DB36/T 2107-2024 水質 高錳酸鹽指數的測定 氧化還原自動滴定法

范圍
本文件規定了水質中高錳酸鹽指數的氧化還原自動滴定方法。
本文件適用于地表水、 地下水和飲用水(飲用水源地)的測定，方法檢出限為0.1mg/L，測定范圍為0.4mg/L～4.5mg/L。對高錳酸鹽指數較高的水，可適當稀釋后測定。
本文件不適用于測定工業廢水中有機污染較重的水。
樣品中無機可氧化物質如NO₂^-，S₂^-，Fe₂⁺等可被測定。

術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
高錳酸鹽指數  permanganate index
反映水體中有機物及無機可氧化物質污染的常用指標。
注1：在一定條件下，用高錳酸鉀氧化水樣中的某些有機物及無機可氧化物質，由消耗的高錳酸鉀量計算相當的氧量。
注2：高錳酸鹽指數不能作為理論需氧量或總有機物含量的指標，因為在規定的條件下，許多有機物只能部分的被氧化，易揮發的有機物也不包含在測定值之內。
氧化還原自動滴定法  automatic redox titratio
以氧化還原反應為基礎的自動滴定分析方法，通過儀器實現自動加液、 自動滴定并判斷滴定終點。

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物和無機可氧化物質氧化， 反應后加入過量的草酸鈉還原剩余的高錳酸鉀，再用高錳酸鉀標準溶液回滴過量的草酸鈉，通過計算得到樣品中高錳酸鹽指數。

試劑和材料
除非另有說明，分析時均使用符合國家標準的分析純試劑。實驗用水為符合 GB/T 6682 的三級蒸餾水或同等純度的水，不得使用由交換樹脂法得到的含有有機物或還原性物質的去離子水。
硫酸(H₂SO₄)：ρ=1.84g/mL。
草酸鈉(Na₂C₂O₄)：基準試劑。使用前應經(105±2)℃干燥2h，并在干燥器中冷卻至室溫。
高錳酸鉀(KMnO₄)：優級純。
硫酸溶液(1+3)：在不斷攪拌下，將100mL硫酸慢慢加入到300mL水中。趁熱加入數滴高錳酸鉀溶液，直至溶液出現粉紅色。
草酸鈉標準貯備液：濃度c₁(1/2 Na₂C₂O₄)為0.1000mol/L。準確稱取0.6705g草酸鈉，溶于少量水，轉移至100mL容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻。此溶液于4℃以下冷藏保存，有效期2個月。亦可購買市售有證標準溶液。
草酸鈉標準使用液：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，用水稀釋至標線，混勻，臨用現配。
高錳酸鉀標準貯備液：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濾，貯于棕色瓶中，有效期2個月。亦可購買市售有證標準溶液。
高錳酸鉀標準使用液：濃度c₄(1/5 KMnO₄)約為0.01mol/L。移取100mL高錳酸鉀標準貯備液于1000mL容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻。此溶液在暗處保存，使用當天標定其濃度。

儀器和設備
高錳酸鹽指數水質自動分析儀：能實現水樣自動加熱、自動加液、自動滴定和高錳酸鉀標準使用液的自動標定；水浴區能保持微沸狀態，具備自動補水功能；滴定區域能保持溫度在60℃～80℃之間。
分析天平：精度為0.0001g。
移液管：10mL、25mL、50mL、100mL。
一般實驗室常用儀器設備。

樣品采集和保存
按照 HJ 91.2、HJ 164 和 HJ 493 等相關規定采集和保存樣品，如樣品不能立即分析，應加入硫酸至pH≤2，4℃以下冷藏避光保存，2d內測定。

分析步驟
儀器預熱
接通電源后，按照儀器說明書的規定進行高錳酸鹽指數水質自動分析儀的預熱，確認儀器各部分功能運行正常。測定前將試劑管路置于對應的試劑容器中，并潤洗管路2～3次。
空白試驗
移取100.0mL實驗用水置于樣品杯中，在高錳酸鹽指數水質自動分析儀上設置樣品信息后等待測定。儀器將自動執行以下測定步驟：高錳酸鹽指數水質自動分析儀將水浴溫度升至100℃，自動添加5mL硫酸溶液(1+3)和10.00mL高錳酸鉀標準使用液于樣品杯中，水浴(30±2)min；水浴完成后儀器自動將樣品杯移取至滴定區域(溫度保持在60℃～80℃)，自動添加10.00mL草酸鈉標準使用液，混勻后用高錳酸鉀標準使用液自動滴定。
高錳酸鉀標準使用液的標定
空白試驗測定完畢后，儀器自動標定高錳酸鉀標準使用液的濃度。向空白試驗滴定后的溶液中加入10.00mL草酸鈉標準使用液，用高錳酸鉀標準使用液滴定至剛出現粉紅色，并保持30s不褪色即為滴定終點。
樣品的測定
移取100. 0mL充分混勻的水樣置于樣品杯中，在高錳酸鹽指數水質自動分析儀上設置樣品信息后執行與空白試驗相同的測定步驟。如水樣中有機物含量較高，可取適量水樣經稀釋后進行測定。
數據處理
測定完成后，儀器自動記錄滴定所消耗的高錳酸鉀標準使用液體積， 并計算結果。

結果計算與表示
結果計算
高錳酸鹽指數(I_Mn)以每升樣品消耗毫克氧數來表示(O₂，mg/L)，按式(1)計算。

式中：
I_Mn ——水樣的高錳酸鹽指數，單位為毫克每升(mg/L)；
V₁ ——樣品測定時，消耗高錳酸鉀標準使用液體積，單位為毫升(mL)；
V₂ ——標定時，所消耗高錳酸鉀標準使用液體積，單位為毫升(mL)；
c₂ ——草酸鈉標準使用液，c₂(1/2 Na₂C₂O₄)為0.0100摩爾每升(mol/L)；
8 ——與1.00mL高錳酸鉀標準使用液相當的以毫克(mg)表示氧的質量。
如樣品經稀釋后測定，按式(2)計算。

式中：
I_Mn ——水樣的高錳酸鹽指數，單位為毫克每升(mg/L)；
V₁ ——樣品測定時，消耗高錳酸鉀標準使用液體積，單位為毫升(mL)；
V₂ ——標定時，所消耗高錳酸鉀標準使用液體積，單位為毫升(mL)；
V₀ ——空白試驗時，消耗高錳酸鉀標準使用液體積，單位為毫升(mL)；
R ——稀釋樣品時，稀釋水在100mL測定用體積內所占比例(例如：10mL樣品用水稀釋至100mL，則R=0.90)；
c₂ ——草酸鈉標準使用液，c₂(1/2 Na₂C₂O₄)為0.0100摩爾每升(mol/L)；
8 ——與1.00mL高錳酸鉀標準使用液相當的以毫克(mg)表示氧的質量；
V₃ ——測定時所取樣品體積，單位為毫升(mL)。
結果表示
當測定結果＜100mg/L時，保留至小數點后1位；當測定結果≥100mg/L時，保留3位有效數字。


京都電子KEM 高錳酸鹽指數水質分析儀 AT-710S