DB36/T 2107-2024 水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定 氧化還原自動(dòng)滴定法

范圍
本文件規(guī)定了水質(zhì)中高錳酸鹽指數(shù)的氧化還原自動(dòng)滴定方法。
本文件適用于地表水、 地下水和飲用水(飲用水源地)的測(cè)定，方法檢出限為0.1mg/L，測(cè)定范圍為0.4mg/L～4.5mg/L。對(duì)高錳酸鹽指數(shù)較高的水，可適當(dāng)稀釋后測(cè)定。
本文件不適用于測(cè)定工業(yè)廢水中有機(jī)污染較重的水。
樣品中無(wú)機(jī)可氧化物質(zhì)如NO₂^-，S₂^-，F(xiàn)e₂⁺等可被測(cè)定。

術(shù)語(yǔ)和定義
下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。
高錳酸鹽指數(shù)  permanganate index
反映水體中有機(jī)物及無(wú)機(jī)可氧化物質(zhì)污染的常用指標(biāo)。
注1：在一定條件下，用高錳酸鉀氧化水樣中的某些有機(jī)物及無(wú)機(jī)可氧化物質(zhì)，由消耗的高錳酸鉀量計(jì)算相當(dāng)?shù)难趿俊?br style="padding: 0px; margin: 0px;"/>注2：高錳酸鹽指數(shù)不能作為理論需氧量或總有機(jī)物含量的指標(biāo)，因?yàn)樵谝?guī)定的條件下，許多有機(jī)物只能部分的被氧化，易揮發(fā)的有機(jī)物也不包含在測(cè)定值之內(nèi)。
氧化還原自動(dòng)滴定法  automatic redox titratio
以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的自動(dòng)滴定分析方法，通過(guò)儀器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加液、 自動(dòng)滴定并判斷滴定終點(diǎn)。

方法原理
樣品中加入已知量高錳酸鉀和硫酸，在沸水浴中加熱30min，高錳酸鉀將樣品中的某些有機(jī)物和無(wú)機(jī)可氧化物質(zhì)氧化， 反應(yīng)后加入過(guò)量的草酸鈉還原剩余的高錳酸鉀，再用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴過(guò)量的草酸鈉，通過(guò)計(jì)算得到樣品中高錳酸鹽指數(shù)。

試劑和材料
除非另有說(shuō)明，分析時(shí)均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的分析純?cè)噭?。?shí)驗(yàn)用水為符合 GB/T 6682 的三級(jí)蒸餾水或同等純度的水，不得使用由交換樹(shù)脂法得到的含有有機(jī)物或還原性物質(zhì)的去離子水。
硫酸(H₂SO₄)：ρ=1.84g/mL。
草酸鈉(Na₂C₂O₄)：基準(zhǔn)試劑。使用前應(yīng)經(jīng)(105±2)℃干燥2h，并在干燥器中冷卻至室溫。
高錳酸鉀(KMnO₄)：優(yōu)級(jí)純。
硫酸溶液(1+3)：在不斷攪拌下，將100mL硫酸慢慢加入到300mL水中。趁熱加入數(shù)滴高錳酸鉀溶液，直至溶液出現(xiàn)粉紅色。
草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備液：濃度c₁(1/2 Na₂C₂O₄)為0.1000mol/L。準(zhǔn)確稱取0.6705g草酸鈉，溶于少量水，轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。此溶液于4℃以下冷藏保存，有效期2個(gè)月。亦可購(gòu)買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。
草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用液：濃度c₂(1/2 Na₂C₂O₄)為0.0100mol/L。移取50.00mL草酸鈉貯備液于500mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻，臨用現(xiàn)配。
高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備液：濃度c₃(1/5 KMnO₄)約為0.1mol/L。稱取3.2g高錳酸鉀置于燒杯中，溶解于適量水并稀釋至1000mL，于90℃～95℃水浴中加熱2h。加蓋存放兩天后，傾出上清液或用玻璃砂芯漏斗過(guò)濾，貯于棕色瓶中，有效期2個(gè)月。亦可購(gòu)買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。
高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液：濃度c₄(1/5 KMnO₄)約為0.01mol/L。移取100mL高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備液于1000mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。此溶液在暗處保存，使用當(dāng)天標(biāo)定其濃度。

儀器和設(shè)備
高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)自動(dòng)分析儀：能實(shí)現(xiàn)水樣自動(dòng)加熱、自動(dòng)加液、自動(dòng)滴定和高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液的自動(dòng)標(biāo)定；水浴區(qū)能保持微沸狀態(tài)，具備自動(dòng)補(bǔ)水功能；滴定區(qū)域能保持溫度在60℃～80℃之間。
分析天平：精度為0.0001g。
移液管：10mL、25mL、50mL、100mL。
一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器設(shè)備。

