高锰酸钾标准溶液配制标定

高锰酸钾标准溶液配制标定，0.1mol/L

配制

溶解3.2g高锰酸钾在100mL水中，用水稀释至1L，使溶液在暗处静置2周，然后通过4#玻璃坩埚式滤器干过滤，贮存溶液在具玻璃塞的棕色玻璃瓶内，过滤后的溶液不允许与纸、橡皮或其他有机物质接触。

标定

称取(0.30±0.01)g经105℃干燥1h的基准草酸钠置于600mL锥形瓶中，加250mL 硫酸溶液(1+9)〔硫酸溶液预先煮沸10～15min，并冷却至(27± 3)℃〕，摇动至草酸钠溶解，以(30±5)mL/min的速度用滴定管加入39mL高锰酸钾溶液，将溶液慢慢地混匀并静置大约45s，直至粉红色消失。加热溶液至60℃，继续加入高锰酸钾溶液直至粉红色出现30s不消失完成滴定。最后的0.5～1.0mL逐滴加入，并在加入一滴前，使溶液颜色消失。

另取一份250mL硫酸溶液(1+9)进行空白测定，并使其终点时粉红色与标定溶液时一致。空白校正用量通常为0.03～0.05mL高锰酸钾溶液。

注：如果第一次加入39mL高锰酸钾溶液后，溶液的粉红色存在超过45s，则弃去溶液，重新用新鲜的草酸钠溶液，但加入较少量的高锰酸钾溶液。

计算

高锰酸钾标准滴定溶液浓度按式(1)计算：

c(1/5KMnO4)＝m/0.06700×(V1-V2) (1)

式中：

高锰酸钾标准滴定溶液之物质的量浓度，mol/L；

c(1/5KMnO4)──

m──称取草酸钠质量，g；

V1──滴定用去高锰酸钾溶液体积，mL；

V2──空白滴定用去高锰酸钾溶液体积，mL；

0.06700──与1.00mL高锰酸钾标准滴定溶液〔c(1/5KMnO4)＝

1.000mol/L〕相当的以克表示的草酸钠的质量。

实验五十七高锰酸钾标准溶液的配制和草酸钙沉淀的制备

一、原理

2MnO4- +5C2O42-+16H+ == 2Mn2+ + 10CO2+8H2O

二、步骤

1．配制0.02mol ﹒L -1 KMnO 4溶液（提前一周配制）

2．KMnO 4溶液的过滤

3．Na 2C 2O 4基准物的称量（称三份）

4．KMnO 4溶液的标定（平行测定三次）

三、计算

注意：

1. 高锰酸钾易反应，衣物会染色，应注意。

2. 读数时要读酸式滴定管侧面最高边缘处，弯月面不好读。

3. 过滤后玻璃砂漏斗及烧杯上沾有MnO 2，要用硫酸/草酸过饱和溶液洗（注意不要烧手、废液要回收）。

4. 滴定时加热到70-80度，温度过高会引起草酸分解，温度过低反应速度太慢，水浴锅中的水不要开，液面上有白汽为宜。

5. 滴定时开始速度一定要慢，第一滴高锰酸钾褪色很慢，在第一滴没有褪色前不要加第二滴，否则会出现棕色浑浊现象；待Mn 2+形成后，有加速作用，可加快滴定速度，但在近终点时应小心慢加。

6. 出现棕色浑浊现象说明实验失败，要重新称量草酸钠。

7. 滴定过程中锥形瓶不烫手了说明温度过低，应拿到水浴中再次加热。

8. 高锰酸钾的浅紫色30秒不褪色即为终点。（空气中物质进入溶液可使高锰酸钾分解）。

思考题答案

（1） 市售的KM n O 4常含有少量的杂质，如硝酸盐、硫酸盐或氯化物等。KM n O 4的氧化能

力强，易和水中的有机物，空气中的尘埃及氨等还原性物质作用，并能自行分解，因此要把KM n O 4溶液煮沸一定时间和放置数天。配制好的KM n O 4溶液因上述原因有一些沉淀物产生，故要过滤后才能保存。过滤时不可以用滤纸，因为滤纸有还原性。

