实验五 碘量法测溶解氧

实验五：碘量法测溶解氧,刘静萱,内容,溶解氧的定义溶解氧影响因素及监测目的国家标准中的溶解氧碘量法测溶解氧原理及计算方法采样及实验步骤注意事项及问题分析,溶解氧的定义和影响因素,定义：溶解氧（DissolvedOxygen，简称DO）溶解于水中的分子态的氧被称为溶解氧影响因素：影响溶解氧的饱和含量的因素：空气中氧的分压,大气压力,水温和盐度。影响溶解氧含量的因素：水体受有机，无机还原物污染的程度，以及水体中存在的微生物及藻类。,溶解氧监测的目的,目的：通过测定DO判断水体受污染的程度，自净能力的强弱。活性污泥处理系统的重要控制指标。为BOD5测量打下基础。思考题：1.溶解氧含量以及饱和溶解氧含量2.溶解氧含量低的意义,影响溶解氧含量的因素,盐度对饱和溶解氧的影响,国家标准中的溶解氧,地表水水质：,表达方式：1.直接用浓度表达：mg/L或ppm2.饱和溶解氧含量的百分比,溶解氧含量的测定方法,碘量法（GB7489-87）电化学探头法（GB11913-89）其他,两种方法的比较,传统碘量法最为准确精密，但需消耗化学试剂，步骤费时。采样要求高，需现场固定，保存条件严格。干扰物质影响多，易氧化的有机物如丹宁酸、腐植酸和木质素等会对测定产生干扰，可氧化的硫的化合物如硫化物、硫脲也如同易于消耗氧的呼吸系统那样产生干扰，如亚硝酸盐浓度不高于15mg/L时就不会产生干扰，因为它们会被加入的叠氮化钠破坏掉，如存在氧化物质或还原物质，则需预处理，采用修正后的碘量法。,电化学探头法是现在最常用的方法，具有操作简单，快捷高效的特点，无需配置试剂，可快速测定，现场读数。但当水中存在的一些气体和蒸汽，例如氯、二氧化硫、硫化氢、胺、氨、二氧化碳、溴和碘等物质，通过膜扩散影响被测电流而干扰测定。水样中的其他物质如溶剂、油类、硫化物、碳酸盐和藻类等物质可能堵塞薄膜、引起薄膜损坏和电极腐蚀，影响被测电流而干扰测定。探头需要维护，膜和电解质属易耗品，需定期更换。,碘量法的原理,将水中溶解氧用锰固氧技术固定，酸溶解析出I2后，用Na2S2O3滴定。,氧固定,析出碘,碘滴定,碘量法实验步骤,采集容器：地表水：溶解氧瓶，用待测水样荡洗3次。采样原则：避免产生气泡，防止空气混入。采样方法：用虹吸法将软管置于溶解氧瓶底部，待瓶中水外溢数秒钟后，再塞好瓶塞。瓶中不能有气泡。,碘量法实验步骤,溶解氧的固定应在采样现场尽快完成。取下瓶塞，分别加入1.0ml硫酸锰溶液和2.0ml碱性碘化钾溶液（加溶液时，移液管顶端应插入液面以下），盖上瓶塞，瓶内不能留有气泡，颠倒混合数次，静置。待棕色沉淀物降至瓶内一半时，再颠倒混合一次，待沉淀物沉降到瓶底部。固定后应存于冷暗处，同时记录水温和大气压,碘量法实验步骤,待固定后棕色沉淀沉降至瓶底部，轻启瓶塞，加入2.0ml硫酸（移液管插入液面以下）。小心盖好瓶塞，颠倒混匀。此时沉淀应溶解。若溶解不完全，可再加入少量浓硫酸至溶液澄清且呈黄色或橙色（因析出游离碘）。置于暗处静置5分钟。,碘量法实验步骤,从每个碘量瓶内取出2份100.0ml水样，分别置于2个250ml碘量瓶中，用硫代硫酸钠溶液滴定。当溶液呈微黄色时，加入1%淀粉溶液1ml，继续滴定至蓝色刚好消失为止，记录用量。,淀粉指示剂加入时机,淀粉指示剂应在接近终点时加入。淀粉溶液作为指示剂与其他大部分指示剂不同，它不能过早加入试样中，这与淀粉特殊的结构以及淀粉变色反应的机理有关系。可溶性淀粉呈螺旋状结构，可以弱键结合游离碘，开始出现变色反应，随结合量的增加，颜色由红紫色变为蓝色，这就是淀粉遇碘变色的机理。间接碘量法在接近终点时加入淀粉指示剂使少量未反应碘和淀粉结合显色有利于终点的观察和滴定精度的提高。提前加淀粉指示剂的话，部分碘已经提前参与反应，淀粉变色将会提前，影响到滴定终点颜色的变化，对滴定终点的判断会产生误差。,碘量法的计算公式,DO（mgO2/L）C1硫代硫酸钠溶液的物质的量浓度(mol/L)；V1消耗的硫代硫酸钠溶液的体积（mL）；8氧的摩尔质量（1/2O，g/mol）；V2水样的体积（mL）。