氫氧化錳制取方法

本物質(zhì)有兩種:Mn(OH)2和Mn(OH)3

化合屬性:一個分子含有2個共價鍵，2個離子鍵

化合物類型:離子化合物

酸堿屬性:中強堿

為錳的+2價氧化物對應水化物

形狀顏色:白色到淺桃紅色結晶，六方晶體

密度:3.258g/cm3

熱穩(wěn)定性:加熱到140℃分解

溶解性:溶于酸和銨鹽，不溶于水和堿

制取:由可溶性錳鹽與氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水(一水合氨)反應制得。用軟錳礦粉的漿料，與二氧化硫氣體接觸，再與石灰乳反應也可制得

用處:用作陶瓷顏料，制造其他錳化合物，油漆催干劑以及用于鋅電解車間含有機酸廢水的處理。

與酸反應:Mn(OH)?+ 2HCl ==== MnCl?+ 2H?O

在空氣中極易與氧氣反應，生成棕色的偏氫氧化錳 沉淀:

2Mn(OH)?+ O?====2MnO(OH)2

(GB7489-87)(Iodometric)

碘量法(等效于國際標準ISO

5813-1983)是測定水中溶解氧的基準方法，使用化學檢測方法，測量準確度高，是最早用于檢測溶解氧的方法。其原理是在水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，生成氫氧化錳沉淀。此時氫氧化錳性質(zhì)極不穩(wěn)定，迅速與水中溶解氧化合生成錳酸錳:

4MnSO4+8NaOH = 4Mn(OH)2↓+4Na2SO4 ⑴

2Mn(OH)2+O2 = 2H2MnO3↓ ⑵

2H2MnO3+2Mn(OH)3 = 2MnMnO3↓+4H2O ⑶

加入濃硫酸使已化合的溶解氧(以MnMnO3的形式存在)與溶液中所加入的碘化鉀發(fā)生反應而析出碘:

4KI+2H2SO4 = 4HI+2K2SO4 ⑷

2MnMnO3+4H2SO4+HI = 4MnSO4+2I2+6H2O ⑸

再以淀粉作指示劑，用硫代硫酸鈉滴定釋放出的碘，來計算溶解氧的含量[3]，化學方程式為:

2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+4NaI ⑹

設V為Na2S2O3溶液的用量(mL)，M為Na2S2O3的濃度(mol/L)，a為滴定時所取水樣體積(mL)，DO可按下式計算[2]:

DO(mol/L)= ⑺

在沒有干擾的情況下，此方法適用于各種溶解氧濃度大于0.2mg/L和小于氧的飽和度兩倍(約20mg/L)的水樣。當水中可能含有亞硝酸鹽、鐵離子、游離氯時，可能會對測定產(chǎn)生干擾，此時應采用碘量法的修正法。具體作法是在加硫酸錳和堿性碘化鉀溶液固定水樣的時候，加入NaN3溶液，或配成堿性碘化鉀-疊氮化鈉溶液加于水樣中，F(xiàn)e3+較高時，加入KF絡合掩敝。碘量法適用于水源水，地面水等清潔水。碘量法是一種傳統(tǒng)的溶解氧測量方法，測量準確度高且準確性好，其測量不確定度為0.19mg/L[4]。但該法是一種純化學檢測方法，耗時長，程序繁瑣，無法滿足在線測量的要求[5]。同時易氧化的有機物，如丹寧酸、腐植酸和木質(zhì)素等會對測定產(chǎn)生干擾?？裳趸牧虻幕衔铮缌蚧锪螂澹踩缤子谙难醯暮粑到y(tǒng)那樣產(chǎn)生干擾。當含有這類物質(zhì)時，宜采用電化學探頭法[6]，包括下面將要介紹的電流測定法以及電導測定法等。

(Clark溶氧電極)

當需要測量受污染的地面水和工業(yè)廢水時必須用修正的碘量法或電流測定法。電流測定法根據(jù)分子氧透過薄膜的擴散速率來測定水中溶解氧(DO)的含量。溶氧電極的薄膜只能透過氣體，透過氣體中的氧氣擴散到電解液中，立即在陰極(正極)上發(fā)生還原反應:

O2+2H2O+4e à 4OH- ⑻

在陽極(負極)，如銀-氯化銀電極上發(fā)生氧化反應:

