關(guān)于準(zhǔn)確檢測水質(zhì)分析項(xiàng)目耗氧量的一些體會及討論

1、關(guān)于準(zhǔn)確檢測水質(zhì)分析項(xiàng)目耗氧量的一些體會及討論王淑芳 欒洪文 國家城市供水水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)青島監(jiān)測站摘要:水質(zhì)分析項(xiàng)目耗氧量的準(zhǔn)確檢測往往都不太好進(jìn)行,本文研究了水質(zhì)分析項(xiàng)目耗氧量的檢測方法,通過實(shí)驗(yàn)得出:嚴(yán)格掌握反應(yīng)條件,準(zhǔn)確控制加熱時(shí)間,加熱時(shí)進(jìn)行加蓋反應(yīng),是準(zhǔn)確檢測耗氧量項(xiàng)目的幾個(gè)關(guān)鍵問題。只要掌握好這幾個(gè)關(guān)鍵步驟，水質(zhì)項(xiàng)目耗氧量的檢測結(jié)果就會理想,在現(xiàn)行的檢測方法內(nèi)回收率可達(dá)97%。關(guān)鍵詞：耗氧量 滴定溫度 酸度 滴定速度 加熱時(shí)間 加蓋反應(yīng) 回收率耗氧量分析項(xiàng)目在水質(zhì)分析中屬衛(wèi)生方面的檢測指標(biāo)，水中耗氧量的大小不僅可以間接地反映水中還原性物質(zhì)的相對含量，還可以做為水體被污染的標(biāo)志之一對水質(zhì)

2、污染情況進(jìn)行綜合地分析評價(jià)。在給水處理中耗氧量的大小還可反映一定的凈化程度，因此,水中耗氧量的檢測有著重要的意義。水中耗氧量的檢測，一般都采用酸性高錳酸鉀滴定法進(jìn)行而酸性高錳酸鉀滴定法屬于氧化還原反應(yīng)類型，因氧化程度和反機(jī)理比較復(fù)雜，所以水中耗氧量的準(zhǔn)確檢測往往都不太好進(jìn)行。本文研究了耗氧量的檢測方法，指出了準(zhǔn)確檢測耗氧量的幾鍵問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：只要掌握好氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)，掌握好檢測所需要的各種條件，如滴定溫度、滴定速度，特別是準(zhǔn)的加熱時(shí)間及注意加蓋反應(yīng)等幾個(gè)關(guān)鍵步驟，耗氧量的檢測就會得到比較滿意的結(jié)果。1 試驗(yàn)部分1.1 儀器與試劑25mL棕色滴定管(2支)250mL具塞三角燒瓶500m

3、L三角燒瓶多孔電熱恒溫水浴鍋1+3硫酸溶液：將1份濃硫酸加入到3份純水中，煮沸。滴加高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液至溶液保持微紅色。0.1000mol/L草酸鈉溶液：稱取6.701g草酸鈉(Na2C2O4)溶于少量純水中,并定容至1000mL,置暗處保存。0.01000mol/L草酸鈉溶液:將0.1000mol/L草酸鈉溶液稀釋10倍.0.1000mol/L高錳酸鉀溶液:稱取3.3g高錳酸鉀(KMnO4)溶于少量純水中,并稀釋至1000 mL,煮沸15分鐘,靜置2天以上,然后用虹吸法將上部約800mL溶液移入棕色瓶中,置暗處保存并按下述方法標(biāo)定濃度。吸取25.0mL0.1000mol/L草酸鈉溶液于500

4、mL三角瓶中，加入225mL新煮沸放冷的純水中，再加入10 mL濃硫酸，搖勻。加0-80，迅速自滴定管中滴加高錳酸鉀溶液，滴至溶液呈微紅色并保持30秒內(nèi)不褪色即可。滴定終了時(shí)，溶液溫度應(yīng)不低于計(jì)算高錳酸鉀的準(zhǔn)確濃度。0.01000mol/L高錳酸鉀溶液:用濃的高錳酸鉀溶液進(jìn)行稀釋,注意現(xiàn)用現(xiàn)標(biāo)定。1.2 試驗(yàn)方法取100mL充分混勻的水樣,置于250mL具塞三角燒瓶中,加入5mL1+3的硫酸溶液,用滴定管加入10.00mL 0.01000mol/L高錳酸液,將具塞三角瓶放入沸騰的水浴鍋內(nèi),準(zhǔn)確加熱30分鐘。取下三角燒瓶待水樣冷至70-80時(shí),滴加10.00mL 0.01000mol/L草酸溶液

