在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,高錳酸鉀測(cè)定水中CODMn(化學(xué)需氧量,以高錳酸鹽指數(shù)表示)含量的方法是一種經(jīng)典且廣泛應(yīng)用的技術(shù)。安徽合肥水質(zhì)測(cè)定儀測(cè)定該方法基于高錳酸鉀在酸性條件下的強(qiáng)氧化性,能夠氧化水中的部分有機(jī)物質(zhì)和還原性無(wú)機(jī)物,從而通過(guò)測(cè)量高錳酸鉀的消耗量來(lái)間接反映水體的污染程度。以下將詳細(xì)闡述高錳酸鉀測(cè)定水中CODMn含量的原理及其操作步驟。
### 原理概述
高錳酸鉀法測(cè)定CODMn的基本原理在于,水樣在加入硫酸后呈現(xiàn)酸性環(huán)境,此時(shí)加入一定量的高錳酸鉀溶液,并在沸水浴中加熱反應(yīng)一定時(shí)間。在這一過(guò)程中,高錳酸鉀作為氧化劑,能夠氧化水樣中的部分有機(jī)物和還原性無(wú)機(jī)物,如亞硝酸鹽、亞鐵離子、硫化物以及部分低分子量的有機(jī)酸等。高錳酸鉀的消耗量與這些物質(zhì)的含量成正比,因此,通過(guò)測(cè)定反應(yīng)后剩余的高錳酸鉀量,可以計(jì)算出被氧化的物質(zhì)總量,即高錳酸鹽指數(shù),以此作為衡量水體受有機(jī)污染程度的指標(biāo)。
### 操作步驟
1. **水樣預(yù)處理**:首先,從待測(cè)水體中采集適量水樣,并確保水樣混合均勻。若水樣中的高錳酸鹽指數(shù)預(yù)計(jì)高于10mg/L,則需適當(dāng)減少取樣量,并用純水稀釋至100mL,以保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2. **酸性環(huán)境建立**:將預(yù)處理后的水樣轉(zhuǎn)移至250mL錐形瓶中,加入一定量的濃硫酸,使水樣呈酸性。這一步是為了增強(qiáng)高錳酸鉀的氧化能力,并確保反應(yīng)在適宜的pH條件下進(jìn)行。
3. **高錳酸鉀加入與反應(yīng)**:向錐形瓶中加入已知濃度的高錳酸鉀溶液,并充分搖勻。隨后,將錐形瓶置于沸水浴中加熱,反應(yīng)時(shí)間通常為30分鐘。在此過(guò)程中,高錳酸鉀逐漸氧化水樣中的有機(jī)物和還原性無(wú)機(jī)物。
4. **剩余高錳酸鉀的測(cè)定**:反應(yīng)結(jié)束后,取出錐形瓶并冷卻至室溫。此時(shí),水樣中剩余的高錳酸鉀需通過(guò)加入過(guò)量的草酸鈉溶液進(jìn)行還原。草酸鈉作為還原劑,能夠與高錳酸鉀反應(yīng)生成無(wú)色物質(zhì),從而消除高錳酸鉀的紫色干擾。為了準(zhǔn)確測(cè)定剩余的草酸鈉量,需再加入一定量的高錳酸鉀溶液進(jìn)行回滴,直至溶液再次呈現(xiàn)穩(wěn)定的紫色,記錄此時(shí)消耗的高錳酸鉀量。
5. **結(jié)果計(jì)算**:根據(jù)已知的高錳酸鉀濃度、加入量、回滴量以及水樣的體積,通過(guò)一系列的數(shù)學(xué)計(jì)算,即可得出水樣中的高錳酸鹽指數(shù)值。該值反映了水樣中可被高錳酸鉀氧化的有機(jī)物質(zhì)和還原性無(wú)機(jī)物的總量,是評(píng)價(jià)水體污染程度的重要指標(biāo)。
### 優(yōu)缺點(diǎn)分析
**優(yōu)點(diǎn)**:
- 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染相對(duì)較小,對(duì)環(huán)境友好。
- 操作相對(duì)簡(jiǎn)便,不需要復(fù)雜的儀器設(shè)備。
- 適用于污染程度較低的河流水和地表水的監(jiān)測(cè)。
**缺點(diǎn)**:
- 氧化性較低,對(duì)于部分難降解的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物氧化不徹底,可能導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。
- 需要回滴過(guò)量的草酸鈉,耗時(shí)較長(zhǎng),影響測(cè)定效率。
- 測(cè)定結(jié)果與國(guó)標(biāo)法(重鉻酸鉀法)相比,通常存在一定的差異,需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行校正。
總而言之,高錳酸鉀測(cè)定水中CODMn含量的方法是一種重要的環(huán)境監(jiān)測(cè)手段,具有操作簡(jiǎn)便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。然而,在實(shí)際應(yīng)用中,也需要注意其氧化性較低、測(cè)定結(jié)果可能偏低等缺點(diǎn),并結(jié)合其他監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)。