,最低检出浓度：0.2mg/L；有效数字最多位数：3位；小数点后最多位数：1位；,碘量法使用试剂,硫酸锰溶液。称取480g四水硫酸锰溶于300400mL水中，若有不溶物，应过滤，稀释至1000mL。碱性碘化钾溶液。称取500g氢氧化钠溶于300400mL水中，冷却；另称取150g碘化钾溶于200mL水中；将两种溶液混合均匀，并稀释至1000mL。如有沉淀，则放置过夜后，倾出上清液，贮于塑料瓶内，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉应不呈蓝色。,碘量法使用试剂,约0.025mol/L硫代硫酸钠溶液。称取6.25g五水合硫代硫酸钠，溶于经煮沸冷却的水中，加入0.2g无水碳酸钠，稀释至1000mL，储于棕色试剂瓶内，使用前用0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液标定。1%淀粉溶液（淀粉指示剂）。称取1g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，然后加入刚煮沸的100mL水（也可加热1至2min）。冷却后加入0.1g水杨酸或0.4氯化锌防腐。,碘量法使用试剂,硫代硫酸钠溶液的标定：。在250ml碘量瓶中加入100ml水、1.0g碘化钾、5.00ml0.025mol/L重铬酸钾标准溶液和5ml3mol/L硫酸溶液，摇匀，加塞后置于暗处5分钟，用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至浅黄色，然后加入1%淀粉溶液1.0ml，继续滴定至蓝色刚好消失，记录用量。平行做3份。硫代硫酸钠溶液的物质的量浓度C1为,式中：C2重铬酸钾标准溶液的浓度（mol/L）；V1消耗的硫代硫酸钠溶液的体积(mL)。,碘量法注意事项,1.水样呈强酸或强碱时，可用氢氧化钾或盐酸调至中性后测定。2.水样中游离氯大于0.1mg/L时，应加入硫代硫酸钠除去。3.水样采集后，应尽快加入硫酸锰和碱性碘化钾溶液以固定溶解氧，当水样含有藻类、悬浮物、氧化还原性物质，必须进行预处理。4.碘量法是测定水中溶解氧的基准方法。在没有干扰的情况下此方法适用于各种溶解氧浓度大于0.2mg/L和小于氧的饱和浓度两倍(约20mg/L)的水样。,碘量法注意事项,5.易氧化的有机物如丹宁酸、腐植酸和木质素等会对测定产生干扰，可氧化的硫的化合物如硫化物、硫脲也如同易于消耗氧的呼吸系统那样产生干扰，当含有这类物质时宜采用电化学探头法。6.大部分受污染的地表水和工业废水，必须采用修正的碘量法或膜电极法测定。叠氮化钠修正法：排除NO2-干扰；高锰酸钾修正法：排除Fe2干扰；明矾絮凝修正法：消除颜色、藻类及悬浮物等的干扰；硫酸铜氨基磺酸修正法：排除活性污泥等悬浮物干扰。,明矾絮凝修正法,试剂10%硫酸铝钾溶液：称取10g十二水合硫酸铝钾溶于水并稀释到100ml。浓氨水步骤用虹吸法于1000ml具塞细口瓶中注满水样并溢出1/3左右，用吸管于液面下加入100ml硫酸铝钾溶液，加入1-2ml浓氨水，盖好瓶塞，颠倒混匀。放置10min，待沉淀物下沉后，将上清液虹吸至溶解氧瓶中（防止水样中有气泡）。,出现的问题及分析,1.溶解氧过饱和现象采样时，溶解氧经常出现过饱和现象，气压与盐度波动不大，因此不会是主要影响因素。分析其主要原因，首先，如果是冬季，水温低将会是一大影响因素；其次，采样不规范，固定溶解氧时发生曝气；再次，藻类水草或其他水生植物在表层大量繁殖进行光合作用产生氧气，造成富氧状态。,出现的问题及分析,2.溶解氧过低现象采样时，地表水溶解氧也经常出现过低现象。分析其原因，首先，这一现象一般出现在夏季天气炎热时，温度升高造成水中氧的溶解量降低；其次，夏季天气闷热，气压低，氧分压也低，造成溶解氧有所降低，如果径流补给少于蒸发量，造成水体盐度升高，也会造成溶解氧的降低；其次，水体生态环境本身原因，深度、温度、时间、光照条件、水生生物的呼吸作用，水体的耗氧与复氧作用，氧垂曲线的变化等；,实验