（2） 因为KM n O 4见光分解的很快，所以要装在棕色瓶中放置暗处保存。

（3） 如果酸度不够，易产生M n O 2沉淀。酸度过高，测定结果偏高。加热到75—80℃，

加快反应速度。温度过高，草酸钠易分解；过低，反应速度太慢。

（4） 先慢后快。第一滴KM n O 4加入反应慢，待溶液中产生Mn 2+后，由于Mn 2+的催化作

用使反应加快，红色褪去较快。

（5） 将烧杯放入盛有草酸的容器中浸泡一会儿即可。

锥形瓶

准确称取基准物

→g 20.0~13.0內不褪色即为终点粉红色溶液滴至呈粉红色

用加热加水溶解

s KMnO C mL

SO LH mol mL O C Na 3085~7530/110442422→→442240.1341000

52KMnO O C Na KMnO V m C ???=放入柜中

冷却后

分钟保持加热至微沸盖上表面皿

溶解加水烧杯中于台秤上称取固体→→→→530040014

mL

mL g KMnO 棕色试剂瓶中保存

等杂质过滤除去玻璃纤维玻璃漏斗

mL MnO 5002→→

视野拓展

环境监测中化学需氧量（COD）的测定

一、水体污染

地球上大约有13.9亿立方千米的水，其中97.2％在海洋中，2.15％是冰山和冰川，人们可以利用的淡水只约占0.65％。人类就是依靠这些水来维持生命和从事生产的。在这些天然水中含有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl－、SO42－、HCO3－、CO32－等离子。如果使不属于水体的物质进入水体，而且进入的数量已经达到破坏水体原有用途的程度，就叫水污染。

造成水污染的原因是多方面的。根据污染源可分为城市生活废水污染、工业废水污染、农田流水污染（喷洒的农药、施用的化肥被雨水冲刷流入水体）、固体废物污染（工业废渣中的有毒物质，经水溶解后进入水体）及工业烟尘废气污染（烟尘废气落入水体或被雨水淋洗流入水体）等。

污染水体的物质一般可分为以下几类：

1．无机污染物包括酸、碱、无机盐等。

2．有机污染物包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、碳氢化合物、合成洗涤剂等。

3．有毒物质包括重金属（铅、铬、汞、镉等）盐类、氰化物、氟化物、砷化]物、酚类、多环芳烃、多氯联苯、有机农药等。

4．致病微生物包括各种病毒、细菌、原生物等。

5．耗氧污染物有些有机物和无机物，能消耗水中溶解的氧气，使水发黑变臭，危害水生生物的生存。

6．植物营养物质有些物质中含有植物生长所需要的氮、磷、钾等营养元素（如含磷洗衣粉、化肥、饲料等），这些物质能促使水中藻类疯长，从而消耗水中的氧气，危害鱼类的生长，造成水质恶化。

此外，还有石油工业带来的油污染、热电厂造成的热污染、核电厂带来的放射性污染等，不仅污染水体，危及水生动物，还会危害人体健康。

二．化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）

化学需氧量（COD）是水体质量的控制项目之一，它是量度水中还原性污染物的重要指标。水中还原性物质包括有机物和亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等无机物。水体中能被氧化的物质在规定条件下进行化学氧化过程中所消耗氧化剂的量，换算成以O2作为氧化剂时1L 水样所消耗O2的质量（mg/L），通常记为COD。在COD测定过程中，有机物被氧化成二氧化碳和水。水中各种有机物进行化学氧化反应的难易程度是不同的，因此化学需氧量只表示在规定条件下，水中可被氧化物质的需氧量的总和。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度。COD的数值越大，则水体污染越严重。一般洁净饮用水的COD值为几至十几mg／L。

当前测定化学需氧量常用的方法有KMnO4和K2CrO7法，前者用于测定较清洁的水样，后者用于污染严重的水样和工业废水。同一水样用上述两种方法测定的结果是不同的，因此在报告化学需氧量的测定结果时要注明测定方法。