5、,然后搖勻.再于白色背景上,自滴定管加入0.01000mol/L高錳酸鉀溶液, 至溶液呈微紅色且30秒內(nèi)不褪色即可,記錄用量L)。向滴定至終點(diǎn)的水樣中,趁熱(55-80)加入10.00mL 0.01000mol/L草酸鈉溶液,立即用0.01000 mol/L高錳酸鉀溶液滴定至微紅色,記錄用量V2(mL).如高錳酸鉀溶液濃度為準(zhǔn)確的0.01000 mol/L,滴定時(shí)用量應(yīng)為10.00mL,否則可求一校正系數(shù):K=10/V2計(jì)算公式: 耗氧量 (O2,mg/L)=【(10+V1)K-10】×0.08×1000/1002. 結(jié)論與討論2.1 各種條件的掌握很重要氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)

6、,一是反應(yīng)速度比較慢,二是在什么條件下進(jìn)行反應(yīng)也很重要,因?yàn)椴煌姆磻?yīng)條件會決定不同的反應(yīng)向,產(chǎn)生不同的反應(yīng)結(jié)果。2.1.1 水樣的酸度條件酸性高錳酸鉀滴定法對水樣中的酸度有一定的要求,因?yàn)樗岫瓤梢约涌旆磻?yīng)速度。耗氧量的酸度范圍要求在0.5-1.0mol/L間。5mL1+3硫酸溶液加在水樣中的酸度為0.75mol/L。實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)水樣的酸度控制在0.2mol/L時(shí),耗氧量的滴定也會順利進(jìn)行，測結(jié)果不會出現(xiàn)偏差。2.1.2 水樣的滴定溫度耗氧量的滴定溫度,也是反應(yīng)條件的一個(gè)重要方面。耗氧量滴定溫度要求在65-85之間。溫度的大小對耗氧量的滴定反有影響。當(dāng)反應(yīng)溫度大于85時(shí)，草酸鈉則容易分解;當(dāng)反應(yīng)

7、溫度低于65時(shí),則會影響氧化反應(yīng)的程度.因此，必須嚴(yán)格控制反溫度.當(dāng)室溫為25時(shí),水樣從水浴鍋中取下2分鐘時(shí)水樣的溫度一般在80-85之間,此時(shí)正好進(jìn)行滴定.滴定后水樣的溫度一般都會在60以上.如果掌握好水樣取下后的時(shí)間與水樣的溫度的變化關(guān)系,就可以使滴定溫度保證在65-85范圍內(nèi)進(jìn)行。如果滴定后水樣的溫度不能控制在60以上時(shí),溫度最低也不要低于55。2.1.3 水樣的滴定速度耗氧量的滴定速度也不能忽視,也必須引起注意.氧化還原滴定的實(shí)質(zhì)為電子得失關(guān)系,所以滴定速度相對來講應(yīng)該慢一些。高錳酸鉀的滴定速度不能太快，也不能太慢。高錳酸鉀在開始加入時(shí),需一滴一滴地加.當(dāng)?shù)谝坏蔚母咤i酸鉀加上顏色褪去后

