指导书编制人:纪靓靓老师
溶解在水中的分子态氧成为溶解氧。天然水的溶解氧含量取决于水体与大气中氧的平衡。溶解氧的饱和含量和空气中氧的分压、大气压力、水温有密切关系。清洁地面水溶解氧一般接近饱和。由于藻类的生长,溶解氧可能过饱和。水体受有机、无机还原性物质的污染,使溶解氧降低。当大气中的氧来不及补充时,水中溶解氧逐渐降低,以至趋近于零,此时厌氧菌繁殖,水质恶化。废水中溶解氧的含量取决于废水排出前的工艺过程,一般含量较低,差异很大。
测定水中溶解氧常采用碘量法及其修正法和膜电极法。清洁水可直接采用碘量法测定,水样有色或含有氧化性及还原性物质、藻类、悬浮物等干扰测定。氧化性物质可使碘化物游离出碘,产生正干扰;某些还原性物质可把碘还原成碘化物,产生负干扰;有机物(如腐殖酸、丹宁酸、木质素等)可能被部分氧化,产生负干扰。所以大部分受污染的水和工业废水,需采用修正的碘量法或膜电极法测定。
水样中亚硝酸盐氮含量高于0.05 mg/L、二价铁低于1 mg/L时,采用叠氮化钠修正。此法适用于多数污水及生化处理出水;水样中二价铁高于1 mg/L,采用高锰酸钾修正;水样有色或有悬浮物,采用明矾絮凝修正法;含有活性污泥悬浊物的水样,采用硫酸铜-氨基磺酸絮凝修正法。膜电极法是根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中溶解氧。方法简便、快速,干扰少,可用于现场测定。
用碘量法测定水中溶解氧,水样常采集到溶解氧瓶中。采集水样时,要注意不使曝气或有气泡残存在采样瓶中。可用水样冲洗溶解氧瓶后,沿瓶壁直接倾注水样或用虹吸法将细管插入溶解氧瓶底部,注入水样至溢流出瓶容积的1/3~1/2左右。水样采集后,为防止溶解氧的变化,应立即加固定剂于样品中,并存于冷暗处,记录水温和大气压力。
一、实验目的
1. 学会水中溶解氧的固定方法;
2. 掌握用碘量法测定水中溶解氧的原理和方法。
二、实验原理
在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾溶液,水中溶解氧能迅速将二价锰氧化成四价锰的氢氧化物沉淀。加酸溶解沉淀后,碘离子被氧化析出与溶解氧相当的游离碘。以淀粉为指示剂,标准硫代硫酸钠溶液滴定,计算溶解氧含量。主要反应式如下:
MnSO4+2NaOH=Mn(OH)2 +Na2SO4
2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2
MnO(OH)2+2H2SO4+2KI=MnSO4+K2SO4+I2+3H2O
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
三、实验试剂
1. 浓硫酸(分析纯)。
2. 饱和硫酸锰溶液:称取480 gMnSO4·4H2O或400 g MnSO4·2H2O或350 gMnCl2·2H2O,溶于蒸馏水中,稀释至1L。
3. 碱性碘化钾溶液:称取500 g分析纯NaOH溶于400 mL蒸馏水中,称取150 g分析纯KI溶于约200 mL蒸馏水中,将上述两溶液合并加水稀释至1L,静置24 h,倒出上层清液备用[备注①]。
4. 0.5%淀粉溶液:取可溶性淀粉0.5 g溶于少量蒸馏水中,用玻璃棒调成糊状,加入100 mL蒸馏水,煮沸至透明,冷却后加入0.25 g水杨酸以防止腐败。如果此溶液与碘生成紫红色,表示淀粉有部分变质,应重新配制。
5. 碘化钾:分析纯。
6. K2CrO7:分析纯。
四、实验内容
1. 0.02500 mol/L K2CrO7标准溶液的配制(1/6 K2CrO7=0.02500 mol/L)
