水中高锰酸钾指数的测定方案设计

水中高锰酸钾指数的测定方案设计

摘要：随着社会发展，我国的科学技术水平不断进步。现阶段，水体中水质污

染指标是可以通过检测高锰酸盐指数的大小来进行评定的，文章总结了水中高锰

酸盐指数的主要测定方法，选用紫外—可见分光光度法测定水中高锰酸盐指数的

测定方案。关于分析方法的选择，分析方法的原理，仪器设备的准备，方案的具

体步骤，等设计过程进行了详细介绍。对紫外可见分光光度法测定水中高锰酸盐

指数进行了分析实验，又对波长的选择，硫酸以及高锰酸钾溶液的用量，加热时

间和加热温度进行等分析。证明此方法具有重现性好，灵敏度高，试剂种类少，

操作简单等优点，其工作原理为可见光、紫外线照射某些物质，主要是由于物质

分子中价电子能级跃迁对辐射的吸收，而产生化合物的可见紫外吸收光谱。它是

以朗伯—比耳定律为基础，基于物质对光的选择性吸收的特性而建立分光光度法

或称吸收光谱法的分析方法。

关键词：紫外可见分光光度法;高锰酸盐指数;高锰酸钾;硫酸;波长

引言

现行工业废水COD的测定,国内外大多应用重铬酸钾迥流法,该法具有氧化效

果好(回收率高)、结果稳定等优点,但是耗时长,实验空间大,试剂耗费高。对一般天然水或环境水,大多采用高锰酸钾指数(容量法)作标准方法,此方法较前法简便、快速、经济,但受热源、沸腾的快慢、器皿的质量等多种条件的影响较大,不容易掌

