浅析酸性法测定高锰酸盐指数的影响因素

发表时间:2020/6/1   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:王巧芝
[导读] 摘要:我们饮用的天然水、自来水、地表水中常规的检查项目就是测定高锰酸钾指数。
        湖北恩测检测技术有限公司  湖北宜昌  443319
        摘要:我们饮用的天然水、自来水、地表水中常规的检查项目就是测定高锰酸钾指数。本文对影响高锰酸钾指数的因素进行了探讨,主要有三个因素,一是加热的时间,二是高锰酸钾的浓度,三是溶液的酸度。相关实验结果表明,酸性法对高锰酸钾的浓度、加热的时间和溶液的酸度密切相关。因此,在对高锰酸钾指数进行测定时,为了使测定结果更具有准确性和可比性,就必须严格按照相关规范和要求进行测定。
        关键词:酸性法;高锰酸盐指数;影响因素
        前言
        在一种酸性或者碱性的介质里,把高锰酸钾作为氧化剂,在处理天然水体时所用到的量,使用氧气的浓度表示的,被人们称之为高锰酸钾指数。在此环境下,能被氧化的有机物都是可以消耗高锰酸钾的,比如:天然水体中的亚铁盐、硫化物、肖亚酸等物质。所以,高锰酸钾指数适用于天然水体的测定、地表水的测定、地下水的测定,是一种反映清洁水体中有机物和无机可氧化物污染程度的常用指标。总的来说,高锰酸钾指数是一个相对性的指标,是在规定性的条件下,在水中的有机物只能一部分进行氧化,并不是全部和理论上的全部氧化,不能反映总体水体的总含量。目前,我国都是采用的国家规定的测定方法对水体进行测定,测定的结果与高锰酸钾的浓度、加热的时间以及溶液的酸度都是息息相关的。
        1、测定原理
        测定高锰酸钾指数的原理是在样品中加入一定量的高锰酸钾和一定量的硫酸,先煮开水之后放入,并再沸水中加热三十分钟,这时样品中的一些有机物和还原物会由于高锰酸钾的作用而发生氧化,通过反映后再加入过量的草酸钠,用于还原剩余的高锰酸钾,再用高锰酸钾标准溶液还原草酸钠物质,再经过精确的计算就会得到高锰酸钾指数。
        2、实验部分
        2.1仪器与试剂。实验所用的仪器:水浴锅、锥形杯、定时闹钟、滴定管等。实验所用的试剂:去离子水(不含还原物质)、草酸钠、草酸钠标准溶液、高锰酸钾、高锰酸钾标准溶液、硫酸等。
        2.2实验步骤。实验步骤按照国家相关规定的测定高锰酸钾指数的要求和规范进行,同时参照相关的一些法律法规等,比如:《水和废水监测方法》、《监测水质量的标准》等。
        3、实验结果
        3.1酸液酸度对测定结果的影响
        众所周知,高锰酸钾指数的测定属于一种氧化的还原反应,而水中含有的酸液酸度对高锰酸钾都是有一定影响作用的,而高锰酸钾滴定法对水中的酸性也是有要求的[1]。通过实验研究分析,先采取水样本,再加入适量的硫酸,使水中的PH值小于2,用于控制水中含有的微生物的活动;再参照国家的相关规定,取一百毫升的水放入锥形瓶中,分别加入不同浓度的硫酸;在相同的实验环境的操作流程下,实验结果如表1。
        表1相同实验条件下不同酸度的样品COD值
       
        实验结果表明,在相同的实验环境的操作流程下,降低了反应溶液中的PH值,水样品中的高锰酸钾浓度会逐渐增大。主要是降低了水样品中的PH值,会使高猛酸钾发生作用的能量增大,原本在样品中不能被氧化还原的物质也会被高锰酸钾氧化,从而导致结果会呈现偏高的状态。
        3.2高锰酸钾浓度对测定结果的影响
        根据化学的平衡原理可知,高锰酸钾浓度的高低会定测定的样品值产生巨大的影响。如果提高了反应物的浓度时,会使化学反应的平衡生成物发生转变,会产生移动的可能[2]。在理论上讲,如果调高了高锰酸钾的标准溶液浓度,一般会出现两种情况,一是当高锰酸钾标准溶液偏低时,滴定的用量就会相应的增大,反应速度就会减慢,那么,测定的结果就会呈现偏高的状态。二是当高锰酸钾标准溶度偏高时,滴定的用量会相应的减小,反应速度会相应的变大,那么,测定的结果就会呈现偏低的状态,如表2。
        表2高锰酸钾的浓度对测定结果的影响
       