4Ag+4Cl- à 4AgCl+4e ⑼

⑻式和⑼式產(chǎn)生的電流與氧氣的濃度成正比，通過測定此電流就可以得到溶解氧(DO)的濃度。

電流測定法的測量速度比碘量法要快，操作簡便，干擾少(不受水樣色度、濁度及化學滴定法中干擾物質(zhì)的影響)，而且能夠現(xiàn)場自動連續(xù)檢測，但是由于它的透氧膜和電極比較容易老化，當水樣中含藻類、硫化物、碳酸鹽、油類等物質(zhì)時，會使透氧膜堵塞或損壞，需要注意保護和及時更換，又由于它是依靠電極本身在氧的作用下發(fā)生氧化還原反應來測定氧濃度的特性，測定過程中需要消耗氧氣，所以在測量過程中樣品要不停地攪拌，一般速度要求至少為0.3m/s，且需要定期更換電解液，致使它的測量精度和響應時間都受到擴散因素的限制。市場上的儀器大多都是屬于Clark電極類型，每隔一段時間要活化，透氧膜也要經(jīng)常更換。張葭冬[7]對膜電極的精密度作了研究，用膜電極法測量溶解氧的標準偏差為0.41mg/L，變異系數(shù)5.37%，碘量法測量溶解氧的標準偏差為0.3mg/L，變異系數(shù)為4.81%。同碘量法做對比實驗時，每個樣品測定值絕對誤差小于0.21mg/L，相對誤差不超過2.77%，兩種方法相對誤差在-2.52%~2.77%之間。代表產(chǎn)品有美國YSI公司的系列便攜式溶解氧測量儀，如YSI58型溶解氧測量儀，該儀器可高質(zhì)量地完成實驗室和野外環(huán)境的測試工件，操作簡便攜帶方便。測量范圍為0~20mg/L，精度為±0.03mg/L。

熒光猝滅法的測定是基于氧分子對熒光物質(zhì)的猝滅效應原理，根據(jù)試樣溶液所發(fā)生的熒光的強度來測定試樣溶液中熒光物質(zhì)的含量。通過利用光纖傳感器來實現(xiàn)光信號的傳輸，由于光纖傳感器具有體積小、重量輕、電絕緣性好、無電火花、安全、抗電磁干擾、靈敏度高、便于利用現(xiàn)有光通信技術組成遙測網(wǎng)絡等優(yōu)點，對傳統(tǒng)的傳感器能起到擴展、提高的作用，在很多情況下能完成傳統(tǒng)的傳感器很難甚至不能完成的任務，因此非常適合于熒光的傳輸與檢測。從80年代初起，人們已開始了探索應用于氧探頭的熒光指示劑的工作。早期曾采用四烷基氨基乙烯為化學發(fā)光劑，但由于其在應用中對氧氣的響應在12小時內(nèi)逐漸衰減而很快被淘汰。芘、芘丁酸、氟蒽等是一類很好的氧指示劑〔8〕，如1984年Wolfbeis等報告了一種對氧氣快速響應的熒光傳感器，就是以芘丁酸為指示劑，固定于多孔玻璃。這種傳感器的優(yōu)點是響應速度快(可低于50ms)，并有很好的穩(wěn)定性。1989年，Philip等〔9〕將香豆素1、香豆素103、香豆素153三種熒光指示劑分別固定于有機高聚物XAD-4、XAD-8及硅膠三種支持基體中進行實驗。從靈敏度、發(fā)射強度和穩(wěn)定性幾個方面進行比較，得出了香豆素102固定于XAD-4支持基體中是作為一種靈敏可逆的光纖氧傳感器的中介的最佳選擇的結論。使用這種熒光指示劑的光纖氧傳感器的應用范圍相當廣泛。

