一、为什么选KMnO₄当"尺子"?
高锰酸盐指数(CODMn)专测"弱氧化力"——KMnO₄在酸性条件下氧化力仅为重铬酸钾的1/3,恰好匹配地表水、饮用水这类低污染水体的"温和"有机物。GB 3838-2002规定:Ⅰ类水≤2mg/L,Ⅴ类水≤15mg/L,这把"软尺子"比CODCr更灵敏。

二、原理:紫色→棕色的"褪色竞赛"
KMnO₄(紫红)+ 还原性物质 → MnO₂(棕褐)+ CO₂
终点判定:过量1滴KMnO₄使溶液呈淡粉红,30s不褪即为终点。消耗体积越大,说明水样"可氧化物质"越多。
三、现场5步操作(内置锂电池,户外0.5h完成)
取样:100mL水样(悬浮物多先0.45μm过滤)
加酸:5mL 1+3 H₂SO₄,pH<2
初加KMnO₄:滴加0.01mol/L KMnO₄至淡粉色(约3-5mL)
沸水浴:100℃±2℃,30min(便携仪内置加热块自动控温)
返滴定:剩余KMnO₄用0.01mol/L草酸钠还原,再用KMnO₄回滴至粉红
计算:CODMn(O₂,mg/L)=[(10+V₁)×10/V₂-10]×8×1000/100
(V₁:KMnO₄总耗量;V₂:水样体积)
四、与CODCr的"兄弟对比"
|项目|高锰酸盐指数|重铬酸钾COD|
氧化剂 KMnO₄ K₂Cr₂O₇
氧化力 较弱(60%理论值) 强(95%+)
适用 地表水、饮用水 废水、污水
时间 0.5h 2h
检出限 0.5mg/L 10mg/L
典型比值 CODMn/CODCr=0.2-0.8
五、常见"踩坑"与对策
终点模糊:棕色与粉红难辨
→ 用便携仪内置光电传感器,620nm自动判定,人眼误差<±5%
Cl⁻>300mg/L干扰:KMnO₄氧化Cl⁻,结果虚高
→ 加AgNO₃沉淀或稀释后测定
温度不足:95℃以下氧化率<80%
→ 便携式水质测定仪带温度锁定,<98℃自动报警延长加热
草酸钠分解:久置草酸钠被空气氧化
→ 每周新配,或改用标准Na₂C₂O₄固体现溶
六、便携式水质检测仪硬核配置
消解:100℃恒温块,6孔位,30min倒计时
光度:620nm LED,分辨率0.01mg/L
续航:74Wh锂电池,满电做20组
输出:USB+蓝牙,GPS定位+电子签名
合规:GB/T 11892-1989方法学验证,CMA资质认定可用
七、场景速配
河流断面:Ⅰ-Ⅱ类水2-4mg/L,便携水质监测仪30min现场出数,无需回实验室
水库预警:CODMn突增→预判藻类爆发前兆
饮用水厂:出厂水<2mg/L,与CODCr联合监控有机物稳定性
八、维护"懒人表"
|周期|动作|标准|
每次 清洗比色池,纯水冲洗 无棕色残留
每周 KMnO₄标定,系数0.950-1.010 偏差>2%重配
每月 光电校准,620nm滤光片 吸光度漂移<±0.005
每年 计量检定,出校准证书
九、总结
高锰酸盐指数用"紫变棕"的褪色速度,量出地表水的"温和污染度";便携式水质监测仪把沸水浴和光电眼装进手提箱,30分钟让Ⅰ-Ⅴ类水的氧化力现场可见——比CODCr快4倍,比实验室灵活100倍,是河流巡查、水库预警的"轻骑兵"。
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