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《溶解氧测定》课件

《溶解氧测定》课件
1. 准备实验器材和试剂。 2. 取样。 3. 滴定。 4. 计算溶解氧浓度。
注意事项
• 水样需要在采集后尽快进行测定,以免溶解氧浓度降低。 • 相关器材需要进行清洗和校准,保证测量精度。 • 操作时需要严格按照步骤进行,避免误操作。
气量来计算溶解氧浓度。 3. 电化学法:利用电化学传感器测量溶解氧浓度,广泛应用于实时监测
领域。
溶解氧表的绘制
• 径向分布图:以采样点为中心,展示不同方向上的溶解氧值。 • 纵向分布图:依据采样点的位置,垂直展示不同深度上的溶解氧值。 • 等值线分布图:通过等高线表示不同溶解氧浓度的等值区域。
溶解氧测定实验步骤
《溶解氧测定》PPT课件
本课程将介绍溶解氧测定的基本概念和方法,包括定义及作用、测量方法、 表的绘制、实验步骤和注意事项。
溶解对生命活动和水环境维护都具有重要作用。保持水体中的足够氧气含量对维 持水生生物生态平衡至关重要。
溶解氧浓度的测量方法
1. 摄氧法:通过测量被水体吸收的氧气来计算溶解氧浓度。 2. 静态瓶法:将水样置于密闭容器中,通过测量在一定时间内消耗的氧

溶解气体ppt

溶解气体ppt
例如氧气在大洋海水中的溶解度大约只有在淡水中的8082%。对于淡水而言,含盐量的变化幅度很小,对气体在 水中的溶解度影响不大,一般不考虑含盐量的影响,而近 似地釆用在纯水中的溶解度值。
(4)气体分压力
• 在温度与含盐量一定时,气体在水中的溶解度随气体的 分压增加而增加。对于难溶气体,当气体压力不是很大时, 气体溶解度与其压力成正比,这就是享利定律。用公式表 示为:
计算不同压力下氧气的溶解度和饱和度
• 例 计算淡水湖面大气压为85200Pa水温15℃时氧气的溶解度?
解:求氧分压:(101325Pa,P1和85200Pa,P2条件下的氧分压)
P1= (PT1-PW0) ×20.95% P2= (PT2-PW0) ×20.95% 查表可知15℃时, PW0=1707Pa C1/C2=P1/P2
• 例已知青海湖水含盐量为12.5g/L,湖面海拔3195m,试计算 20℃时青海湖水溶解氧为8.50mg/L时的饱和度?
解:采取直线内插法求得海拔3195m处的平均大气压为 68270Pa 查附表得20℃,盐度为12.5g/L时氧气溶解度为5.90mol/L 求压力为68270Pa时大气中氧的溶解度: C2=C1×[(PT2-PW0) ÷ ( PT1-PW0) ] =5.90 ×[(68270-2337) ÷ (101325-2337) ]
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【Hach实验室产品】溶解氧理论

【Hach实验室产品】溶解氧理论
藻类占据空间增加,而且的死亡藻类沉积塘底,因数量庞大无法被微 生物及时分解,造成在堂弟的堆积,造成水域面积的减小,严重时将造 成湖泊沼泽化
废水处理曝气池的控制指标
在废水处理过程中,有机物的降解,以及硝化作 用 的进行,都依赖于一定浓度的溶解氧
控制工业给水水质的重要指标
• 溶解氧浓度过高,会加速金属管道 的腐蚀,尤其是昂贵的锅炉系统及 冷却系统。
电压
Ag+
Ag 阳极 O2
Au 阴极
O2
传统Clark溶解氧仪在测量时为何要搅拌?
-电极附近DO不断被消耗。
-为保证电极附近的溶 解氧与本体溶液中溶解 氧浓度相同,即保证水 样中溶解氧分布均匀。
-测量过程中需要连 续搅拌。
O2O2O2O2O2
O2O2O2O2O2O2O2O2O2
OOOOOOOO2222O2O2O2OOO2OO22222O2O2OOOO2OO22222O2O2OOOO2OO22222O2O2OOOO2OO2O2O22222222O2O2OOO2O2O2OOO22OO22O2OOO222OO22O2OOO222O22O2OO222O2O22OOOOO2OOO222O2O2O2OOO2O2O2222O2O2OOOO2O2O2222O2O2OOOO2O2O2222O2O2OOOO2O2O2222O2O2OOOOO22O2222O22OOOOOO22O222222OOOO2OOOO222222OO2OO2OOO2222222
极谱法测量技术的不足
• 电解液中少量去极化杂质,会使电极产 生污垢,甚至毒化电极,如:
• 硫化氢 H2S
• 铁、亚铁
• 如果半透膜损坏,电解液容易被污染,会 造成电池电势漂移,而漂移会被错误地 显示为水样中溶解氧的浓度,因此需定 期更换电解液及半透膜。

