滴定法在高锰酸盐指数（CODmn）测定中的应用
发布时间：2018/10/25 点击次数：次
化学需氧量（通常记为COD）是衡量水质受污染程度的主要指标之一，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氧化剂的量，主要应用于掌握饮用水和地表水水质。表示单位氧的毫克/升（mg/L）。
一、仪器与试剂
仪器：酸式滴定管、250ml容量瓶、250ml锥形瓶
试剂：Na2C2O4标准溶液（0.013mol/L）；KMnO4溶液（0.005mol/L）；硫酸（1：2）；硝酸银溶液（W为10%）；蒸馏水；样品。
1、0.05mol/LKMnO4溶液的配制
在天平上称取0.21克KMnO4，加入适量的蒸馏水时其溶解后，加热煮沸并保持微沸1h，冷却后过滤，加水稀释至250ml，就可以标定其浓度，或将溶液倒入洁净的标色试剂瓶中，用水稀释至约250ml，摇匀，塞好，静置7～10d后，其上层的溶液用玻璃砂心漏斗过滤，残余溶液和沉淀则倒掉，把试剂瓶洗净，将滤液倒回瓶内，摇匀，待标定，（因为市售的KMnO4常含杂质，因此用它配制的溶液要在暗处放置数天，待KMnO4把还原性物质充分氧化后，再除去生成的Mn（OH）2沉淀，标定其准确浓度）.
2、KMnO4溶液的标定
精确称取0.05克左右预先干燥过的Na2C2O4三份，分别置于250ml锥形瓶中，各加入10ml蒸馏水和2.5ml3mol/L的H2SO4时其溶解，慢慢加热直到有蒸气冒出（约75～85度），趁热用待标定的KMnO4溶液进行滴定，开始滴定时，速度宜慢，在第一滴KMnO4溶液滴入后，不断摇动溶液，当紫红色褪去后，再滴入第二滴，待溶液中有Mn2+产生后，反应速率加快，滴定速度也就可适当加快，但决不可使KMnO4溶液连续流下，接近终点时，紫红、色褪去很慢，应减慢滴定速度，同时充分摇匀，以防止超过终点，最后滴加半滴KMnO4溶液，在摇匀后半分钟内仍保持微红色不褪，表明已达到终点，记下终点读数并计算KMnO4溶液的浓度C（KMnO44）
注：（1）KMnO4色深，液面弯月面不易看出，读数时应以液面的最高点为准。
（2）若滴加过快，部分KMnO4在溶液中将按下式分解早成误差：
4KMnO4+2H2SO4=4MnO2+2K2SO4+2H2O+3O2
（3）反应要在酸性、温度较高和有Mn2+作催化剂的条件下进行，当滴定过程中生成Mn2+后，反应速率逐渐加快.
（4）因为KMnO4溶液本身具有特殊的紫红色，极易察觉，故用它作为滴定液时，不需要另加指示剂.
地表面水样的采集，必须将聚乙烯瓶插入水面以下0.5m处，避开水表面膜，并带上聚乙烯手套，样品应充满容器。采样后立即加盖塞紧，避免接触空气。
二、实验步骤
1、取适量水样于250ml锥形瓶中，用蒸馏水稀释至100ml，加硫酸（1：2）10ml，在加入w为0.10的硝酸银溶液5ml以除去水样中的Cl-（当水样Cl-浓度很小时，可以不加硝酸银），摇匀后准确加入0.005mol/L高锰酸钾溶液0.001ml（V1），将锥形瓶置于沸水中加热30min，氧化需氧污染物。
2、在250mL锥形瓶中加入蒸馏水100mL和1：2硫酸10mL，移入0.013mol/mL草酸钠标准溶液10.00mL，摇匀，在70-80度的水浴中，用0.005mol/mL高锰酸钾溶液滴定至溶液呈微红色，30s内不褪色即为终点，记下高锰酸钾溶液的用量V3.
3、在250mL锥形瓶中加入蒸馏水100mL和1：2硫酸10mL，，在70-80度水浴中用0.005mol/mL高锰酸钾溶液滴定至微红色，30s内不褪色即为终点，记下高锰酸钾溶液的用量V4。
三、数据分析
按下列式子计算化学需氧量COD（Mn）：
COD（Mn）=[（V1+V2-V4）*f-10.00]*C（NaC2O4）*16.00*1000/Vs
式中f=10.00/（V3-V4），即每毫升高锰酸钾相当于f ml草酸钠标准溶液，Vs为水样体积，16.00为氧的相对原子质量。
4、数据处理
m（Na2C2O4）=0.4185g
n（Na2C2O4）= m（Na2C2O4）/M（Na2C2O4）=0.4185/134=0.003123mol/L
c（Na2C2O4）= n（Na2C2O4）/V=0.003123/0.25=0.0125mol/L
m（KMnO4）=0.2123g
按下列式子计算COD（Mn）：
COD（Mn）=[（V1+V2-V4）*f-10.00]* c（Na2C2O4）*16.00*10.00/Vs
式中f=10.00/（V3-V4），即每毫升高锰酸钾相当于f ml草酸钠标准溶液，Vs为水样体积。
四、实验结果分析
一级标准：100mg/L 重点风景区
二级标准：150mg/L 工农业用水
三级标准：500mg/L 下水道污水
五、实验说明
1、本实验在加热氧化有机污染物时，完全敞开，如果废水中易挥发性化合物含量较高时，应使用回流冷凝装置加热，否则结果将偏低。
2、水样中Cl-在酸性高锰酸钾中能被氧化，使结果偏高。
3、实验所用的蒸馏水最好用含酸性高锰酸钾的蒸馏水重新蒸馏所得到的二次蒸馏水。
4、废水中有机物种类繁多，但对于主要含烃类、脂肪、蛋白质以及挥发性物质（如乙醇、丙酮等）的生活和工业废水，其中的有机物大多数可以氧化90%以上，像甘氨酸等有些有机物则难以氧化，因此，在实际测定中，氧化剂种类、浓度和氧化条件等对测定结果均有影响，所以必须严格按规定操作步骤进行分析，并在报告结果时注明所用的方法。
六、思考题
1. 测COD时，水样中氯离子含量较高应怎样处理？
当待测水样中氯离子含量超过30mg/L时，应先将0.4克硫酸加入回流锥形瓶中，再加入水样并摇匀.
2.准备测COD的水样应如何处理及保存？
答：（1）如废水样很不稳定，则应迅速进行分析；（2）如废水样中含有易沉淀的悬浮物，应充分混合均匀；（3）如不能及时分析，要用硫酸调到PH。
