溶于水中的氧稱作溶解氧。天然水體中的氧與大氣中的氧存在平衡關(guān)系。含有有機(jī)物的廢水排入水體后,有機(jī)物氧化分解,消耗水中大量溶解氧,將使水質(zhì)變壞。因此,溶解氧是衡量水質(zhì)好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。
本實(shí)驗(yàn)用碘量法測定水中溶解氧的濃度。其原理是:在溶解氧作用下,Mn2+被氧化成Mn4+,生成棕色沉淀,加酸后沉淀溶解,與I-發(fā)生氧化還原反應(yīng),析出碘,用淀粉作指示劑,用硫代硫酸鈉滴定,可計(jì)算出溶解氧的含量。反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
MnSO4+2NaOH=Na2SO4+Mn(OH)2(白色)
2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2(棕色)
MnO(OH)2+2H2SO4+2KI=MnSO4+K2SO4+I(xiàn)2+3H2O
2Na2S2O3+I(xiàn)2=Na2S4O6+2NaI
工具與材料
溶解氧瓶(圖3-1-31-1,可用帶玻璃塞的細(xì)口瓶代替),燒杯,棕色瓶,移液管,容量瓶,堿式滴定管。
氫氧化鈉,1%淀粉溶液。1:5硫酸,20%硫酸錳溶液。
活動(dòng)過程
1.堿性碘化鉀溶液的配制。
稱取500克氫氧化鈉,溶于300~400毫升水中。另稱取150克碘化鉀,溶于200毫升水中。待氫氧化鈉溶液冷卻后,將兩溶液合并,混勻,用水稀釋至1000毫升,放置12小時(shí)后,轉(zhuǎn)入棕色瓶中(如有沉淀,不要帶入)。用橡皮塞塞緊,避光保存。
2.重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。
把重鉻酸鉀在105~110攝氏度的高溫下烘2小時(shí),取出后在干燥器內(nèi)冷卻,然后準(zhǔn)確稱取1.2258克,用少量水溶解后,轉(zhuǎn)移至1000毫升/升。
3.硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定。
稱取6.2克硫代硫酸鈉(精確至0.1毫克),溶于煮沸后冷卻的水中,加入0.2克碳酸鈉,用水稀釋到1000毫升,貯于棕色瓶中。使用前,用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定,方法為:
在25O毫升錐形瓶中,加入100毫升水、1克碘化鉀、10.00毫升重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液和5毫升1:5硫酸,塞緊瓶塞,搖勻。暗處靜置5分鐘后,用待標(biāo)定的硫代硫酸鈉溶液滴定至溶液呈淡黃色,加入1毫升淀粉溶液后,繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去為止,記錄硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量,根據(jù)下式計(jì)算其濃度。
c:硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(摩/升)
V:硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量(毫升)
V1:重鉻酸鉀溶液的用量(毫升)
4.溶解氧的測定。
(1)在溶解氧瓶中盛滿待測水樣,用移液管插入液面以下,向瓶內(nèi)加入1毫升硫酸錳溶液、2毫升堿性碘化鉀溶液。蓋好瓶塞,顛倒混合幾次,靜置,待棕色絮狀物下降到瓶的一半時(shí),再顛倒混合一次。
(2)輕輕打開瓶塞,用長吸管加入2毫升濃硫酸(插到液面以下),蓋好瓶塞,顛倒混合幾次,至沉淀物全部溶解后,靜置暗處5分鐘。
(3)吸取100.00毫升上述溶液于250毫升錐形瓶中,用硫代硫酸鈉溶液滴定,當(dāng)溶液呈淡黃色時(shí),加入1毫升淀粉溶液,繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去,記錄硫代硫酸鈉溶液的用量,根據(jù)下式計(jì)算水樣中溶解氧的濃度。
:水樣中溶解氧的質(zhì)量濃度(毫克/升)
c:硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(摩/升)
V2:硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量(毫升)
說明與延伸
1.如果時(shí)間有限,實(shí)驗(yàn)步驟1~3可由實(shí)驗(yàn)室老師完成,學(xué)生做溶解氧的測定即可。
2.硫代硫酸鈉溶液的濃度隨時(shí)間會(huì)有所改變,因此每次實(shí)驗(yàn)前應(yīng)重新標(biāo)定。
3.國家頒布的《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定,飲用水源中的溶解氧的質(zhì)量濃度必須5毫克/升。
4.如果水樣中含有氧化性物質(zhì)(如游離氯大于0.1毫克/升),應(yīng)預(yù)先加入硫代硫酸鈉去除。
5.如果水樣呈強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性,應(yīng)調(diào)至中性后再測定。
6.將水樣采集入溶解氧瓶中時(shí),可沿瓶壁直接傾注水樣,或用虹吸法將細(xì)管插到溶解氧瓶底部,注入水樣至溢流出瓶容積的1/3左右。整個(gè)過程不能曝氣或有氣泡殘留于瓶中。
7.如水樣中含有亞硝酸鹽,應(yīng)預(yù)先加入疊氮化鈉消除干擾。
【水體溶解氧(DO)的測定】相關(guān)文章:
★ 地理環(huán)境問題:法國最大冰川融化嚴(yán)重