握一致,故其准确性和精密度较差。曾有资料报道简易测定方法,该法虽与高锰酸

钾指数所测得结果相差甚远,但有一定规律。为此,我们在反复实验的基础上,根据

所测值的回归关系曲线,提出了简易快速的检测方法,有希望替代实验室内的高锰

酸钾指数法。

1实验原理

酸性高锰酸钾法的原理是：水样在酸性条件下，用高锰酸钾将样品中的某些

有机物及还原性物质氧化，反应后剩余的高锰酸钾，用过量的草酸钠还原，再用

高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠，根据消耗的高锰酸钾量计算出水样中所含

有机物及还原性物质含量。

2测定条件

(1)入射光波长的选择。在最大吸收波长处测定吸光度不仅能获得高灵敏度，

而且还能减少由非单色光引起的对朗伯—比尔定律的偏离。所以，在分光光度法

测定中一般选择最爱吸收波长作为入射光波长。但是如果最大吸收波长有共存离

子干扰，应该考虑选择灵敏度稍低但能避免干扰的入射光波长。(2)参比溶液的选择。实验时，调节仪器的零点需要合适的空白溶液进行参比，这样可以消除显色

溶液中其他的有色物质进行干扰，消除试剂以及吸收池对入射光的影响。选择合

适的参比溶液要根据试样溶液的性质来选择。常用的参比溶液有试样参比、褪色

参比、溶剂参比、试剂参比等。(3)比色皿的使用。选择合适的比色皿，吸光度值

应在0．2～0．8范围内。同一个实验应使用同一套比色皿，这样可以减少误差。使用时应注意:①拿取比色皿时应用手指接触两侧毛玻璃，轻拿轻放。②具有腐

蚀性溶液，不能长时间放置在比色皿中。③使用完毕后应立即用水冲洗干净，如冲洗不净，需先用乙醇清洗再用清水冲洗。④溶液应装置比色皿3/4的位置。

3方法

3.1连续流动分析法

连续流动分析法工作原理为:把一定体积样品注射到一个无空气间隔，流动的

溶液载流中，试剂和样品在分析板块中按规定的顺序和比值混合、反应，在没有

完全反应的条件下，在流动检测池进行光度检测，定量的测定试样中被测物质的

含量。方法:选取0．0mg/L、0．1mg/L、0．2mg/L、0．3mg/L、0．4mg/L、

0．5mg/L6个浓度点，以峰高为纵坐标，对应的浓度为横坐标绘制工作曲线。

3.2在线自动检测技术在线自动分析仪的方法原理有三种:高锰酸盐氧化—化

学测量法、电位滴定法、uv计法。高锰酸盐氧化—化学测量法和电位滴定法前处

理方法相同，水样进入仪器反应室后，加入过量的高锰酸盐标准使用液，用浓硫

酸酸化，100℃回流一定时间反应结束后，化学测量法用氧化还原滴定法测定剩

余的锰离子，电位滴定法需要加入过量的草酸盐标准溶液，用高锰酸盐溶液回滴。终点时用氧化还原电位法确定，经计算得到水样中高锰酸盐指数。

4高锰酸钾对有机物氧化能力的测试

高锰酸盐指数能一定程度地反应水体受有机污染，但对不同种类的有机物质，其氧化能力表现不同。笔者对不同种类的有机物质做了相关的探讨性试验。对纯

有机物葡萄糖、谷氨酸、邻苯二甲酸氢钾，根据期化学式配置成高锰酸盐指数含

量一定的母液，再稀释成高锰酸盐指数含量2.0～6.0mg/L溶液进行测定。称取

0.4686g葡萄糖配制成高锰酸盐指数含量500mg/L的溶液，再稀释成高锰酸盐指

数含量为4.0mg/L的溶液进行测定。同时称取0.1500g葡萄糖和0.1500g谷氨酸配制成高锰酸盐指数含量为4.0mg/L的溶液，称取0.4251g邻苯二甲酸氢钾配制成

高锰酸盐指数含量500mg/L的溶液，稀释成高锰酸盐指数含量为4.0mg/L的溶液。对上述配制的高锰酸盐指数含量为4.0mg/L的溶液，采取测试条件一致的电炉直

接加热消解重复测定。结果表明：葡糖糖溶液的氧化率最高，为70%～73%；葡

糖糖+谷氨酸溶液氧化率较低，只有31%～33%；邻苯二甲酸氢钾溶液的氧化率最低，为10%以下。由于天然水样中，水中有机物和还原性物质的成分非常复杂，

有些水样中有机物主要是易被氧化的物质，而有些水样中有机物大都是不易被氧

化的物质，因此，根据不同地区水样有机物组分的特点，实验员对每个分析样品

有机物成分，应预先有粗略的了解。对于那些主要含有易被氧化的有机物质的水样，采用高锰酸盐指数法得出的测定结果，能够反映出该水样真实的有机污染状况；而对于那些主要含有不易被氧化的有机物质的水样，则考虑采用重铬酸钾法

进行测定。

5注意事项

(1)分光度度计使用前预热30min。(2)如果大幅度改变测定的波长时，在调整“0”和“100%”透光度后稍等片刻，(钨灯在急剧改变亮度后需要一段热平衡时间)，

当指针稳定后重新调整“0”和“100%”透光度即可进行测量。(3)连续测定时间太长，会造成光电管疲劳，吸光度读数漂移，此时要将仪器稍停再连续使用。结语该设

计方案采用紫外—可见分光光度法测定水中高锰酸盐指数，实验过程中使用了

721型分光光度计，HHS－6六孔水浴锅、0．01mol/L的高锰酸钾、1∶1的盐酸、水样、1000mL的容量瓶，50mL的比色管，吸量管。在波长为525nm、加热时间

为30min，温度为100℃，高锰酸钾用量1mL，硫酸用量为0．2mL的条件下，可

获取紫外可见分光光度法的优化测定。该测定方法具有快速便捷，其灵敏度高，

成本低，节省时间等特点。由此可见，紫外—可见分光光度法是测定水质环境的

一种良好的测定方法，适合各实验室水中高锰酸盐指数的测定，在实际工作中可

以应用。

参考文献

［1］杨子毅，陈海东．连续流动分析法和酸性法测定水体中高锰酸盐指数的