折叠 编辑本段 基本信息
什么是高锰酸盐指数?
高锰酸盐指数在以往的水质监测分析中，亦有被称为化学需氧量的高锰酸钾法。但是，由于这种方法在规定条件下，水中有机物只能部分被氧化，并不是理论上的需氧量，也不是反映水体中总有机物含量的尺度，因此，用高锰酸盐指数这一术语作为水质的一项指标，以有别于重铬酸钾法的化学需氧量，更符合于客观实际。
以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量，以前称为锰法化学耗氧量。我国新的环境水质标准中，已把该值改称高锰酸盐指数，而仅将酸性重铬酸钾法测得的值称为化学需氧量。国际标准化组织(ISO)建议高锰酸钾法仅限于测定地表水、饮用水和生活污水，不适用于工业废水。
按测定溶液的介质不同，分为酸性高锰酸钾法和碱性高锰酸钾法。因为在碱性条件下高锰酸钾的氧化能力比酸性条件下稍弱，此时不能氧化水中的氯离子，故常用于测定含氯离子浓度较高的水样。
酸性高锰酸钾法适用于氯离子含量不超过300mg/L的水样。当高锰酸盐指数超过5mg/L时，应少取水样并经稀释后再测定。
在酸性条件下，用高锰酸钾将水样中的还原性物质(有机物和无机物)氧化，反应剩余的KMnO4加入体积准确而过量的草酸钠予以还原。过量的草酸钠再以KMn04标准溶液回滴，其反应式如下:
此法的最低检出限为0.5mg/L，测定上限为4.5mg/L。
在《水与废水监测分析方法》(第四版-增补版)中提到，酸性法在水样中高锰酸盐指数超过10mg/L时，则酌情分取少量试样。因此，检出上限的值应当以实验室的能力条件，自行通过试验确定适合本实验室的测定上限。
折叠 编辑本段 测定方法
一、试剂:
1.(1+3)硫酸
在三份体积的蒸馏水中，徐徐加入比重为1.84的浓硫酸l份，煮沸。滴加高锰酸钾溶液至溶液呈微红色。
2.草酸钠溶液
(1)草酸钠贮备液，C(1/2Na2C4O2)=0.1000 mol/L.
称取在105一110℃烘干l h并冷却后的草酸钠0.6705g溶于蒸馏水，移入100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至标定刻度，摇匀待用。
(2)草酸钠标准液，C(1/2Na2C4O2)=0.0100mol/L
吸取10.00mL上述草酸钠贮备溶液移入100mL容量瓶中用蒸馏水稀释至刻度。摇匀。
(3)高锰酸钾溶液， C(1/5KMnO4)=0.01 mol/L
在台秤上称取A.R高锰酸钾0.64g，溶于2000mL蒸馏水中，加热煮沸10-15min，冷却静置过夜(盖上表面皿，以免尘埃入内)。用虹吸(或小心取出)取上层清液，转入洁净的棕色玻璃瓶中保存。用前需标定。
二、测定步骤
1.水样测定
①取100mL混合水样(如高锰酸盐指数高于10mg/l,则酌情少取，并用水稀释至100ml)于250mL锥形瓶中，
②加5mL(1+3)硫酸，混匀，
③用滴定管加入10.00mL，0.01mol/L高锰酸钾溶液，摇匀，加数粒玻璃珠，在水浴上加热煮沸30min(从水浴重新沸腾起计时)，沸水浴液面要高于反应溶液的液面.
