測定水中溶解氧的方法探究

車光蘭

[摘 要]本文分析了水中溶解氧測定的原理及具體步驟。

[關(guān)鍵詞]測定方法；溶解氧；實驗操作

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.02.035

溶解在水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧。天然水的溶解氧含量取決于水體與大氣中氧的平衡。溶解氧的飽和和含量和空氣中氧的分壓、大氣壓力、水溫有密切關(guān)系。清潔地面水溶解氧一般接近飽和。

在無機物定量分析實驗中，我們經(jīng)常用間接碘量法及其修正法和膜電極法測定水中溶解氧的含量，清潔水可直接采用碘量法測定。而常量滴定法在測定水中溶解氧含量時，一般要求在實驗室完成，并且需要的儀器較多，如滴定管、滴定臺、移液管等，對校外調(diào)查很不方便。鑒于在生產(chǎn)管理中，要求迅速地測出含氧結(jié)果以便于指導實際生產(chǎn)，筆者經(jīng)多年教學和實驗，總結(jié)出更簡易的測氧方法，此法在測定時，使用的儀器少，可快速簡便的滿足生產(chǎn)上的要求。此法用于清潔水，準確度很高，但用于污水檢測則有嚴重干擾。例如：NO-2，F(xiàn)e+3及許多氧化劑可使測定結(jié)果偏高。至于正常企業(yè)用水，干擾不嚴重，現(xiàn)將此法介紹如下：

1 原 理

水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中溶解氧將低價錳氧化成高價錳，生成四價的氫氧化物棕色沉淀。加酸后，氫氧化物沉淀溶解形成可溶性四價錳Mn（S04）2，Mn（S04）2與碘離子反應釋放出與溶解氧量相當?shù)挠坞x碘，以淀粉作指示劑，用硫代硫酸鈉滴定釋放出的碘，可計算出水中溶解氧的含量。

2 試 劑

（1）濃硫酸0.5%淀粉：市售。

（2）硫酸錳溶液：稱取480g硫酸錳（MnSO4·4H2O）溶于水，用水稀釋到1000ml。此溶液加到酸化過的碘酸鉀溶液中，遇淀粉不得變藍色。

（3）堿性碘化鉀溶液：稱取500 g氫氧化鈉溶解于300～400ml水中，另稱取150 g碘化鉀（或135gNaI）溶于200ml水中，待氫氧化鈉溶液冷卻后，將兩溶液合并，混勻，用水稀釋至1000ml。如有沉淀，則放置過夜后，傾出上清液，貯于棕色瓶中。用橡皮塞塞緊，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉應不呈藍色。

（4）1%（m/V）淀粉溶液：稱取1g可溶性淀粉，用少量水調(diào)成糊狀，再用剛煮沸的水沖稀至100ml。冷卻后，加入0.1g水楊酸或0.4g氯化鋅防腐。

（5）0.02500mol（1/6K2Cr2O7）重鉻酸鉀標準溶液：稱取于105℃～110℃烘干2h并冷卻的重鉻酸鉀1.2258g，溶于水，移入1000ml容量瓶中，用水稀釋至標線，搖勻。

（6）0.02N硫代硫酸鈉標準溶液：稱取6.2g硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O）溶于煮沸放冷的水中，加0.2g碳酸鈉，用水稀釋至1000m1。貯于棕色瓶中，使用前用0.02501mol/L重鉻酸鉀標準溶液標定，標定方法如下：于250ml碘量瓶中，加入100ml水和1g碘化鉀、10.00ml 0.02500mol/L重鉻酸鉀標準溶液、5ml硫酸溶液密塞，搖勻。于暗處靜置5min后，用待標定的硫代硫酸鈉溶液滴定至溶液呈淡黃色，加入1ml淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍色剛好褪去為止，記錄用量。

3 儀 器

（1）直滴管2支（其中一支用于取水樣時調(diào)整液面）；

（2）水樣瓶250毫升具有磨合塞細口瓶若干個；

（3）量筒（50ml）1個；

（4）錐形瓶2個（帶有50毫升刻度）；

（5）滴瓶4個（裝試劑用）。

4 具體操作步驟

（1）取樣：用虹吸法取250毫升水樣。

（2）溶解氧的固定：當場立即加1滴管（約18滴）硫酸錳，1滴管（約18滴）堿性碘化鉀，（滴管勿混）蓋蓋（注意瓶中不可有氣泡），上下顛倒搖晃一分鐘，靜止。一般在取樣現(xiàn)場固定。