1. 高锰酸钾（KMnO4）指数

一定条件下，以高锰酸钾（KMnO4）为氧化剂，处理水样时所消耗的氧化剂的量，称为高锰酸盐指数，表示单位为氧的毫克/升（O2，mg/l）。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。使用KMnO4测定水中需氧有机物，一般只适用于需氧有机物含量较低的天然水体，我国按水质从高到低，将地面水环境的质量标准分成Ⅰ～Ⅴ5类，其中的高锰酸盐指数、COD Cr和与此相关的每升水中所含溶解氧的量（mg/L）三项参数标准，如下表所示：

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。

1）酸性KMnO4法

在酸性条件下，用KMnO4将水样中的还原性物质氧化，反应后剩余KMnO4加入准确而过量的草酸钠予以还原，过量草酸钠再以KMnO4标准溶液回滴，通过计算，求出所消耗氧化剂的量，以氧的mg/l表示。

MnO4-+8H++5e→ Mn2++4H2O 2MnO4-+16H++5C2O42-→2Mn2++8H2O+10CO2

测定过程：

取水样100ml（原样或经稀释）于锥形瓶中，加入（1:3）H2SO4 5mL，混匀；再加入0.01mol/L高锰酸钾标准溶液10.0mL，置于沸水浴30min，再加入0.01mol/L草酸钠标准溶液（Na2C2O4）10.0mL，紫色褪去，最后用0.01mol/L高锰酸钾标准溶液（KMnO4）回滴，终点浅紫色。

结果计算：

其中：

V1——滴定水样过程中消耗KMnO4体积（mL）；

K——KMnO4溶液的校正系数，相当于10.0mL草酸钠标液的KMnO4毫升数V2，即K=10/V2，每mL KMnO4标液相当于Na2C2O4标液的毫升数；

C—— Na2C2O4标液的浓度（mol/L）；

100——水样体积（ml）

2）碱性KMnO4法：于碱性溶液中加入KMnO4于水样中，氧化后再加酸酸化同上法一样测定。

2. 重铬酸钾法（K2Cr2O7）COD Cr

采用重铬酸钾（K2Cr2O7）作为氧化剂测定出的化学耗氧量表示为CODcr.化学耗氧量可以反映水体受还原性物质污染的程度。水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。重铬酸钾能够比较完全地氧化水中的有机物，如它对低碳直链化合物的氧化率为80～90％，因此CODcr能够比较完全地表示水中有机物的含量。此外，CODcr测定需时较短，不受水质限制，因此现已作为监测工业废水污染的指标。

我国关于工业废水最高容许排放浓度（mg/L）规定如下：

在强酸性溶液中，一定量的重铬酸钾氧化水样中的还原性物质，经两小时回流后，过量的K2Cr2O7以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵回滴，根据所消耗的K2Cr2O7量算出水中COD，以氧的mg/L表示。

重铬酸钾氧化性很强，可将大部分有机物氧化，但吡啶不被氧化，芳香族有机物不易被氧化；挥发性直链脂肪组化合物、苯等存在于蒸气相，不能与氧化剂液体接触，氧化不明显。氯离子能被重铬酸钾氧化，并与硫酸银作用生成沉淀，可加入适量硫酸汞络合之。

反应式：Cr2O72-+14H++6e→2Cr3++7H2O Cr2O72-+14H++6Fe2+→6Fe3++2Cr3++7H2O

测定步骤：

取水样20ml（原样或经稀释）于锥形瓶中，加入HgSO40.4g（消除Cl-干扰），混匀；加入0.25mol/L（1/6K2Cr2O7）10.0ml，再加入沸石数粒，混匀，接上回流装置，自冷凝管上口加入Ag2SO4-H2SO4溶液30ml（催化剂），混匀，回流加热2h后，冷却；自冷凝管上口加入80ml水于反应液中，取下锥形瓶，加试铁灵指示剂3滴，用0.1mol/L(NH4)2Fe(SO4)2标液滴定，终点由蓝绿色变成红棕色。

结果计算：

其中：

V0——空白消耗硫酸亚铁铵标准液体积（mL）；

V1——水样消耗硫酸亚铁铵标准液体积（mL）；

C——硫酸亚铁铵浓度（mol/L）；

V水——水样体积（mL）；

8——氧（1/2O）的摩尔质量，g/mol。