4-化学仪表-溶解氧

4-化学仪表-溶解氧
*
流量的影响
极限扩散电流I与扩散层的厚度L有关,扩散层由两部分组成。一部分是膜的厚度,由膜的加工质量决定。如果膜的厚度比正常设计值厚,会使氧通过膜的扩散速度减慢,造成测量灵敏度降低,这可以通过仪表标定加以消除(更换膜后,必须重新进行标定)。 另一部分扩散层是与膜外表面紧密接触的水膜(水的静止层),这部分扩散层的厚度取决于水流速度。水流速度越高,水膜厚度越小,氧扩散的速度越高,从而使测量值增高。反之亦然。因此必须严格控制测量时水样流速在要求的范围内,最好与标定时的流速相同。
*
影响测量准确性的因素
温度; 流量; 水样杂质; 本底电流; 电极老化; 还原剂; 干扰;
*
温度的影响
仪表校准时温度与被测水样温度不同,单位电流反应的溶氧量也不一样,给测量带来误差。主要是因为透氧膜的透过率和温度有关,另外,温度不同电解液中电荷移动速率不同,电流发生变化。最好的解决方式是水样恒温,或者厂家通过软件做温度补偿。
*
杂质影响
水中铁离子在透氧膜表面沉积,影响氧的渗透,相当于减小阴极面积S. 氧化铁和其他沉积物可能在流速低的水平段管子中沉积,产生类似色谱柱一样的保持作用,导致很长的滞后时间 膜破裂,水样中电解质进入电解液,极化电流变化。 取样系统泄漏,空气进入水样,溶解氧比实际值偏大。
铂阴极 (-) O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH- (氧分子减少并还原成氢氧根离子)
Ag+
e-
O2
e-
阳极
阴极
-
+
电解液
*
扩散型电极
*
被测液体或气体
O2
O2
O2
IM = f(pO2)
R

阴极(Pt)

溶解氧对发酵的影响及控制ppt课件

溶解氧对发酵的影响及控制ppt课件

• 微生物对氧的需求
问题:一般微生物的临界溶氧浓度很 小,是不是发酵过程中氧很容易满足。
注意:有些产物的形成和菌体最适的生长条 件,常常不一样:
生长 产物
头孢菌素
卷须霉素
5%(相对于饱和浓度) 13%
>13%
>8%
• 微生物对氧的需求
品种 鲤鱼
氧对鱼类的影响
测定水温 窒息点 (mmol/l)
29
接触面积
1、影响C*-CL的因素及控制措施
(1)提高饱和溶氧浓度C*
影响氧在溶液中的饱和浓度的因素有:
➢温度 ➢溶液的组成 ➢氧分压
• 温度:菌的生理特性及产物需要, 不容易改
• 降低基质浓度:中间补料或者发 酵后期补入部分灭菌水
• 提高氧分压:提高发酵罐压力或 者加大通入空气中氧的含量
(2)降低发酵液中的CL
r= QO2 .X
X指发酵液的菌体浓度,单位为(g干菌体/L)
• 微生物对氧的需求
QO2
CCr
CL
CCr: 临界溶氧浓度, 指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。
当发酵液中的溶解氧浓度低于此临界氧 浓度时,微生物的耗氧速率将随着溶解 氧浓度降低而很快下降,此时溶解氧是 微生物生长的限制因素,改善供氧对微 生物生长有利。
(一)供氧方面考虑
• 微生物发酵中,通入发酵罐内的空气中的 氧气不断的溶解于培养液中,这种气态的 氧转变成溶解态的氧的速度,可以用下式 表示: N = KLa∙(C*-CL)
•式中: N-单位时间内培养液氧浓度的变化
C*-在罐内氧分压下培养液中氧的饱和浓度
CL-发酵液主流中氧浓度 KL-氧传质系数 a-比表面积,即单位体积溶液所含的气液