樣品采集和保存
按照 HJ 91.2、HJ 164 和 HJ 493 等相關(guān)規(guī)定采集和保存樣品，如樣品不能立即分析，應(yīng)加入硫酸至pH≤2，4℃以下冷藏避光保存，2d內(nèi)測(cè)定。

分析步驟
儀器預(yù)熱
接通電源后，按照儀器說(shuō)明書(shū)的規(guī)定進(jìn)行高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)自動(dòng)分析儀的預(yù)熱，確認(rèn)儀器各部分功能運(yùn)行正常。測(cè)定前將試劑管路置于對(duì)應(yīng)的試劑容器中，并潤(rùn)洗管路2～3次。
空白試驗(yàn)
移取100.0mL實(shí)驗(yàn)用水置于樣品杯中，在高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)自動(dòng)分析儀上設(shè)置樣品信息后等待測(cè)定。儀器將自動(dòng)執(zhí)行以下測(cè)定步驟：高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)自動(dòng)分析儀將水浴溫度升至100℃，自動(dòng)添加5mL硫酸溶液(1+3)和10.00mL高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液于樣品杯中，水浴(30±2)min；水浴完成后儀器自動(dòng)將樣品杯移取至滴定區(qū)域(溫度保持在60℃～80℃)，自動(dòng)添加10.00mL草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用液，混勻后用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液自動(dòng)滴定。
高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液的標(biāo)定
空白試驗(yàn)測(cè)定完畢后，儀器自動(dòng)標(biāo)定高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液的濃度。向空白試驗(yàn)滴定后的溶液中加入10.00mL草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用液，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液滴定至剛出現(xiàn)粉紅色，并保持30s不褪色即為滴定終點(diǎn)。
樣品的測(cè)定
移取100. 0mL充分混勻的水樣置于樣品杯中，在高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)自動(dòng)分析儀上設(shè)置樣品信息后執(zhí)行與空白試驗(yàn)相同的測(cè)定步驟。如水樣中有機(jī)物含量較高，可取適量水樣經(jīng)稀釋后進(jìn)行測(cè)定。
數(shù)據(jù)處理
測(cè)定完成后，儀器自動(dòng)記錄滴定所消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液體積， 并計(jì)算結(jié)果。

結(jié)果計(jì)算與表示
結(jié)果計(jì)算
高錳酸鹽指數(shù)(I_Mn)以每升樣品消耗毫克氧數(shù)來(lái)表示(O₂，mg/L)，按式(1)計(jì)算。

式中：
I_Mn ——水樣的高錳酸鹽指數(shù)，單位為毫克每升(mg/L)；
V₁ ——樣品測(cè)定時(shí)，消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液體積，單位為毫升(mL)；
V₂ ——標(biāo)定時(shí)，所消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液體積，單位為毫升(mL)；
c₂ ——草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用液，c₂(1/2 Na₂C₂O₄)為0.0100摩爾每升(mol/L)；
8 ——與1.00mL高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液相當(dāng)?shù)囊院量?mg)表示氧的質(zhì)量。
如樣品經(jīng)稀釋后測(cè)定，按式(2)計(jì)算。

式中：
I_Mn ——水樣的高錳酸鹽指數(shù)，單位為毫克每升(mg/L)；
V₁ ——樣品測(cè)定時(shí)，消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液體積，單位為毫升(mL)；
V₂ ——標(biāo)定時(shí)，所消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液體積，單位為毫升(mL)；
V₀ ——空白試驗(yàn)時(shí)，消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液體積，單位為毫升(mL)；
R ——稀釋樣品時(shí)，稀釋水在100mL測(cè)定用體積內(nèi)所占比例(例如：10mL樣品用水稀釋至100mL，則R=0.90)；
c₂ ——草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用液，c₂(1/2 Na₂C₂O₄)為0.0100摩爾每升(mol/L)；
8 ——與1.00mL高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液相當(dāng)?shù)囊院量?mg)表示氧的質(zhì)量；
V₃ ——測(cè)定時(shí)所取樣品體積，單位為毫升(mL)。
結(jié)果表示
當(dāng)測(cè)定結(jié)果＜100mg/L時(shí)，保留至小數(shù)點(diǎn)后1位；當(dāng)測(cè)定結(jié)果≥100mg/L時(shí)，保留3位有效數(shù)字。


京都電子KEM 高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)分析儀 AT-710S