Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6186:1996 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 8467:1993) quy định phương pháp xác định chỉ số pemanganat trong nước. Đây là một chỉ tiêu hóa lý quan trọng nhằm đánh giá gián tiếp mức độ ô nhiễm các chất hữu cơ và các chất khử vô cơ có trong nguồn nước. Dưới đây là tóm tắt chi tiết nội dung phần mở đầu và các điều khoản đầu tiên (từ Điều 1 đến Điều 4) của tiêu chuẩn này.

- Điều 1: Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn

• Đối tượng áp dụng: Phương pháp này được thiết kế đặc biệt để xác định chỉ số pemanganat đối với các loại nước có nồng độ ion clorua (Cl-) nhỏ hơn 300 mg/l. Các nguồn nước phù hợp bao gồm nước uống, nước cấp sinh hoạt, nước nguồn tự nhiên, nước mặt và nước dưới đất.
• Giới hạn nồng độ tối ưu: Phương pháp cho kết quả chính xác nhất khi chỉ số pemanganat nằm trong khoảng từ 0,5 mg/l đến 10 mg/l (tính theo hàm lượng oxy O2).
• Xử lý mẫu nồng độ cao: Đối với các mẫu nước có chỉ số pemanganat vượt quá 10 mg/l, quy trình bắt buộc phải tiến hành pha loãng mẫu bằng nước cất không chứa chất hữu cơ trước khi thực hiện phép thử.
• Trường hợp không áp dụng: Tiêu chuẩn này không khuyến khích áp dụng cho các loại nước thải sinh hoạt hoặc nước thải công nghiệp có mức độ ô nhiễm hữu cơ quá cao. Đối với các loại nước thải này, phương pháp xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) bằng kali dicromat sẽ mang lại kết quả chính xác và phản ánh đúng bản chất hơn.

- Điều 2: Tiêu chuẩn trích dẫn liên quan

Để đảm bảo tính chính xác và đồng bộ trong quá trình thực nghiệm, tiêu chuẩn này yêu cầu áp dụng kết hợp với các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế sau đây:

• TCVN 4851-89 (ISO 3696): Tiêu chuẩn quy định về nước dùng cho phòng thí nghiệm phân tích, đảm bảo chất lượng nước cất sử dụng trong pha chế hóa chất và pha loãng mẫu đạt chuẩn tinh khiết.
• TCVN 5992-1995 (ISO 5667-2): Chất lượng nước - Hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu nước.
• TCVN 5993-1995 (ISO 5667-3): Chất lượng nước - Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu nước sau khi lấy để tránh làm thay đổi tính chất hóa học của mẫu trước khi phân tích.

- Điều 3: Định nghĩa về chỉ số Pemanganat

• Định nghĩa khoa học: Chỉ số pemanganat (Permanganate index) là nồng độ khối lượng của oxy tương đương với lượng ion pemanganat (MnO4-) bị tiêu hao khi mẫu nước được xử lý bằng chất oxy hóa mạnh này trong các điều kiện nhiệt độ và thời gian quy định nghiêm ngặt của tiêu chuẩn.
• Đơn vị biểu thị: Kết quả phân tích được tính toán và biểu thị bằng đơn vị miligam oxy trên lít (mg/l O2).
• Bản chất hóa học: Chỉ số này phản ánh lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy và một số chất vô cơ có tính khử mạnh tồn tại trong nước như sắt (II), nitrit (NO2-), sunfua (S2-).

- Điều 4: Nguyên tắc của phương pháp xác định

Quy trình xác định chỉ số pemanganat dựa trên nguyên tắc phản ứng oxy hóa khử trong môi trường axit mạnh ở nhiệt độ cao, trải qua các bước cụ thể sau:

• Quá trình oxy hóa mẫu: Mẫu nước được thêm một lượng chính xác dung dịch kali pemanganat (KMnO4) và axit sunfuric (H2SO4) làm môi trường. Hỗn hợp này được đun nóng trong nồi cách thủy đang sôi trong thời gian chính xác là 10 phút (sai số cho phép cực nhỏ). Trong điều kiện này, các chất khử trong nước sẽ bị oxy hóa bởi ion pemanganat.
• Khử lượng dư pemanganat: Ngay sau khi kết thúc thời gian đun sôi, một lượng dư dung dịch natri oxalat (Na2C2O4) hoặc axit oxalic (H2C2O4) có nồng độ tương đương được thêm vào để khử hoàn toàn lượng kali pemanganat còn dư sau phản ứng oxy hóa.
• Chuẩn độ ngược: Lượng natri oxalat dư còn lại sau phản ứng khử tiếp tục được chuẩn độ bằng dung dịch kali pemanganat tiêu chuẩn ở nhiệt độ khoảng 60°C đến 80°C cho đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng nhạt bền vững trong ít nhất 30 giây.
• Tính toán kết quả: Hiệu số giữa tổng lượng kali pemanganat đã thêm vào và lượng tương đương với natri oxalat còn dư chính là lượng kali pemanganat đã tiêu hao để oxy hóa các chất trong mẫu nước. Từ đó, quy đổi ra chỉ số pemanganat tương ứng với lượng oxy tiêu thụ.