5结果计算
（1）水样不经稀释
高锰酸盐指数（O2，mg/L）= ﹝（10+V1）K-10﹞⨯M⨯1000⨯8
100
式中，V1—滴定水样时，草酸钠溶液的消耗量（mL）；
K—校正系数；
M—高锰酸钾溶液浓度（mol/L）；
8—氧（1/2 O）摩尔质量。

（2）水样经稀释
高锰酸盐指数（O2，mg/L）
=
()
[]()
[]
{}
2
1
1000
8
10
10
10
10
V
M
C
K
V
K
V⨯
⨯
⨯
⨯
-
+
-
-
+
式中，V0—空白试验中高锰酸钾溶液消耗量（mL）；
V2—分取水样（mL）；
c—稀释水样中含水的比值，例如：10.0mL水样用90mL水稀释至100mL，则c=0.90。

2.2.6精密度和准确度
3个实验室分析高锰酸钾指数为4.0mg/L的葡萄糖统一分发标准溶液，实验室内相对标准偏差为4.0%；实验室间相对标准偏差为6.3%。

2.2.7注意事项
(1) 在水浴中加热完毕后，溶液仍保持淡红色，如变浅或全部褪去，说明高锰酸钾的用量不
够。

此时，应将水样稀释倍数加大后再测定，
(2) 在酸性条件下，草酸钠和高锰酸钾的反应温度应保持在60—80℃，所以滴定操作必须趁
热进行，若溶液温度过低，需适当加热。