溶解氧

溶解氧

§-1
气体在水中的溶解度和溶解速率
一、影响气体在水中溶解度的因素: 1、温度------水温的升高而降低,温度较低时, 温度系数较大。
温度 DO mg/ L 0 14.6 5 12.8 10 11.3 15 10.2 20 9.2 25 8.4 30 7.6
2、含盐量------温度、压力一定,含盐量增加, 溶解度降低(?)离子的水合作用,空隙减少
式中的压力为P为该组分气体的分压力,与混合 气体的总压力无关 ,气体B的分压力等于混 合气体的总压力PT乘以气体B的分压系数φB, 这就是道尔顿分压定律: PB=PT×φB 即:
4、气体本身的性质:如N2 、H2、O2在水中的溶解
度较小 ;而NH3、HCl、CO2在水中的溶解度较大。
通入空气--增氧
DO 14.6 14.19 13.81 13.44 13.09 12.75 12.43 12.12 11.83 11.55 11.27 11.01 10.76 10.52 10.29 10.07 9.85 9.65 9.45 9.F 23 73.4 24 75.2 25 77 26 78.8 27 80.6 28 82.4 29 84.2 30 86 31 87.8 32 89.6 33 91.4 34 93.2 35 95 36 96.8 37 98.6 38 100.4 39 102.2 40 104 41 105.8 42 107.6 43 109.4 44 111.2 45 113
3.气体的分压------在温度和含盐量一定时,气体 在水中的溶解度随液面上该气体分压的增大 而升高。 亨利定律Cs= Kst • P Cs—— 氧在水中知道溶解度; P——达到溶解平衡时,液面上气体的分压; Kst——溶解度系数,其数值随温度、水的含 盐量而变也与所采用的单位有关。

第3章溶解氧

第3章溶解氧
• 若没有风力或人为搅动,空气溶
解增氧速率很慢,远不能满足池塘 对氧气的需求。因此,缺氧时需开 动增氧机。
第3章溶解氧
.
• 中午前后开动增氧机,不能
促进氧气的溶解,只能加速水 中溶氧的逸出,但能使上下水 层混合而改善下午光合作用的 产氧效率,从而改善晚上的溶 氧状况。
第3章溶解氧

空气中氧气溶解的速率与
第3章溶解氧
风有时候也决定水体的氧含量和渔产量
一桶水和一 盆水同样的 水量。不一 样的效果
第3章溶解氧
气体交换的双膜理论:
膜气 膜液
气相主体 气膜顶面 气液界面
液膜底面 液相主体
流体质点的运动极其 紊乱,流向随时改变
第3章溶解氧
在 气液界面两侧, 分别存在相对温 定的气膜和液膜, 即使气相和液相 呈湍流状态,这 两层膜内仍呈层 流状态。
式中的压力为P为该组分气体的分压力,与混合
气体的总压力无关 ,气体B的分压力等于混合
气 就是体道的尔总顿压分力压PT定乘律以:气体B的分压系数φB,这 PB=PT×φB 即:
第3章溶解氧
4、气体本身的性质:如N2 、H2、O2在水中的溶解 度较小 ;而NH3、HCl、CO2在水中的溶解度较大。
通入空气--增氧
第3章溶解氧
二、溶解气体在水中的饱和度
溶解气体在水中的饱和含量是指在一定的溶解条件下 (温度、分压力、水的含盐量)气体达到溶解平衡以后, 1L水中所含该气体的量,用ml/L或mg/L表示。 饱和度是指溶解气体的现存量占所处条件下饱和含量 的百分比:
饱和度为100%----溶解平衡 当饱和度<100%---未达饱和,继续溶解 饱和度>100%---过饱和,水中气体主要向大气逸出 天然水中溶解氧气的饱和含量是指在天然水体表面所承 受的大气压力下,空气中的氧气在水中的溶解度 。 任意大气压下的饱和含量(Cs )换算式:

