碘量法测定水中溶解氧

碘量法测定水中溶解氧

梁秀丽潘忠泉王爱萍姚旭霞刘立君周彤

(国防科工委化学计量一级站,济南250031)

摘要针对碘量法中反应试剂硫酸锰溶解缓慢、实验周期较长并伴有大量沉淀的现象,进行了氯化锰和硫酸锰对比实验,结果证明,采用氯化锰替代硫酸锰作反应试剂较好。对影响碘量法测定结果的因素进行了研究,控制适量的氯化锰和硫酸加入量,可提高碘量法的准确度。

关键词溶解氧碘量法含量测定

水生动植物的生存离不开溶解氧,当水中溶解

氧含量严重不足时,水生动植物会因缺氧而死亡,因

此养殖业早已把溶解氧含量作为一项重要的指标加

以控制。溶解氧是水生动植物的生命源泉,然而,溶

解氧的存在又具有一定的破坏作用,如自来水管道、

污水管道、暖气管道水中的溶解氧,能使金属部位形

成氧腐蚀,带来严重后果。因此对水中溶解氧指标

的控制,越来越受到人们的重视。目前水中溶解氧

的测定方法有多种,如GB/T11913-1989、I S O5814

-1984中的电化学探头法,AS T M D5543-1999中

的比色法,GB/T7489-1987中的碘量法[1]等。其

中碘量法因其方法易于操作、成本低等特点而被广

泛应用[2]。但是该方法中反应试剂硫酸锰溶解缓

慢,实验周期较长,并伴有大量沉淀。笔者采用氯化

锰替代硫酸锰,对氯化锰加入量、硫酸加入量等影响

因素进行分析研究,并通过实验与仪器法进行了对

比,取得较满意的结果。

1实验原理

在碱性溶液中,2价锰离子被水中的溶解氧氧

化成3价和4价锰离子。在酸性溶液中,3价和4

价锰离子将碘化物氧化成游离的碘,以淀粉为指示

剂,用硫代硫酸钠标准滴定溶液进行滴定,根据滴定

液的消耗量计算水中溶解氧的含量。

2实验部分

2.1主要仪器与试剂

取样桶:高于取样瓶150mm以上;

取样瓶:250mL,具磨口塞的细口瓶;

碘量瓶:250mL;

碱式滴定管:50mL;

硫酸溶液:c(1

2

H2S O4)=2mol/L;

四水合氯化锰溶液:450g/L;碘化钾:分析纯;

氢氧化钠:分析纯;

碱性试剂:35g氢氧化钠和30g碘化钾溶于50 mL水中;

硫代硫酸钠标准滴定溶液:0.01mol/L;

氯化锰溶液:0.28g/mL;淀粉指示剂:10g/L。

2.2实验方法

2.2.1样品采集

取自来水或其它水样,充满样品瓶至溢出(不考虑水中氧化物和还原物的影响),消除气泡后立即固定溶解氧。

2.2.2溶解氧固定

用移液管向盛有样品的细口瓶中,加入1.5mL 氯化锰溶液和2mL碱性试剂,并将试剂加入到液面底部,立即盖上瓶塞,避免空气带入。

2.2.3游离碘

待沉淀降到细口瓶1/3体积处,慢慢加入1.5 mL硫酸溶液,盖上瓶塞,摇匀。

2.2.4滴定

在细口瓶内准确移取体积V1的样品,转移到碘量瓶中,用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至浅黄色时,加入1mL淀粉溶液,继续滴定至蓝色消失。2.2.5计算公式

溶解氧含量由下式计算:

c1=

M r V2c f

V1

@1000(1)式中:c1)))溶解氧含量,mg/L;

M r)))氧气的摩尔质量,g/mo;l

V1)))滴定时样品体积,mL;

V2)))滴定样品时,消耗硫代硫酸钠标准滴定

溶液的体积,mL;

c)))硫代硫酸钠标准滴定溶液浓度,mol/L。

收稿日期:2007212225

54化学分析计量2008年,第17卷,第2期

式(1)中的f由式(2)计算:

f=

V0

V0-V c

(2)

式中:V0)))取样桶的体积,mL;

