环境分析化学实验指导书

实验三、高锰酸盐指数的测定

一、目的：

掌握高锰酸盐指数的测定原理及方法

二、原理

高锰酸盐指数，是指在酸性或碱性介质中，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，均可消耗高锰酸钾。因此，高锰酸盐指数常被作为地表水体受有机污染物和还原性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，亦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。

(一) 酸性法

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盐指数值。

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。

酸性法适用于氯离子含量不超过300mg/L的水样。

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当水样的高锰酸盐指数值超过10mg/L时，则酌情分取少量试样，并用水稀释后再行测定。

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，并在48h内测定。

(二) 碱性法

当水样中氯离子浓度高于300mg/L时，应采用碱性法。

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物和部分有机物。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。 以下是酸性法所用的仪器,试剂和实验步骤

三、仪器

1. 沸水浴装置。 2. 250ml锥形瓶， 3. 50ml酸式滴定管。

四、试剂

1. 高锰酸钾贮备液(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，在暗处放置过夜，用G-3玻璃砂芯漏斗过滤后，滤液贮于棕色瓶中保存。使用前用0.000mol/L的草酸钠标准贮备液标定，求得实际浓度。

2. 高锰酸钾使用液(1/5KMnO4=0.01mol/L)：吸取一定量的上述高锰酸钾溶液，用水稀释至1000ml，并调节至0.01mol/L准确浓度，贮于棕色瓶中。使用当天应进行标定。

3. (1+3)硫酸。配制时趁热滴加高锰酸钾溶液至呈微红色。

4. 草酸钠标准贮备液(1/2Na2C2O4：0.1000mol/L)：称取0.6705g在105～

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110℃烘干1h并冷却的优级纯草酸钠溶于水，移入100ml容量瓶中，用水稀释至标线。

5. 草酸钠标准使用液(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。

五、步骤

1. 分取100ml混匀水样(如高锰酸盐指数高于10mg/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，混匀。

3. 加入10.00ml 0.01mol/L，高锰酸钾溶液，摇匀，立即放入沸水浴中加热30min(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10.00m10.0100mol/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，记录高锰酸钾溶液的消耗量，按下式求得高锰酸钾溶液的校正系数(K)。

10.00 K=

V 式中：V——高锰酸钾溶液消耗量(m1)。

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。 六、

计算

(1) 水样不经稀释

[ (10+V1)K-10 ] ×M×8×1000

高锰酸盐指数(O2, mg/L)=--------------------------------------------- 100

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式中：V1——滴定水样时，高锰酸钾溶液的消耗量(ml)； K——校正系数：

M——草酸钠溶液浓度(mol/L)； 8——氧(1/2O)摩尔质量。

(2)水样经稀释

高锰酸盐指数(O2，mg/L)

{[(10+V1)K—10]—[(10+Vo)K—10]×C}×M×8×1000 =--------------------------------------------------------------------------- V2

式中：Vo——空白试验中高锰酸钾溶液消耗量(m1)； V2——分取水样量(ml)；

C——稀释的水样中含水的比值，例如；l0.0ml水样，加90ml水稀

释至l00ml，则 C=0.90。

七. 注意事项

1. 在水浴中加热完毕后，溶液仍应保持淡红色，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，使加热氧化后残留的高锰酸钾为其加入量的1/2～1/3为宜。

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。

思考题:

1. 测定高锰酸钾指数的理论依据是什么? 2. 测定时应控制哪些因素?

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