（3）酸化：待沉淀下降至中部后，用滴管吸取1滴管濃硫酸迅速滴入水樣瓶中，立即蓋蓋搖勻，使沉淀溶解。

（4）滴定：用量筒（或用帶有50毫升刻度的錐形瓶）取酸化后的水樣50毫升置于錐形瓶中，用滴管吸取硫代硫酸鈉溶液（滴管需用硫代硫酸鈉溶液潤洗），一滴一滴滴入錐形瓶中，滴定時用一只手控制滴管，將滴管下端插入錐形瓶中2～3cm；另一只手握錐形瓶，邊滴定邊搖晃，滴定到溶液呈淡黃色時，加0.5%淀粉8～10滴，此時溶液呈藍色，然后繼續(xù)用硫代硫酸鈉滴定，接近終點時，滴定速度要慢，滴定至藍色剛剛消失為止，記錄前后兩次滴入硫代硫酸鈉的滴數(shù)，設(shè)n滴。

（5）計算方法：滴數(shù)（n滴）×系數(shù)（即每升水中所含溶解氧的毫克數(shù)）。

5 系數(shù)的由來

式中：V樣—— 取酸化水樣的體積（毫升）；

N——硫代硫酸鈉的量濃度，其準確度需要標定后代入公式計算；

V——滴定時消耗硫代硫酸鈉的體積。

在用直滴管滴定時，要進行校正，校正的方法用量筒校正，判斷1毫升是多少滴，即算出1滴相當于多少毫升。

假設(shè)：NNa2S2O3=0.02017

V水樣=50毫升

校正后的直滴管1毫升是18滴，1滴相當于0.056毫升。

即：O2（毫克/升）=0.02017×0.056×滴×8×1000/50=0.18×N滴

即系數(shù)是0.18。

在測定時，系數(shù)是一個變量，與所取酸化后水樣的體積（V水樣）、Na2S2O3的當量濃度及滴管的滴數(shù)相當于多少毫升有關(guān)。在滴管不變及水樣體積相同時，系數(shù)隨Na2S2O3的當量濃度變化而變化。當一瓶Na2S2O3隨著濃度標定后，濃度在一定時間內(nèi)可以近似地看成一個定值，其變化對滴定結(jié)果影響不大。但如果重新配制試劑，濃度變化很大及時間較長時，必須重新標定Na2S2O3的濃度，重新計算出系數(shù)值。

每次在計算溶解氧含量時，只用系數(shù)乘以滴數(shù)（即每升水中溶解氧的毫克數(shù)）。

設(shè)前后兩次滴入23滴Na2S2O3溶液，則此水中溶解氧的含量是0.18×23=4.1mg/L。

6 注意事項

（1）采集水樣時，要注意不使水樣曝氣或有氣泡存在采樣瓶中?？捎盟畼記_洗溶解氧瓶后，沿瓶壁直接傾注水樣或用虹吸法將細管插入溶解氧瓶底部，注入水樣至溢流出瓶容積的1/3～1/2。水樣采集后，為防止溶解氧的變化，應立即加固定劑于樣品中，并存于冷暗處，同時記錄水溫和大氣壓力。

（2）采水樣時，最好用采水器采水樣并外溢2～3個體積，在沒有采水器時，也可以用水樣瓶從池中直接灌取，但要注意水層并避開特定環(huán)境。直接灌水會給結(jié)果帶來誤差，但誤差不大，一般用來指導生產(chǎn)。

（3）硫酸錳，堿性碘化鉀也可用滴瓶保存，但在用滴瓶滴管加藥時，最好對滴管體積進行校正。

（4）由于加入的硫酸錳，堿性碘化鉀及濃硫酸都是過量的，因此可以離開界面一次迅速加入1滴管（假設(shè)1滴管相當于1毫升，否則需對滴管進行校正）。

（5）以上介紹是取250毫升水樣時，加固定藥1毫升，當取樣的體積發(fā)生變化時，可按比例加減各種試劑。

（6）以上操作是對所有量器都進行了標準校正，其測定結(jié)果準確。筆者做了一些比較，如某企業(yè)用水中溶解氧用常量法進行測定，分析結(jié)果是9.12mgO2/L，經(jīng)簡化后測定分析結(jié)果是9.32mgO2/L，相對誤差為0.20mg/L，也在常量測定中的允許范圍之內(nèi)（0.1～0.2mg/L允許范圍），可以指導生產(chǎn)。