一种定量检测高锰酸钾的方法技术

本发明专利技术系一种定量检测KMnO

【技术实现步骤摘要】
一种定量检测高锰酸钾的方法
本专利技术涉及一种分析检测方法，具体地说是建立“HCHO-NaHSO3-Na2SO3”为底物的pH时钟体系，根据该体系对于不同浓度的KMnO4的响应不同即诱导时间的不同实现对于高锰酸钾（KMnO4）的定量分析方法，属于分析化学领域。
技术介绍
KMnO4是最强的氧化剂之一，由于其具有强氧化性在工业和实验室中都有很广泛的应用。在化学品生产中，广泛用作氧化剂，如用作制糖精、维生素C、异烟肼及安息香酸的氧化剂；医药中用作防腐剂、消毒剂、除臭剂及解毒剂；在水质净化及废水处理中，作水处理剂，以氧化硫化氢、酚、铁、锰和有机、无机等多种污染物，控制臭味和脱色。还用作漂白剂、吸附剂、着色剂及消毒剂等。在实验室，KMnO4因其强氧化性和溶液颜色鲜艳而被用于物质的鉴定，酸性KMnO4溶液是氧化还原滴定的重要试剂。目前对于KMnO4的检测最常用的方法包括草酸钠法和碘量法。但这两种方法都为化学滴定法，存在的误差较大，因此寻找一种检测效果好且操作简便快速的检测分析方法就显得十分必要。
技术实现思路
本专利技术旨在为KMnO4提供一种新的定量检测方法，即以“HCHO-NaHSO3-Na2SO3”pH时钟体系为检测溶液对KMnO4进行定量检测的方法，本方法是基于该pH时钟体系对KMnO4的敏感响应而开发的一种标准曲线（工作曲线）法。具体地说，应用“HCHO-NaHSO3-Na2SO3”pH时钟反应体系作为检测溶液，记录pH随时间变化的图谱；当pH时钟反应开始时，分别将系列不同浓度的KMnO4待检测样品溶液等体积加入到pH时钟体系中，根据待检测溶液在pH时钟体系中的浓度不同时，体系所产生的诱导时间的不同，实现对于待检测样品的定量检测。根据KMnO4在pH时钟体系中的浓度和诱导时间的关系建立工作曲线；其中横坐标是KMnO4在pH时钟体系中的浓度，纵坐标是诱导时间t，当体系中KMnO4浓度在3.0×10-5mol/L到4.5×10-4mol/L之间时，诱导时间t与KMnO4的浓度成一次线性关系，据此可以实现对试样中KMnO4的定量检测。本定量检测方法与现有技术的区别在于，本专利技术应用“HCHO-NaHSO3-Na2SO3”pH时钟体系作为检测溶液，以及该体系对于不同浓度的KMnO4的响应不同即诱导时间的不同，实现对于KMnO4的定量分析。KMnO4在检测溶液（pH时钟体系）中的被检测的浓度范围为3.0×10-5-4.5×10-4mol/L。KMnO4在检测溶液（pH时钟体系）中被检测时，pH时钟体系温度被控制在14-18℃范围内任意一个特定的温度。利用上述pH时钟体系，KMnO4可被检测的浓度范围是经实验确定的最优浓度范围。在该浓度范围内，诱导时间对KMnO4浓度变化有很好的响应，线性相关系数大。另外，检测溶液（pH时钟体系）中各组分的浓度范围如表1所示，经过多次实验得到的检测溶液（pH时钟体系）的最佳浓度如表2所示：表1：pH时钟体系中各组分的浓度HCHO(mol/L)NaHSO3(mol/L)Na2SO3(mol/L)0.05-0.120.04-0.0650.004-0.0065表2：pH时钟体系中各组分的最佳浓度HCHO(mol/L)NaHSO3(mol/L)Na2SO3(mol/L)0.0510.04950.00495具体实验步骤如下：1、按表1规定的浓度范围配制40mL检测溶液（pH时钟体系），其温度被控制在14-18℃之间的某一特定的温度值保持不变；将准备好的工作电极（pH复合电极，雷磁，E-331）插入溶液中，工作电极的另一端通过电位/温度/pH综合测试仪（嘉兴迪生电子科技有限公司，ZHFX-595）连接至电脑，打开电脑中化学信号采集分析程序对采集时间和取样速度进行设置后，迅速点击开始键对溶液进行pH监测。计算机记录所采集的pH随时间变化的曲线，即pH时钟图谱。