8、再加第二滴高錳酸鉀,至高錳酸鉀的顏色迅速褪掉成自身催化劑后再逐滴逐滴地快速加入。否則滴定速度太快,可影響反應(yīng)速度,太慢又水樣的溫度偏低。2.1.4 水樣的滴定終點(diǎn)水樣的滴定終點(diǎn)也應(yīng)該注意,因?yàn)榻K點(diǎn)掌握不好也容易產(chǎn)生一定的誤差。水樣滴定時(shí)的終點(diǎn)與標(biāo)定時(shí)的終點(diǎn)應(yīng)該完全一致。高錳酸鉀既是標(biāo)準(zhǔn)溶液,又是自身指示劑.準(zhǔn)確滴定終點(diǎn)應(yīng)該是:當(dāng)水樣剛出現(xiàn)不褪的淡粉紅色后再多加2滴或2滴半高錳酸鉀至產(chǎn)淡粉紅色30秒鐘不褪色即可。高錳酸鉀的加入量也最好都從零點(diǎn)開始,滴定盡量用體積小一些的棕色滴定管進(jìn)行,這樣可以使滴定條件最大可能的趨向一致系統(tǒng)誤差,提高檢測的準(zhǔn)確程度。2.2 準(zhǔn)確的加熱時(shí)間是做好耗氧量檢測的關(guān)鍵2

9、.2.1 準(zhǔn)確控制加熱時(shí)間耗氧量測定前水樣需先放在水浴鍋中加熱反應(yīng)30分鐘然后進(jìn)行滴定。準(zhǔn)確的加熱時(shí)間非常重要,因?yàn)榧訜釙r(shí)間的長短與 果的準(zhǔn)確度有關(guān)。一定濃度的耗氧量,加熱時(shí)間越長,檢測結(jié)果越高；反之，加熱時(shí)間不足,檢測結(jié)果就會偏低。水樣的加熱時(shí)間超過3分鐘,檢測結(jié)果的回收率就會在最大回收率的基礎(chǔ)上提高4 %,水樣的加熱時(shí)間若超過5分鐘,檢測結(jié)果的回收率就會提高到%。所以應(yīng)嚴(yán)格控制加熱時(shí)間,注意不要使加熱時(shí)間超出規(guī)定的范圍要求。因?yàn)闇?zhǔn)確的加熱時(shí)間是做好耗氧量檢測的關(guān)鍵一環(huán)會給檢測結(jié)果帶來較大的偏差。結(jié)果見表1。2.2.2 水浴量要高于水樣量等水樣在加熱時(shí)除了要準(zhǔn)確掌握加熱時(shí)間,還應(yīng)注意水浴鍋內(nèi)

10、的水量是否高于水樣瓶內(nèi)的水樣只有水浴鍋內(nèi)的水量高于水樣的水樣，才能保證水樣瓶內(nèi)的水樣都進(jìn)行充分的加熱反應(yīng)。否則加熱反應(yīng)不完全,易造成檢測結(jié)果的偏低。另外,還需要對水在水浴鍋內(nèi)是否放得平穩(wěn)引起注意,如果水樣瓶在水浴鍋內(nèi)放得不平穩(wěn)也會造成同樣加熱反應(yīng)的不均勻,給檢測結(jié)果帶來誤差量水樣在水浴鍋內(nèi)的加熱還不能放得太多,太多了也會影響水浴鍋內(nèi)的溫度。一般每10分鐘或15分鐘放一個(gè)水樣,一個(gè)水浴鍋多放3個(gè)水樣即可。這樣既不會使水浴鍋內(nèi)的溫度受到影響,又有比較充足的時(shí)間進(jìn)行間隔滴定。水浴鍋內(nèi)各個(gè)孔的受熱情況樣,相鄰的溫度差別不大,相距遠(yuǎn)的溫度差異較大。應(yīng)注意盡量使水樣在同一位置進(jìn)行加熱。這些環(huán)節(jié)注意并做好了

11、就可以減不一致而產(chǎn)生的誤差，提高檢測準(zhǔn)確度。平行滴定誤差就會掌握在0.02-0.06 mL之間,否則平行滴定誤差可在0.1-0.3 mL之間2.3 水樣在水浴鍋中加熱最好是加蓋進(jìn)行水樣在水浴鍋中加熱最好是加蓋進(jìn)行。加蓋加熱與不加蓋加熱是不一樣的。水樣在水浴鍋中不加蓋加熱的最高溫度只能5，而加蓋加熱可以使瓶內(nèi)水樣的溫度更高一些。瓶內(nèi)水樣的溫度高了，反應(yīng)就會充分，氧化程度就會更好。除此之外加蓋還可以起到避免某些被測成份在加熱中被蒸發(fā)損失掉的作用，防止檢測結(jié)果出現(xiàn)偏低的可能。水樣在水浴鍋中加熱，加不加蓋對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性沒有什么影響 ，加蓋加熱與不加蓋加熱的檢測結(jié)果基本上是一致的。加蓋加熱應(yīng)該說更為