将K2CrO7固体放入180℃烘箱内干燥至恒重。取出,置于干燥器内冷却。准确称取0.3064 g K2CrO7溶于蒸馏水中,转移到250 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
2. 0.01 mol/L Na2S2O3溶液的配制
称取1.2~1.3g 分析纯Na2S2O3·5H2O溶于已煮沸放冷的蒸馏水中,稀释至500 mL。加入0.2 g Na2CO3,贮存于棕色瓶内以防分解。
3. 0.01 mol/L Na2S2O3溶液标定
于250 mL三角瓶内加入1 g碘化钾及50 mL蒸馏水,再加入10.00mL0.02500mol/L K2CrO7标准溶液,加入5 mL(1+5)H2SO4,摇匀。于暗处静置5 min后,用0.01 mol/LNa2S2O3溶液滴定至溶液变成黄色时,加入1 mL淀粉指示剂,继续滴加到蓝色刚好褪去为止,记下用量。重复滴定一次。
4. 采样
(1)取样时绝对不能使采取的水样与空气接触,取样时需用一根橡皮管或玻璃管,一端与水管相接,另一端通入碘量瓶底部,将水注满,并继续从瓶口溢流几分钟,然后迅速盖上玻璃塞。瓶口不能留有空气泡,否则另行取样。
(2)取水样后用移液管加入1 mL饱和硫酸锰溶液和2 mL碱性碘化钾溶液。必须注意将移液管尖端插入水面以下,不可使移液管中的空气注入瓶中。由于试剂重,沉入水底,此时从瓶口能排出少量水。
(3)立即将瓶塞盖好,此时应注意瓶中绝不可留有气泡(若有气泡则实验作废),然后将瓶子上下转动15次以上,使试剂与水样充分混合。
(4)静置溶液,直到生成的沉淀[Mn(OH)2及MnO(OH)2]降到玻璃瓶一半时,再次转动,使混合均匀[备注②]。
5. 分析
(1)将瓶再次静置,使沉淀又降至瓶的深度三分之一时,用移液管注入5 mL浓硫酸[备注③]。将瓶塞盖好,如前法混合均匀,此时沉淀溶解,并有游离I2析出,使溶液呈深黄色。
(2)用移液管吸取沉淀已完全溶解的水样100.00 mL,放入三角瓶中,用Na2S2O3标准溶液滴定,当溶液呈淡黄色时再加入1 mL淀粉[备注④],继续滴定直到溶液由蓝色刚变为无色,即为终点,记录用量。
6. 实验原始记录
表1 实验原始记录
| 锥形瓶编号 | 1 | 2 | |
| Na2S2O3的标定 | 滴定管终读数/ mL | ||
| 滴定管始读数/ mL | |||
| Na2S2O3溶液用量/ mL | |||
| 水样测定 | 取样体积/ mL | ||
| 滴定管终读数/ mL | |||
| 滴定管始读数/ mL | |||
| Na2S2O3溶液用量/ mL |
五、数据处理
1. Na2S2O3标准溶液浓度的计算
![]()
式中 C——Na2S2O3标准溶液浓度,mol/L;
0.02500——K2CrO7标准溶液浓度,mol/L;
10.00——K2CrO7标准溶液的体积,mL;
——滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积,mL。
2. 溶解氧计算
![]()
式中 C——Na2S2O3标准溶液浓度,mol/L;
V——滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积,mL;
V水——水样体积,mL。
8——氧的摩尔质量(1/2 O,g/mol)
3. 实验结果
表2 实验结果
| 锥形瓶编号 | 1 | 2 |
| Na2S2O3的浓度/(mol/L) | ||
| Na2S2O3平均浓度/(mol/L) | ||
| 相对标准偏差/% | ||
| 溶解氧/(mg/L) | ||
| 溶解氧平均值/(mg/L) | ||
| 相对标准偏差/% | ||