当需要检测物质的时候，在pH时钟体系反应开始的同时迅速加入待检测物，按相同的方式记录pH随时间变化的pH时钟图谱。pH时钟图谱的基本参数包括：诱导时间：从pH时钟体系反应开始到pH突跃所需的时间。pH突跃范围：pH突跃开始对应的pH到pH突跃结束对应的pH。2、建立检测溶液中KMnO4浓度与pH诱导时间之间关系的工作曲线用蒸馏水为溶剂配制浓度为0.03mol/L到0.45mol/L的KMnO4溶液作为样本溶液，在pH时钟体系反应开始的同时，分别用移液枪向40mL的pH时钟体系中加入40μL所述系列不同浓度的样品溶液,使得体系中KMnO4浓度为3.0×10-5mol/L到4.5×10-4mol/L之间；pH时钟体系响应的变化量为诱导时间，记为t；当体系中的KMnO4浓度不同时，pH时钟体系诱导时间t也不同；以体系中KMnO4浓度为横坐标，以t为纵坐标作图；当体系中KMnO4浓度在3.0×10-5mol/L到4.5×10-4mol/L之间时，pH时钟体系诱导时间t与KMnO4的浓度成一次线性关系，得到工作曲线。3、对KMnO4的定量检测将某浓度未知的待测试样在pH时钟体系反应开始时加入到检测溶液pH时钟体系中，可以测出对应的pH时钟体系的诱导时间（t），根据工作曲线上t与浓度之间的对应关系，可求得检测体系中KMnO4的浓度，进而计算出待测试样中KMnO4的浓度。附图说明图1是实施例1中，未加入待检测样品时，检测溶液（pH时钟体系）pH值随时间变化的图谱。图2是实施例1中，加入9.7×10-5mol/LKMnO4后，检测溶液（pH时钟体系）pH值随时间变化的图谱。图3是实施例1中，加入1.6×10-4mol/LKMnO4后，检测溶液（pH时钟体系）pH值随时间变化的图谱。图4是实施例1中，pH诱导时间t与KMnO4浓度之间的工作曲线。图5是实施例2中，未加入待检测样品时，检测溶液（pH时钟体系）pH值随时间变化的图谱。图6是实施例2中，加入2.9×10-4mol/LKMnO4后，检测溶液（pH时钟体系）pH值随时间变化的图谱。图7是实施例2中，加入2.3×10-4mol/LKMnO4后，检测溶液（pH时钟体系）pH值随时间变化的图谱。图8是实施例2中，pH诱导时间t与KMnO4浓度之间的工作曲线。图9是实施例3中，未加入待检测样品时，检测溶液（pH时钟体系）pH值随时间变化的图谱。图10是实施例3中，加入4.1×10-4mol/LKMnO4后，检测溶液（pH时钟体系）pH值随时间变化的图谱。图11是实施例3中，加入3.8×10-4mol/LKMnO4后，检测溶液（pH时钟体系）pH值随时间变化的图谱。图12是实施例3中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种KMnO

【技术特征摘要】
1.一种KMnO4的定量检测方法，其特征在于：
以蒸馏水为溶剂，配制待检测样品的溶液；
应用“HCHO-NaHSO3-Na2SO3”pH时钟反应体系作为检测溶液，记录pH随时间变化的图谱；pH时钟体系温度被控制在14-18℃范围内任意一个特定的温度下，当pH时钟反应开始时，分别将系列不同浓度的待检测样品溶液等体积加入到pH时钟体系中，根据待检测溶液在pH时钟体系中的浓度不同时，体系所产生的诱导时间的不同，实现对于待检测样品的定量检测；
检测溶液中各组分的摩尔浓度范围为：HCHO0.05-0.12mol/L、NaHSO30.04-0.065mol/L、Na2SO30.004-0.0065mol/L；
所述待检测样品为KMnO4溶液。


2.根据权利要求1所述的定量检测方法，其特征在于：根据待检测溶液在pH时钟体系中的浓度和诱导时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡刚，周彦珂，陈卓，张兰兰，沈效峰，胡林，宋继梅，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34