4-化学仪表 - 溶解氧

4-化学仪表 - 溶解氧

光学传感器的SOP
1. 将光学膜部件拆下来 2. 清洁或更换光学膜备件 3. 安装光学膜备件 4. 校准
总耗时: 6 个小时以上
总耗时: 几分钟
27
性能比较
与传统的电流法(极谱)电极相比,光学DO探头性能更加优异
与电流法(极谱法)系统相比,漂移明显
130 100
28
125
改善
Air Sat. %
120 80
20℃; 1015 mbar,水中氧气的饱和浓度: DO = 8.95ppm 0℃; 1015 mbar,水中氧气的饱和浓度: DO = 14.66ppm
70
4
溶氧与含盐量的关系
液体中的
度随之减少。
盐度 [g/kg] T [°C] 0 5 10 15 20 25 30 35 40 14.04 12.22 10.78 9.95 8.60 7.80 7.02 13.57 11.82 10.44 9.30 8.35 7.53 6.82 5 10 15 20 25 30
O2浓度 [mg/l] 13.12 11.43 10.12 9.02 8.10 7.32 6.64 12.68 11.07 9.80 8.75 7.87 7.11 6.46 5.86 5.36 25°C 12.25 10.71 9.50 8.49 7.64 6.91 6.29 5.70 5.22 11.84 10.37 9.20 8.23 7.42 6.72 6.16 5.55 5.09
20
关于校准 常用方法:化学分析法、饱和溶氧法、空气法、电解法 化学法:人为误差大,实时性差。 饱和溶氧法:溶解度与大气压、饱和氧水温度、含盐量 及其他溶解度的溶质的影响有关 空气法:需校准大气压,校准和测量浓度相差太大,要 求电极响应曲线线性。 电解法:易受水样的流量、电解电流的准确度及水样中 电解质的影响。
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2 2 I 2+ 2 S 2 O 3 − → 2 I −+ S 4 O 6 −
步骤: 步骤:
Na2S2O3标定: 标定: 10.00mL0.01000N的KIO3+0.5gKI+ 的 + 1.0mL 1+3(体积比) H2SO4 → 碘量瓶 (体积比) →水封 暗处 水封→暗处 水封 暗处2min→↓50mL蒸馏水 蒸馏水 →0.01N Na2S2O3滴定 淡黄色 滴定→淡黄色 →1mL0.5%淀粉 淀粉→Na2S2O3滴至蓝色消 淀粉 终点)。 失(终点)。 也可以用碘酸钾做标准。 也可以用碘酸钾做标准。
步骤: 步骤: ① 100mL 水 样 + 250mL 锥 形 瓶 + 1mL 25%氢氧化钠溶液+10.00mL 0.01mol/L高锰 %氢氧化钠溶液+ 高锰 酸钾溶液混匀→加热 准确煮沸10min, 从 加热( 酸钾溶液混匀 加热 ( 准确煮沸 , 冒出第一个气泡开始计时) 迅速冷却到室 冒出第一个气泡开始计时 ) →迅速冷却到室 硫酸+ 碘化钾→混匀 混匀→暗 温→5mL 1+3 硫酸+0.5g 碘化钾 混匀 暗 处 5min→ 硫 代 硫 酸 钠 标 准 溶 液 → 淡 黄 色 →1mL 0.5% 淀粉 滴定至蓝色退去 ( 读数 滴定至蓝色退去( % 淀粉→滴定至蓝色退去 V1),平行样滴定读数相差不超过 平行样滴定读数相差不超过0.10mL。 。
整瓶滴定: 整瓶滴定:
ρ
C ×V × 8 ρ O2 = × 100 V1 − 2
O2
- 水样中溶解氧浓度mg/L 水样中溶解氧浓度 V-滴定样品消耗的 2S2O3体积 体积mL -滴定样品消耗的Na C—Na2S2O3浓度 浓度(mol/L); ; V1—固定水样体积(水样瓶容积)ml 固定水样体积( 固定水样体积 水样瓶容积) 试剂体积ml 氯化锰溶液和碱性碘化钾溶液 氯化锰溶液和碱性碘化钾溶液) 2-试剂体积 (氯化锰溶液和碱性碘化钾溶液
标定反应如下: 标定反应如下:
− − + IO 3 +5I +6H → 3I 2+3H 2 O 或 Cr2 O 7+6I −+14H + → 3I 2+2Cr 3++7H 2 O 2 2 I 2+2S 2 O 3 - → 2I −+S 4 O 6-