后來過渡金屬(Ru、Os、Re、Rh和Ir)的有機化合物以其特殊的性能受到關注，對光和熱以及強酸強堿或有機溶劑等都非常穩(wěn)定。一般選用金屬釕鉻合物作為熒光指示劑即分子探針。金屬釕鉻合物的熒光強度與氧分壓存在一一對應的關系，激發(fā)態(tài)壽命長，不耗氧，自身的化學成份很穩(wěn)定，在水中基本不溶解。釕鉻合物的基態(tài)至激發(fā)態(tài)的金屬配體電荷轉(zhuǎn)移(MLCT)過程中，激發(fā)態(tài)的性質(zhì)與配體結構有密切關系，通常隨著配體共軛體系的增大，熒光強度增強，熒光壽命增大，例如在熒光指示劑中把苯基插入到釕的配位空軌道上，從而增強絡合物的剛性，在這樣的剛性結構介質(zhì)中，釕的熒光壽命延長，而氧分子與釕絡合物分子之間的碰撞猝滅機率提高，從而可增強氧傳感膜對氧的靈敏度。在研究中，釕化合物的配體一般局限于2,2'-聯(lián)吡啶、1,10-鄰菲洛啉及其衍生物。Brian[10]在實驗中比較了在不同pH值介質(zhì)條件下制得的Ru(bpy)2+3與Ru(ph2phen)2+3兩種不同涂料的傳感器性能，結果顯示在pH=7時Ru(ph2phen)2+3顯示了更高的靈敏度。為延長敏感膜在水溶液中的工作壽命，較長時間保持其靈敏性，呂太平〔11〕等合成Ru(Ⅱ)與4,7-二苯基-1,10-鄰菲洛啉的親脂性衍生物生成的新的熒光試劑配合物Ru(I)[4,7-雙(4'-丙苯基)-1,10-鄰菲洛啉]2(ClO4)2和Ru(Ⅱ)[4,7-雙(4'-庚苯基)-1,10-鄰菲洛啉]3(ClO4)2。Kerry[12]等合成Ru(Ⅱ)[5-丙烯酰胺基-1,10-鄰菲洛啉]3(ClO4)2。實驗均發(fā)現(xiàn)隨著配體碳鏈的增長，熒光試劑的憎水性增大，流失現(xiàn)象減少，可延長膜的使用壽命。Ignacy[13]等研究還發(fā)現(xiàn)極化后的[Ru(dpp)3Cl2]氧傳感膜對氧具有更高的靈敏度。吸附在硅膠60上的釕(Ⅱ)絡合物在藍光的激發(fā)下發(fā)出既強烈又穩(wěn)定的粉紅色熒光，該熒光可以有效地被分子氧淬滅。

其檢測原理是根據(jù)Stern-Vlomer的猝滅方程[14]:F0/F=1+Ksv[Q]，其中F0為無氧水的熒光強度，F(xiàn)為待檢測水樣的熒光強度，Ksv為方程常數(shù)，[Q]為溶解氧濃度，根據(jù)實際測得的熒光強度F0、F及已知的Ksv，可計算出溶解氧的濃度[Q]。

實驗證明這種檢測方法克服了碘量法和電流測定法的不足，具有很好的光化學穩(wěn)定性、重現(xiàn)性，無延遲，精度高，壽命長，可對水中溶解氧進行實時在線監(jiān)測。其測量范圍一般為0~20mg/L，精度一般≤1%，響應時間≤60s。

電導測定法:用導電的金屬鉈或其他化合物與水中溶解氧(DO)反應生成能導電的鉈離子。通過測定水樣中電導率的增量，就能求得溶解氧(DO)的濃度。實驗表明，每增加0.035S/cm的電導率相當于1mg/L的溶解氧(DO)。此方法是測定溶解氧(DO)最靈敏的方法之一，可連續(xù)監(jiān)測。

陽極溶出伏安法:同樣利用金屬鉈與溶解氧(DO)定量反應生成亞鉈離子:

4Tl+O2+2H2Oà4Tl++4OH- ⑽

然后用溶出法測定Tl+離子的濃度，從而間接求得溶解氧(DO)的濃度。使用該方法取樣量少，靈敏度高，而且受溫度影響不大。

固相法:錳化合物(如二氧化錳、氫氧化錳及碳酸錳)與鋰鹽(如硝酸鋰、碳酸鋰及硫酸鋰)為原料,用硼酸鹽做助溶劑,經(jīng)混合、煅燒、水洗、干燥得結構式為LiMnO 2 的樣品。煅燒在300~500℃,干燥在100℃下進行。加入硼酸鹽助劑,可降低煅燒溫度,同時保證了預定晶相的生成。