酸性法测定水质高锰酸盐指数的条件要求

酸性法测定水质高锰酸盐指数的条件要
求
摘要：为提高水质高锰酸盐指数的测定结果的准确性，总结实际工作经验，
对酸性法测定高锰酸盐指数相关条件要求进行论述，并提出相应建议，以保证监
测结果的准确可靠。

关键词：酸性法；高锰酸盐指数；测定；条件要求。

高锰酸盐指数常被作为饮用水、水源水和地表水受有机污染物和还原性无机
污染物污染程度的综合指标[1]。

其分析方法有酸性法和碱性法两种，分析结果的
准确性受酸碱度、加热温度、加热时间等诸多因素影响。

为提高水质高锰酸盐指
数测定结果的准确性，本文就酸性法测定水质高锰酸盐指数时相关条件要求进行
总结。

酸性法测定水质高锰酸盐指数的原理：在酸性介质水样中加入高锰酸钾溶液，在沸水浴中加热30min,高锰酸钾将被测定的水质样品中的某些有机污染物和无机
还原性物质部分氧化，再加入过量的草酸钠还原，再用高锰酸钾标准溶液回滴过
量的草酸钠，从而计算出样品中的高锰酸盐指数[2]。

掌握酸性法测定水质高锰酸
盐指数的相关条件要求，有利于提高水质高锰酸盐指数测定结果的准确性。

1、正确选择药品和试剂是确保测定结果准确的基础
1.1 配制试剂水的制备
在高锰酸盐指数分析中，溶液不能用去离子水配制，其原因是去离子水中可
能含有可溶性的有机物，用去离子水配制高锰酸钾溶液或草酸钠溶液，将会导致
分析结果偏高。

所以，配制高锰酸钾或草酸钠的溶剂水应该用去离子水加高锰酸
钾和硫酸进行蒸馏后制取，以除去配制溶剂水中的可还原性有机物或无机物，确
保试剂的纯净。

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作者简介：罗兴仁，1968年，男，大专，高级工程师。

研究方向：环境监测。

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1.2 高锰酸钾的选择
水质高锰酸盐指数的分析结果使用返滴定消耗的高锰酸钾溶液的体积来进行
计算，因此，高锰酸钾的纯度将会直接影响测定的结果，高锰酸钾作为高锰酸盐
指数分析的氧化剂，其纯度越高越好，所以在选择购买药品时最好购买基准纯高
锰酸钾。

同时配制好的高锰酸钾溶液最好放置一周后在临用前用0.1mol/L草酸
钠溶液标定高锰酸钾溶液的浓度，以此求得配制好的高锰酸钾溶液的浓度,再用
标定好的高锰酸钾溶液稀释成0.01mol/L的使用液。

1.3 草酸钠的选择
草酸钠作为标定高锰酸钾溶液的标准溶液，因此在选购草酸钠时最好购置基
准纯草酸钠或优级纯草酸钠，配置前必须将称量好的草酸钠在105℃～110℃的
电热鼓风炉中进行加热1h,以除去草酸钠中挥发性的有机物质，确保草酸钠
的纯度，待冷却后再用制备好的蒸馏水配制0.1mol/L的储备液，临用时再
配制成0.01mol/L的使用液进行使用。

1.4 硫酸的选择
硫酸的购置应选购98%密度为1.84g/ml的分析纯浓硫酸。

稀释时因浓硫酸溶
于水时会释放出大量的热，切记不能将水倒入浓硫酸中，应用量筒准确量取适量
的分析纯浓硫酸沿烧杯内壁缓缓地注入相应比例的蒸馏水中，并用玻璃棒不断搅拌，趁热加入少量的高锰酸钾溶液至微红色，除去硫酸溶液中可能存在的还原性
物质，否则会导致分析结果偏高，最好放置过夜后使用。