④取下锥形瓶，趁热加入10.00mL的0.0100mol/L草酸钠标准溶液，摇匀。立即用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至微红色，记录耗用的高锰酸钾溶液的体积(V1)。要求回滴用的高锰酸钾量在5mL左右，如滴定耗用体积太大或太小，应更改水样取用量后重做。
2.高锰酸溶液校正系数(K)的测定
将上述已滴定完毕的溶液加热到60-80℃，准确加入10.00mL的0.0100mol/L草酸钠标准溶液，再用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红色，记录耗用的高锰酸钾溶液体积(V)。按下式求得高锰酸钾溶液的校正系数(K)
K=10.00/V
式中:
V......高锰酸钾溶液消耗量(ml);
10.0.....加入草酸钠标准溶液的体积，ml;
3.空白值测定
若水样用蒸馏水稀释时，则另取100mL蒸馏水，按水样操作步骤进行空白试验，记录耗用的高锰酸钾溶液的体积(V0)。
三、计算高锰酸钾溶液
(1)水样不经稀释
高锰酸盐指数(O2，mg/L)=[(10+V1)*K-10]*0.8
式中:
V1……回滴时高锰酸钾的耗样量(mL);
K……高锰酸钾溶液的校正系数。;
8……氧(1/2O)的摩尔质量;
M......草酸钠溶液浓度(mg/L)。
(2)水样经稀释
高锰酸盐指数(O2，mg/L)[1]
式中
V2……分取水样量(mL)
Vo……空白试验高锰酸钾的消耗量(mL);
K……高锰酸钾溶液的校正系数;
8……氧(1/2O)的摩尔质量;
R……稀释水样中蒸馏水的比值;例如:10.0ml水样，加入90ml水稀释至100ml，则R等于0.90。
四、注意事项
(1)在水浴中加热完毕后，溶液仍应保持淡红色，如变浅或全部褪去，应将水样的稀释倍数加大后再测定，使加热氧化后残留的高锰酸钾为其加入量的1/2-1/3为宜。
(2)在酸性条件下，草酸钠和高锰酸钾反应的温度应保持在60-80℃，所以滴定操作必须趁热进行，若溶液温度过低，需适当加热。[2]
高锰酸盐[编辑]高锰酸根离子的结构。
高锰酸盐是高锰酸所形成的盐，含有四面体型的高锰酸根离子-MnO4，其中锰的氧化态为+7，有强氧化性。高锰酸钾是最重要的高锰酸盐，为紫红色的针状晶体。
酸性溶液中，高锰酸根离子被还原为无色的Mn离子:
- 16H3O+ 2 MnO4+ 10Cl→ 2Mn+ 5Cl2+ 24 H2O
- 6H+ 2 MnO4+ 5 HCOOH → 8 H2O + 2Mn+ 5CO2
碱性溶液中还原，既可得到棕色的MnO2(锰氧化态为+4)，也可得到深绿色的MnO4(锰氧化态为+6)。
- 4OH+ 2 MnO4+ 3C2O4→ 2MnO2+ 6CO3+ 2 H2O
- 3OH+ 2 MnO4+HSO3→ 2MnO4+SO4+ 2 H2O
折叠 编辑本段 目录
[隐藏]
- 1生产
- 2性质
- 3化合物
- 4参考资料
折叠 编辑本段 生产
折叠 编辑本段 性质
高锰酸盐类似于高氯酸盐，性质较稳定，有很强的氧化性，常用在分析化学的氧化还原滴定中。它与还原性物质及有机物质混合可能发生燃烧或爆炸。加热到230°C时，高锰酸钾分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，这也是初中演示氧气制备的常用反应之一:
- 2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2
高锰酸根离子不能和二价锰离子共存，是因为:
- 2MnO4(aq) + 3Mn(aq) + 2H2O ↔ 5MnO2(S) + 4H
高锰酸盐(尤其是高锰酸钾)是有机合成中的氧化剂，它可以将胺氧化为相应的硝基化合物，将醇氧化为酮或醛和羧酸，将其他烯烃氧化为邻二醇，以及将末端烯烃氧化为相应的羧酸等。烯烃被高锰酸盐氧化的反应是通过一个环状的高锰酸酯机理进行的，碱性条件下的产物是二醇，酸性条件下则为两个酮，如下图所示。