        由表可知,当高锰酸钾标准溶液在一定值时,对样品的测定值会出现的误差是最低的。但是为了对高锰酸钾指示的测定值更趋向于伦理值时,需要在对高锰酸钾溶液进行配制后,要先对高锰酸钾溶液的浓度使用草酸钠滴定法进行测定,确定高锰酸钾溶液的浓度后,再按照比例对高锰酸钾标准溶液进行稀释,以此来减少高锰酸钾浓度对测定结果带来的误差。
        3.3加热时间对测定结果的影响
        在水样品中加入一定量的硫酸,进行摇匀后,再加入一定量的高锰酸钾溶液,进行摇匀后,立即放入沸水中进行加热,且沸水要盖过溶液的量;再按照我国测定高锰酸钾指数制定的相关规定和要求进行加热三十分钟,但是按照样品为例子,加热不同的时间段,产生的误差是不一样的,具体请详见表3。
        表3加热时间对测定值的影响
       
        研究结果表示,对水样品的加热时间越长,水中的高猛酸钠指数就会逐渐增大,产生的相对误差也成逐渐减小的趋势。
        4、实验结果讨论
        为了高锰酸钾指数的测定值更趋向于理论值,就必须消除误差,那么就需要做好以下两点。
        (1)需要配制相对稳定的高锰酸钾溶液。含量相对纯的高锰酸钾的稳定性是很高的,但是在市场上出售的高锰酸钾里面都是含有杂质的,比如:硫酸盐、二氧化锰等物质,会影响氧化的还原物质,同时也会促进高锰酸钾溶液的分解[3]。所以为了测定值的准确性,消除影响因素带来的误差,就需要配制相对纯净的高锰酸钾溶液。
        (2)需要确定高锰酸钾溶液的浓度。因为高锰酸钾容易提纯,性质是相对稳定的,同时也是不含结晶水的,所以,为了测定值的准确性和减小误差,可以采取标定的方式方法先测定高锰酸钾溶液的浓度高低。
        同时,为了更快的生反应速度,要控制好以下四个方面,(1)实验温度的控制,(2)酸度的控制,(3)滴定速度的控制,四是滴定终点的控制。因为,只有严格的控制了测定的环境和条件,测定结果的准确性才会更高,相对误差才会减小[4]。而且,实验结果表明,对高锰酸钾指数的测定与所用水样品蒸馏水的纯度、高锰酸钾溶液的浓度、加热的时间和温度是紧密相关的。所以,在对高锰酸钾指数进行测定时,一定严格按照相关部门制定的相关规定个要求进行测定,使结果具有一定的准确性、可比性和更趋向于理论值。
        5、结论
        本文主要研究了溶液酸度对测定高锰酸盐指数的影响,加热的时间对测定高锰酸盐指数的影响,高锰酸钾的浓度对测定高锰酸盐指数的影响。实验结果表明,不同的溶剂对测定物质的响应值是有差异性的,只要时间是不变的,就会随着被测定物质浓度的增加,不同的溶剂对被测物的影响作用就会越来越小。所以,在配置物质时,所用到的溶剂要与被测定物质尽可能相一致,这样会减小误差性;在测定有机物时,尽可能的不使用极性很大的溶剂,会对色谱产生损坏;还必须保持测定的样品与标准的曲线的一致性。总之,如果要消除酸性法对测定高锰酸钾溶液指数产生的误差,就必须配制纯度很高的高锰酸钾标准溶液,在进行测定流程,在其过程中必须严格控制环境,在一定的条件下进行,减小各种因素对测定结果的影响,只有这样,才会得到一个相对准确的测定值。
        参考文献
        [1]朱勇坚.测定高锰酸盐指数(酸性法)的条件因素的探讨[J].科技与企业,2015,(3):234-234.
        [2]曹华杰,邹东福,刘莉华.浅谈提高水质监测分析中高锰酸盐指数(酸性法)测定的准确度[J].内蒙古石油化工,2017(8)58-59.
        [3]郑文科.酸性法测定地表水、地下水中高锰酸盐指数的体会[J].数字化用户,2017,23(38):116-116.
        [4]陈春兰,郭丹.酸性法测定高锰酸盐指数的探讨[J].环境与发展,2018(5)141-141.
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