2、准确控制反应的条件是确保分析结果准确性的前提
2.1 溶液酸度
5Na₂C₂O₄+2KMnO₄+8H₂SO₄=2MnSO₄+5Na₂SO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，根据能斯特方程
可以看出，高锰酸钾的氧化能力与反应
过程中溶液的酸度有关，在强酸中，因为[H+]离子浓度大，电极电势高，表明
MnO4-在强酸性介子中氧化性较强，在弱酸性或中性介质中高锰酸钾的氧化性较弱[3]。

在规定的条件下，如H＋浓度增大，高锰酸钾的氧化能力增强，高锰酸盐指数的的浓度随之增大，反之，如H＋浓度减小，高锰酸钾的氧化能力减弱，高锰酸盐指数的的浓度随之减小，因此，按照《水质高锰酸盐指数的测定》（GB11892-1989）方法，在操作时必须控制（1＋3）硫酸的加入量,保证反应过程中H＋浓度，确保高锰酸盐指数测定结果的准确性。

2.2 加热时间
根据《水质高锰酸盐指数的测定》（GB11892-1989）（酸性法）规定样品
必须在沸水浴中进行加热反应30min后进行滴定，但必须注意是样品放入水浴中
后水浴重新沸腾时开始计时，如加热时间越长，会消耗更多的高锰酸钾溶液，高
锰酸盐指数的测定值会偏高，反之高锰酸盐指数的测定值会偏低。

同时样品放入
水浴加热时水浴液面必须高于样品液面，否则样品受热不均将会导致分析结果偏低。

根据本人长期对高锰酸盐指数分析比较，加热时间控制在29～31分钟之间，测定值与真值之间相对误差较小，所以准确控制反应时间非常重要。

再无特殊情
况下，应严格按照标准分析方法控制加热时间（30min），以确保样品分析结果
的准确性。

2.3 滴定过程中溶液温度的控制
样品从水浴锅中取出后，在在酸性介质中将加入草酸钠时温度不能高于90℃，否则部分草酸钠会分解[4]，导致样品分析结果偏低，所以从水浴锅中取出样品后，当样品溶液温度下降到90℃时应立即加入10mL0.01mol/L的草酸钠溶液并摇匀，
此时溶液的温度大致在85℃左右，并立即开始滴定，此时溶液的温度有利于草酸
钠与高锰酸钾的反应，滴定过程中溶液的温度不能低于60℃，否则将影响反应的
速度。

因此，滴定过程的温度一般控制在60～85℃之间较为适宜。

2.4 滴定速度控制
由于草酸钠与高锰酸钾反应是一个自催化氧化-还原反应，开始滴定时滴入高锰酸钾的速度不宜过快，待草酸钠与高锰酸钾充分反应产生Mn2+离子形成自催化后再保持正常滴定速度，即“成滴不成线”原则不断加入高锰酸钾溶液，当接近终点时，放慢滴定速度，以便于终点的判断，所以整个滴定过程应保持慢—快—慢的节奏，才有利于整个反应的进行和滴定终点的控制，确保分析结果的准确性。

3、正确判断滴定终点是确保分析结果准确的重要保证
终点判断是关系到高锰酸盐指数分析的关键一步，为了准确判断滴定终点，建议用白纸作背景进行对比，当滴定过程中观察到溶液中刚有极浅的微红色出现时,放慢高锰酸钾的滴入速度,一般再滴入2-3滴保持30s不褪色即可。

4、结论
综上所述，水质高锰酸盐指数是一个条件性指标，其分析结果的准确性与药品的选购、溶剂的制备、样品的酸度、加热温度、加热时间、滴定速度等诸多条件因素有关，在分析时只有对相关条件进行有效控制，才能确保其样品分析结果的准确性。

参考文献
[1]国家环保总局水和废水分析（第四版）（增补版）[M]北京中国环境科学出版社 2012：224.
[2]中华人民共和国国家标准水质高锰酸盐指数的测定酸性法（S）
GB/T11892-89.
[3]于忠贵，刘莲香.浅析高锰酸钾的氧化性[j].天津化工，1997（3）47
[4]卡林，朱伊君，王芹. 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):72.。