标定浓度计算: 标定浓度计算:
15.00 × 0.0100 C Na2 S 2O(mol/L)= 3 VNa 2 S 2O3 (mL)
水样测定和计算 约125mL溶解氧瓶按有关要求装满水样 溶解氧瓶按有关要求装满水样 塞紧瓶盖→ +1mLMnSO4+1mLKI-NaOH→塞紧瓶盖 塞紧瓶盖 摇匀(不少于20次 静置→沉淀至瓶高一 摇匀(不少于 次)→静置 沉淀至瓶高一 静置 半时→↓1mL 1+1 H2SO4→沉淀溶解 沉淀溶解→2min后 半时 沉淀溶解 后 →全部转移至三角瓶 全部转移至三角瓶→Na2S2O3滴定 淡黄 滴定→淡黄 全部转移至三角瓶 淀粉→洗溶解氧瓶 色→1mL0.5%淀粉 洗溶解氧瓶 滴定至蓝 淀粉 洗溶解氧瓶→滴定至蓝 色消失(终点)。 色消失(终点)。
影响因素 生物活动 有机物含量 水温 盐度
海水中DO含量高,说明水体净化 含量高, 海水中 含量高 作用强,水质好。 作用强,水质好。 河流湖泊DO=7.5mg/L 河流湖泊 = <5mg/L浮游生物不能生存 浮游生物不能生存 <2mg/L水体发臭 水体发臭 海水 DO≈8mg/L。 。 水:地面水、地下水和海水 地面水、 地面水和海水水质标准:DO不< 地面水和海水水质标准: 不 4mg/L
实验2 实验
DO和COD的测定 和 的测定
一、DO
DO是水生生物生命活动不可 是水生生物生命活动不可 缺少的因素,是水质的重要指标。 缺少的因素,是水质的重要指标。 海水中氧的收支情况: 海水中氧的收支情况: 产氧: 产氧:①海洋上空大气氧的溶解 ②浮游植物光合作用产生
耗氧: 耗氧: ①有机物氧化 ②海洋生物呼吸作用 ③ 无机物的氧化
蒸馏水代替水样, ② 取 100mL蒸馏水代替水样 , 按上述 蒸馏水代替水样 步骤分析空白滴定值V 步骤分析空白滴定值 2。 ③计算
C (V 2 − V 1) × 8.0 COD = × 1000 V
C-Na2S2O3的浓度 - 的浓度mol/L V2-空白值滴定消耗 2S2O3mL 空白值滴定消耗Na V1-滴定样品时Na2S2O3体积mL 滴定样品时 体积 V-取水样体积 -取水样体积mL COD—水样的化学需氧 量mg O2/L 水样的化学需氧
1 / 2O2 ≈ I 2 ≈
22S 2 O 3
,所以浓 要除以4。因为氧的分子量= , 度C 要除以 。因为氧的分子量=32, 所以32/4=8。 所以 。
2要消耗4moL S 2 O 3 即1moLO2要消耗
生物需氧量( 二、生物需氧量(BOD) ) 和化学耗氧量( 和标准规定: 一类海水COD<3mg/L, ◆ 一类海水 < , 一般正常海水COD≈1mg/L ◆一般正常海水 地面水水质标准规定: 地面水水质标准规定: ▲Ⅰ-Ⅲ类地面水高锰酸盐指数 <6mg/L
COD测定(锰法): 测定(锰法) 测定 原理
MnO −+有机物+OH - 加热 → MnO 2+CO 2+H 2 O ① 4 10I -+16H ++2MnO − (过量)=5I 2+2Mn 2 ++8H 2 O 4 2I -+MnO 2+4H +=I 2+Mn 2 ++2H 2 O ②
海 水 中 DO 含 量 的 饱 和 程 度 常 用 饱和度”来表达,说明海水中O的 “ 饱和度 ” 来表达 , 说明海水中 的 实际溶存量与氧在现场体积下饱和量 的百分比: 的百分比: C O2%= C × 100 %
s
Cs-对应温度、盐度下DO的饱和 -对应温度、盐度下 的饱和 含量,可查 海洋学常用表》 可查《 含量 可查《海洋学常用表》 C-海水中实际 含量。 -海水中实际DO含量。 含量
海洋中天然和人为污染有机物浓度为n-n00µg/L。 。 海洋中天然和人为污染有机物浓度为 然有机物由浮游生物新陈代谢 由浮游生物新陈代谢、 然有机物由浮游生物新陈代谢、死亡生物分解产生 人为污染有机物由生活 由生活、 人为污染有机物由生活、工业和农业废水组成 这些有机物分解要耗氧, 这些有机物分解要耗氧,所以也用氧的饱和差表示 水体的DO 水体的 表观耗氧量( 表观耗氧量(AOV):表示由于有机物的氧化所 ) 消耗的氧量 ⊿O2=Cs-C = -
滴定: 取100mL滴定: 滴定 为方便起见, 为方便起见,沉淀溶解后也可以用 量筒量取100mL来滴定 , 只是计算公 来滴定, 量筒量取 来滴定 式如下: 式如下:
C ×V × 8 ρ O2 = × 100 = 80CV 100
该式忽略了固定剂体积的影响。 该式忽略了固定剂体积的影响。
注公式中8的由来: 注公式中 的由来: 的由来 从测定原理的反应式可知, 从测定原理的反应式可知,
COD:在一定条件下化学氧化剂氧化 : 水中有机污染物所消耗的氧量。 水中有机污染物所消耗的氧量。 化学氧化剂有重铬酸钾和高锰酸钾, 化学氧化剂有重铬酸钾和高锰酸钾, 故又分: 故又分:
铬法CODCr:可氧化 可氧化80-90% 铬法 有机物, 河水、 淡水用此法, 有机物 , 河水 、 淡水用此法 , 海水 不能用,因为Cl会干扰测 不能用,因为 会干扰测 锰 法 CODMn : 可 氧 化 5060%有机物 , 海水用此法 , 河水 、 有机物, 有机物 海水用此法, 河水、 淡水也可用此法, 淡水也可用此法 , 但称作高锰酸盐 指数。 指数。
DO的测定 的测定用碘量法: 的测定 原理: 原理:
Mn
2+
+ 2 OH