V c)))氯化锰溶液和碱性试剂的体积,mL。3结果与讨论

3.1取样瓶的选择

取样瓶体积准确与否直接影响到测量结果的准确性。以去离子水为介质,在20e时定容,从中优选出8个体积一致的样品瓶用于实验。

3.2反应试剂的选择

取8个样品瓶充满自来水,放置1天,待溶解氧稳定后,进行溶解氧测定,向1#~4#和5#~8#样品瓶中,分别加入1.5mL氯化锰溶液和硫酸锰溶液,在其它条件不变的情况下进行溶解氧测定,1#~4#样品测定结果为6.06、6.15、6.12、6.12mg/L,5#~8#样品测定结果为6.14、6.16、6.08、6.20mg/L。

由实验结果可知,使用氯化锰或硫酸锰对测定结果无影响,但氯化锰具有溶解迅速、完全、无须过滤等优点,因此选氯化锰作反应试剂。

3.3硫酸的加入量

取8个样品瓶,充满自来水,放置1天后进行溶解氧测定实验,保持其它条件不变,只改变硫酸的加入量,实验结果列于表1。

表1硫酸加入量对测定结果的影响

样品硫酸加入量/mL溶解氧含量/mg#L-1实验现象

1#0.55.62未全溶

2# 1.05.82溶解缓慢

3# 1.55.98溶解较快

4# 2.05.96溶解较快

5# 2.56.02溶解快

6# 3.06.10溶解快

7# 3.56.18溶解快

8# 4.06.20溶解快

由表1可知,加入硫酸量过少,沉淀不能完全溶解,测定结果偏低;加入硫酸量过多,沉淀溶解虽快,但测定结果偏高,这是因为滴定时,若样品溶液中酸度过大,则I-会被空气中的氧气氧化[3],从而使测定结果偏高,反应式如下:

4I-+4H++O2=2I2+2H2O

可见控制适量的硫酸加入量非常关键,一般水质中溶解氧含量小于20mg/L,实验表明,250mL样品中加入(1.5~2.0)mL硫酸足够满足实验要求。

3.4氯化锰的加入量

取8个样品瓶,充满自来水,放置1天后进行溶解氧测定,保持其它条件不变,只改变氯化锰的加入量,实验结果列于表2。

表2氯化锰加入量对测定结果的影响

样品

氯化锰加入量/

mL

溶解氧含量/

m g#L-1实验现象1#0.55.35沉淀颗粒大,悬浮

2#1.06.18沉淀颗粒大,悬浮

3#1.56.22沉淀迅速

4#2.06.37沉淀迅速

5#2.56.24沉淀较迅速,浑浊

6#3.06.28沉淀缓慢,浑浊

7#3.56.20沉淀缓慢,浑浊

8#4.06.26沉淀缓慢,浑浊

由表2可见,加入氯化锰量过少,则形成的沉淀颗粒悬浮在水样中,当加酸时,移液管需深入水样底部,由于浮力作用,会有部分悬浮颗粒进入移液管中,造成有效样品的损失。另外,由于氯化锰量不足,溶解氧不能完全与之反应,使测定结果偏低;加入过多氯化锰,形成的沉淀量大,酸溶解缓慢,实验周期延长,且加酸时会有样品损失。因此控制适当的氯化锰加入量,可以提高测量结果的准确度。实验加入1.5mL氯化锰溶液。

3.5碘量法与仪器法的比对

取8个自来水样,用鼓泡法使溶解氧达到饱和, 1#~4#样品用碘量法,按照优化的条件测定,5#~8#样品用溶解氧测定仪进行测定,由于饱和溶解氧含量受温度影响很大,整个实验过程控制温度为19~ 20e,测定结果列于表3。

表3碘量法与仪器法的比对实验结果m g/L 样品测定方法溶解氧含量平均值

1#

2#

3#

4#

碘量法

10.20

10.30

10.28

10.38

10.29

5#

6#

7#

8#

仪器法

10.50

10.56

10.52

10.48

10.52

以上对比实验表明,碘量法与仪器法的测量结果一致性很好。可见采用优化后的实验条件,提高了碘量法测量结果的准确度。

4结语

碘量法测定水中溶解氧时,选择氯化锰作反应试剂,适当控制硫酸和氯化锰的加入量,可以提高了测量结果的准确度。

参考文献

[1]GB/T7489-1989水质溶解氧的测定碘量法[S].

55

梁秀丽,等:碘量法测定水中溶解氧