海水中溶解氧的测定(碘量法)介绍

1 实验目的和要求 
掌握碘量法测定溶解氧的方法原理。 
2 方法原理 
溶解于水中的分子态氧称为溶解氧。水中溶解氧的含量与大气压力、水温及含盐量等因素有关。大气压力下降、水温升高、含盐量增加,都会导致溶解氧含量降低。  
清洁地表水溶解氧接近饱和。当有大量藻类繁殖时,溶解氧可能过饱和;当水体受到有机物质、无机物质污染时,会使溶解氧降低,甚**趋于零,此时厌氧细菌繁殖活跃,水质恶化。水中溶解氧低于3-4mg/L时,许多鱼类呼吸困难;继续减少,则会窒息死亡。在这种情况下,厌氧菌繁殖并活跃起来,有机物发生腐败作用,会使水源有臭味。一般规定水体中的溶解氧**少在4mg/L以上。在废水生化处理过程中,溶解氧也是一项重要控制指标。 
测定水中溶解氧的方法有碘量法及其修正法和氧电极法。清洁水可用碘量法;受污染和地面水和工业废水必须用修正的碘量法或氧电极法。 
水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾,在溶解氧的作用下,生或氢氧化锰沉淀,此时氢氧化锰性质极不稳定,继续氧化生成锰酸。  
MnCl2+2NaOH=Mn(OH)2↓+2NaCl 2Mn(OH)2↓+O2=2MnO(OH)2↓  MnO(OH)2+Mn(OH)2=2H2O+MnMnO3↓  
棕黄色沉淀,溶解氧越多,沉淀颜色越深。加酸后使已经化合的溶解氧(以MnMnO3的形式存在)与溶液中所存在的碘化钾起氧化作用而释出碘。  
2KI+H2SO4(浓)=2HI+K2SO4 
MnMnO3+2H2SO4(浓)+2HI=2MnSO4+I2+3H2O 
以淀粉作指示剂,用硫代硫酸钠标准溶液滴定,可以计算出水样中溶解氧含量。滴定反应如下: 
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI  
(简洁原理:水样中溶解氧与氯化锰和氢氧化钠反应,生成高价锰棕色沉淀。加酸溶解后,在碘离子存在下即释出与溶解氧含量相当的游离碘,然后用硫代硫酸钠标准溶液滴定游离碘,换算溶解氧含量。) 
 
 
3  试剂及其配制 
除另有说明,所用试剂均为分析纯,水为蒸馏水或等效纯水。 
3.1  氯化锰溶液:称取210g氯化锰(MnCl2·4H2O),溶于水,并稀释**500mL。 3.2  碱性碘化钾溶液:称取250g氢氧化钠(NaOH),在搅拌下溶于250mL水中,冷却后,加75g碘化钾(KI),稀释**500mL,盛于具橡皮塞的棕色试剂瓶中。 
3.3  硫酸溶液(1+1):在搅拌下,将50mL浓硫酸(H2SO4,ρ=1.84g/mL)小心地加到同体积的水中,混匀。盛于试剂瓶中。 
3.4  硫代硫酸钠溶液[c(Na2S2O3·5H2O)=0.01mol/L]:称取25g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O),用刚刚煮沸冷却的水溶解,加入约2g碳酸钠,移入棕色试剂瓶中,稀释**10L,混匀。置于阴凉处。 
硫代硫酸钠溶液的标定: 
移取10.00mL碘酸钾标准溶液(c(1/6KIO3)=0.0100mol/L),沿壁流入碘量瓶中,用少量水冲洗瓶壁,加入0.5g碘化钾,沿壁注入1.0mL硫酸溶液(1+3),塞好瓶塞,轻荡混匀,加少许水封口,在暗处放置2min。轻轻旋开瓶塞,沿壁加入50mL水,在不断振摇下,用硫代硫酸钠溶液滴定**溶液呈淡黄色,加入1mL淀粉溶液,继续滴定**溶液蓝色刚褪去为止。重复标定,**两次滴定读数差小于0.05mL为止。按式(1)计算其浓度:

 
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——橡皮管:直径5~6mm,长20~30cm; ——滴定管:25或50mL,分刻度0.05mL; ——锥形烧瓶:容量250mL; ——碘量瓶:容量250mL; ——量筒:200mL; 
——棕色试剂瓶:500mL,1000mL; ——定量加液器:1mL,2个; ——移液吸管:1mL; 
——一般实验室常备仪器和设备。 
5   分析步骤 
实际实验步骤分成户外采样固定和室内分析两部分。 
5.1  水样的现场采集和固定 
首先检查溶解氧采样瓶是否漏水。然后,打开水样瓶塞,将连接有机玻璃采水器底部的橡皮管另一端插入水样瓶底部,慢慢注入待测海水(速度过快会产生气泡),直**溢出,待海水溢出水样瓶三倍体积后,抽出橡皮管,立即用定量加液器(管尖插入液面)依次序注入1.0mL氯化锰溶液和1.0mL碱性碘化钾溶液,塞紧瓶塞(瓶内不准有气泡),按住瓶盖将瓶盖上下颠倒不少于20次。避光保存,返回实验室后尽快完成其他测定步骤。 5.2  实验室测定步骤