水中的二价锰能与过硫酸铵反应生成红紫色锰酸，在波长525nm范围处测量吸光度，用工作曲线法来测定未知水样中锰的含量。在工作曲线的绘制基础上，经讲解了解水体中锰的来源及过硫酸铵比色法测定锰的原理，并根据国家环境水质检测的标准方法(过硫酸铵比色法)对现有的水样进行锰离子的测定，测定过程中严格遵守操作规范并做好数据的记录。

一、所用试剂和设备

1．试剂

(1) 2％的草酸。

(2)锰标准使用液：用标定好的0.1 NKMn认标准溶液，根据以下公式算出配置1L锰标准溶液时所需KMnO₄的体积。

取出上式计算出的体积的KMnO₄溶液，向其中加入2mL浓硫酸，再滴入2％草酸溶液，边滴边摇匀，直至桃红色完全褪色为止，冷却后将其稀释至1L。

(3)锰试剂：准确称取85g硝酸高汞(或75g硫酸高汞)，将其溶解于400mL浓硝酸和200mL蒸馏水中，再加入200mL85％磷酸和0.035g硝酸银，待溶液完全冷却后稀释至1L。

2．仪器

(1)分光光度计。

(2)分析天平：精度±0.001g。

(3)锥形瓶：150mL。

(4)移液管：1、2、5mL、50mL。

(5)比色皿：10mm。

(6)具塞比色管：50mL。

(7)洗耳球。

二、注意事项

(1)在合适的酸度条件下2价锰在被氧化为7价锰酸，在此过程中用硝酸溶液来调节酸度，合适的硝酸酸度约为0.3N，酸度不足，2价锰易被氧化为二氧化锰，酸度过高，可发生可逆反应，其中亚锰占有优势。

(2)采样时若是中性水样，锰会以可溶性形式存在，但放置后易氧化为高价的锰或吸附在容器壁上。因此要尽快测定。

(3)试剂不应含有锰，每次在配备锰试剂和过硫酸铵时应先进性空白测定。过硫酸铵用完后应该立即旋紧瓶盖，防止试剂吸湿或被污染，从而导致后续试验失败。

(4)水样中加入锰试剂煮沸后，要稍微冷却后再加入过硫酸铵，防止沸腾时的损失。

(5)水样加热煮沸时间不宜过长，否则水样蒸发过多，相对酸度会增加，会使部分7价锰还原为2价，造成红色降低。

[任务实施]

一、校准曲线的绘制

1．工作液的配制：用移液管一次移取铁标准使用液0、0.25、0.50、1.00、2.00、5.00ml分别置于6支150ml锥形瓶中，加入蒸馏水至50.0ml;

2．药剂的投加：向锥形瓶中加入5mL锰试剂后加热煮沸，稍微冷却后加入1g过硫酸铵固体，继续煮沸2分钟后冷却；

3．比色定量：将上述溶液倒入50mL比色管中，加蒸馏水稀释至刻度，以纯水为参比，在525nm处测量各管的吸光度并记录下来；

4．工作曲线的绘制：以锰离子浓度为横轴，吸光度为纵轴作6个标准点的标准曲线。

二、锰的测定

1．采样：取50mL水样于150mL锥形瓶中；

2．药剂的投加：向锥形瓶中加入5mL锰试剂后加热煮沸，稍微冷却后加入1g过硫酸铵固体，继续煮沸2分钟后冷却；

3．比色定量：将上述溶液倒入50mL比色管中，加蒸馏水稀释至刻度，以纯水为参比，在525nm处测量各管的吸光度并记录下来；

4．查询锰浓度：然后根据样品的吸光度在标准曲线中查得样品的锰离子浓度。

三、数据记录

在525nm处测量各标准溶液的吸光度并记录下来。

四、锰浓度的计算：

式中：m—校准曲线中查询的锰的含量，单位为毫克(mg) ;

V—水样的体积，单位为毫升(mL)。

[知识衔接]

一、水中的锰

锰为人体新陈代谢必不可少的微量元素，人体可以从植物性食品中摄取。地表水和地下水中的锰几乎和铁是伴生的，水体中含有锰对人体并没有太大的影响，对水质的影响主要是经氧化后会有很高的色度，锰主要产生的影响体现在以下几方面：

(1)含锰高的水在洗涤衣物和器皿时会使其上具有黄褐色斑点，同时水有铁腥味。

(2)在工业用水上影响产品质量。

(3)给水管管壁有铁、锰沉淀物，可使输水量降低，当水压或水流方向发生变化时，出水中会含有铁、锰的沉淀物，从而使水变为黄色或黑色。

(4)在净水中，会使过滤沙砾胀大，过滤后的水若有氧化锰存在，会造成余氯假色以及污浊离子交换树脂，使离子树脂的交换能力降低。我国饮用水卫生标准规定，含锰量需低于0.1mg/L。

二、方法原理

2价锰在适当的酸度和煮沸的条件下，并在银离子的催化作用下，可被过硫酸铵氧化为7价的锰酸，同时产生显色反应，生成红紫色，再进行比色定量。

2Mn(HCO₃)₂+4HNO₃→2MnNO₃+2CO₂+4H₂O

2Mn(NO₃)₂＋5(NH₄)₂S₂O₈+8H₂O→5(NH₄)₂SO₄+2HMnO₄+5H₂SO₄+4HNO₃

本方法在测定时加入了锰试剂，其成分为硝酸、磷酸、硝酸根和硝酸高汞。其中硝酸是为了调节溶液酸性，硝酸银是起催化作用，硝酸高汞是消除水样中氯化物的干扰，磷酸是防止锰在氧化时生成二氧化锰，磷酸浓度在0.1M以上时，可与高铁形成络合物，避免高铁的黄色影响比色。