指导书编制人：纪靓靓老师

高锰酸钾指数，是指一定条件下，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的量，以氧的mg/L来表示，水中的亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等还原性无机物和在此条件下可以被氧化的有机物，均可消耗高锰酸钾。因此，高锰酸钾指数常被作为水体受还原性有机和无机物质污染程度的综合指标。

我国规定了环境水质的高锰酸钾指数的标准。高锰酸钾指数是一个相对的条件性指标，其测定结果与溶液的酸度、高锰酸盐浓度、加热浓度和时间有关。因此，测定时必须严格遵守操作规定，使结果具可比性。

当水样中氯化物浓度大于300 mg/L，在硫酸的酸性条件下，氯化物可以被高锰酸钾氧化，这样会使测定结果偏高，可加蒸馏水稀释水样，使氯化物浓度降低后再进行测定。

水样采集后，应加入硫酸使pH调至小于2，以抑制微生物活动。样品应尽快分析，必要时，应在0～5℃冷藏保存，并在48 h内测定。

一、实验目的

1. 学会高锰酸钾KMnO₄标准溶液的配制与标定；

2. 掌握水中高锰酸盐指数的测定原理和方法。

二、实验原理

水样在酸性条件下，高锰酸钾KMnO₄将水样中的某些有机物及还原性的物质氧化，剩余的KMnO₄用过量的草酸钠Na₂C₂O₄还原，再以KMnO₄标准溶液回滴剩余的Na₂C₂O₄，根据加入过量KMnO₄和Na₂C₂O₄标准溶液的量及最后KMnO₄标准溶液的用量，计算高锰酸盐指数，以mg O₂/L表示。主要化学反应式如下：

 MnO₄^-+12H⁺+5C=4Mn²⁺+5CO₂ +6H₂O

2 MnO₄^-+5C₂O₄^-+12H⁺=2 Mn²⁺+10CO₂  +8H₂O

三、实验仪器与试剂

1. 仪器

（1）酸式滴定管 50 mL。

（2）锥形瓶 250 mL。

（3）沸水浴装置。

2. 试剂

（1）草酸钠标准溶液（1/2 Na₂C₂O₄=0.1000mol/L）

称取0.6705 g在105～110℃烘1 h并冷却的草酸钠溶于水，移于100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度。

（2）草酸钠标准溶液（1/2 Na₂C₂O₄=0.0100mol/L）

 吸取10.00 mL上述草酸钠溶液，移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度。

（3）高锰酸钾溶液（1/5 KMnO₄≈0.1 mol/L）

称3.2 g KMnO₄溶于1.2 L蒸馏水中，煮沸，使体积减少至1 L左右，放置过夜，用G-3号玻璃砂芯漏斗过滤后，滤液贮于棕色瓶中，避光保存。

（4）高锰酸钾溶液（1/5 KMnO₄≈0.01 mol/L）

 吸取100.0 mL上述KMnO₄溶液于1000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，贮于棕色瓶中，避光保存。此溶液约为0.01 mol/L，使用当天应标定其准确浓度。

四、实验内容

1. KMnO₄溶液的标定

将50 mL蒸馏水和5 mL（1+3）H₂SO₄依次加入250 mL锥形瓶中，然后用移液管加入10.00 mL0.0100 mol/L Na₂C₂O₄标准溶液，加热至70～75℃，用0.01 mol/L KMnO₄溶液滴定至溶液由无色至刚刚出现浅红色为滴定终点。记录0.01 mol/L KMnO₄溶液用量。共做三次平行。

2. 水样测定

（1）取样：清洁透明水样取100 mL；浑浊水10～25 mL，加蒸馏水稀释至100 mL。将水样放入 250 mL锥形瓶中。共三份。

（2）加入5 mL（1+3）H₂SO₄，用滴定管准确加入10 mL 0.01 mol/L KMnO₄溶液（V₁），并加入几粒玻璃珠，加热至沸腾，从此时准确煮沸30 min。若溶液红色消失，说明水中有机物含量太多，则另取较少量水样用蒸馏水稀释2～5倍（至总体积100 mL）。再按步骤（1）、（2）重做。

（3）煮沸30 min后趁热用吸量管准备加入10.00 mL 0.01 mol/L草酸钠溶液（V₂），摇匀，立即用0.01 mol/L KMnO₄溶液滴定至显微红色。记录消耗KMnO₄溶液的量（V₃）。

五、数据处理

1. KMnO₄标准溶液浓度的计算

式中     C₁——高锰酸钾标准溶液的浓度（1/5 KMnO₄，mol/L）；

C₂——草酸钠标准溶液的浓度（1/2 Na₂C₂O₄，mol/L）；

V₄——标定时消耗高锰酸钾标准溶液的体积，mL；

V₅——标定时加入草酸钠标准溶液的体积，mL。

 

2. 高锰酸盐指数的计算

式中     C₁——高锰酸钾标准溶液的浓度（1/5 KMnO₄，mol/L）；

C₂——草酸钠标准溶液的浓度（1/2 Na₂C₂O₄=0.0100mol/L）；

V₁——开始加入高锰酸钾标准溶液的体积，mL；

V₃——最后滴定消耗高锰酸钾标准溶液的体积，mL；

V₂——加入草酸钠标准溶液的体积，mL；

V_水——水样体积，mL。

  8——氧的摩尔质量（1/2O=8，g/mol）

六、实验记录

表1 高锰酸钾溶液标定结果

 

                                                                   

锥形瓶编号	1	2	3
Na2C2O4加入量/mL
KMnO4初始读数/mL
KMnO4滴定终读数/mL
KMnO4用量/mL
KMnO4的浓度/(mol/L)
KMnO4的平均浓度/(mol/L)
绝对偏差
平均偏差
相对平均偏差/%

 

表2 水样测定结果

                                                       

锥形瓶编号	1	2	3
Na2C2O4加入量/mL
KMnO4加入量/mL
KMnO4初始读数/mL
KMnO4滴定终读数/mL
KMnO4用量/mL
KMnO4平均用量/mL
高锰酸盐指数（O2 mg/L）