→ Mn ( OH ) 2 ↓
(白色 )
Mn ( OH ) 2 Mn ( OH ) 2
1 ↓ + → MnO ( OH ) 2 ↓ (褐色) 2 ↓ + 2 I − + 4 H + → Mn 2 + + I 2 + 3 H 2 O
BOD:在需氧条件下,水中有机物由于微 :在需氧条件下, 生物的作用所消耗的氧量。 生物的作用所消耗的氧量。 要使水中有机物全部氧化分解时间很 多达100天)。因此,采用在 ℃的含 因此, 长(多达 天)。因此 采用在20℃ 氧条件下培养5天所消耗的氧来代替 天所消耗的氧来代替。 氧条件下培养 天所消耗的氧来代替。称作 5日生化耗氧量 日生化耗氧量BOD5。可作为水体受有机 日生化耗氧量 物污染的指标。 物污染的指标。
海水中DO单位:ml/L,每升 单位: 海水中 单位 , 20℃ 、 1atm的海水中溶解的氧在 ℃ 的海水中溶解的氧在 0℃、1atm下的 数。 下的mL数 ℃ 下的 环境科学中DO的单位常用: 的单位常用: 环境科学中 的单位常用 mg/L, 因为 标准状态下氧= , 因为1mL标准状态下氧= 标准状态下氧 1.43mg。 。
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