12、合理一些，不加蓋加熱有造成檢測結(jié)果偏低的可能。從實(shí)驗(yàn)的情況看，也表明不加蓋加熱的檢測結(jié)果似乎有偏低的趨勢。結(jié)果見表2。2.4 蒸餾水不處理不影響分析滴定的準(zhǔn)確性在耗氧量的檢測中,因?yàn)樗玫恼麴s水能消耗一定量的高錳酸鉀溶液,所以蒸餾水中存在著空白值的問題.蒸餾水中存在的空白值不處理會不會影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性呢這是一般檢測者都要碰到和考慮的問題。普通蒸餾水、去離子水及二次蒸餾水中都存在一定量的空白值。加入硫酸及高錳酸鉀進(jìn)行處理，處理的結(jié)果雖然空白值到一定程度的降低，但是不能夠?qū)⑵淙コ⑻幚砗蟮恼麴s水再進(jìn)行重復(fù)處理，其結(jié)果空白值還是依然存在。也就是說蒸餾空白值在現(xiàn)有的條件下是不容易將其從根本上去除

13、的。用不處理的蒸餾水直接進(jìn)行稀釋滴定，其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度將不會受到影響。普通蒸餾水中的空白值一般在0.35-0.50 mg/L之間,若用其直接稀釋CODMn標(biāo)準(zhǔn)樣品,蒸餾水中的空白值所造成的誤差可在白時(shí)去除。若用其進(jìn)行溶液的配置及標(biāo)定,蒸餾水中的空白值所造成的誤差非常小，可忽略不計(jì)。從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來看,也說明了普通的蒸餾水不處理直接用于分析滴定,其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度不受影響。結(jié)果見表3。2.5 稀釋樣品時(shí)必須做減空白處理標(biāo)準(zhǔn)樣品和水樣在稀釋時(shí),必須考慮蒸餾水中的空白值對檢測結(jié)果所帶來的影響。前面已提到即便是經(jīng)過多次處理后的蒸其中的空白值仍然還會存在,所以樣品在稀釋時(shí)蒸餾水所引進(jìn)的誤差必須在計(jì)算時(shí)減

14、去，否則將造成較大的誤差。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也表明不減空白值將產(chǎn)生大約為10%的誤差。結(jié)果見表4。減空白必須用以下的公式進(jìn)行計(jì)算計(jì)算公式: 耗氧量 (O2,mg/L)=【(10+V1)K-10】-【(10+V0)K-10】R×0.08×1000/V22.6 校正系數(shù)應(yīng)盡量接近“1”為最好在耗氧量的檢測中,在滴定的最后要對高錳酸鉀的準(zhǔn)確濃度進(jìn)行重新標(biāo)定。如果高錳酸鉀的濃度與草酸鈉的濃度不一致,一校正系數(shù)對二者濃度的差異進(jìn)行校正.高錳酸鉀的濃度最好_È_©_和草酸鈉的濃度一致,不要相差太大.因?yàn)楦咤i酸鉀滴定水中的還原物質(zhì),其作用原理是建立在二者濃度相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上進(jìn)行的。所以高錳酸鉀的濃度不要與草酸鈉的濃度有較大的差別。雖然二者差異可由校正系數(shù)進(jìn)行校正,校正后的檢測結(jié)果不會受到影響,但二者的濃度最好還是趨向一致為最好。標(biāo)定時(shí)高錳酸鉀的消耗量一般在9.94-10.06毫升之間為宜。2.7 滴定瓶不處理不影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性在耗氧量的檢測中,