測定水中溶解氧的方法探究

車光蘭

[摘 要]本文分析了水中溶解氧測定的原理及具體步驟。

[關鍵詞]測定方法；溶解氧；實驗操作

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.02.035

溶解在水中的分子態氧稱為溶解氧。天然水的溶解氧含量取決于水體與大氣中氧的平衡。溶解氧的飽和和含量和空氣中氧的分壓、大氣壓力、水溫有密切關系。清潔地面水溶解氧一般接近飽和。

在無機物定量分析實驗中，我們經常用間接碘量法及其修正法和膜電極法測定水中溶解氧的含量，清潔水可直接采用碘量法測定。而常量滴定法在測定水中溶解氧含量時，一般要求在實驗室完成，并且需要的儀器較多，如滴定管、滴定臺、移液管等，對校外調查很不方便。鑒于在生產管理中，要求迅速地測出含氧結果以便于指導實際生產，筆者經多年教學和實驗，總結出更簡易的測氧方法，此法在測定時，使用的儀器少，可快速簡便的滿足生產上的要求。此法用于清潔水，準確度很高，但用于污水檢測則有嚴重干擾。例如：NO-2，Fe+3及許多氧化劑可使測定結果偏高。至于正常企業用水，干擾不嚴重，現將此法介紹如下：

1 原 理

水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中溶解氧將低價錳氧化成高價錳，生成四價的氫氧化物棕色沉淀。加酸后，氫氧化物沉淀溶解形成可溶性四價錳Mn（S04）2，Mn（S04）2與碘離子反應釋放出與溶解氧量相當的游離碘，以淀粉作指示劑，用硫代硫酸鈉滴定釋放出的碘，可計算出水中溶解氧的含量。

2 試 劑

（1）濃硫酸0.5%淀粉：市售。

（2）硫酸錳溶液：稱取480g硫酸錳（MnSO4·4H2O）溶于水，用水稀釋到1000ml。此溶液加到酸化過的碘酸鉀溶液中，遇淀粉不得變藍色。

（3）堿性碘化鉀溶液：稱取500 g氫氧化鈉溶解于300～400ml水中，另稱取150 g碘化鉀（或135gNaI）溶于200ml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1000ml。如有沉淀，則放置過夜后，傾出上清液，貯于棕色瓶中。用橡皮塞塞緊，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉應不呈藍色。

（4）1%（m/V）淀粉溶液：稱取1g可溶性淀粉，用少量水調成糊狀，再用剛煮沸的水沖稀至100ml。冷卻后，加入0.1g水楊酸或0.4g氯化鋅防腐。

（5）0.02500mol（1/6K2Cr2O7）重鉻酸鉀標準溶液：稱取于105℃～110℃烘干2h并冷卻的重鉻酸鉀1.2258g，溶于水，移入1000ml容量瓶中，用水稀釋至標線，搖勻。

（6）0.02N硫代硫酸鈉標準溶液：稱取6.2g硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O）溶于煮沸放冷的水中，加0.2g碳酸鈉，用水稀釋至1000m1。貯于棕色瓶中，使用前用0.02501mol/L重鉻酸鉀標準溶液標定，標定方法如下：于250ml碘量瓶中，加入100ml水和1g碘化鉀、10.00ml 0.02500mol/L重鉻酸鉀標準溶液、5ml硫酸溶液密塞，搖勻。于暗處靜置5min后，用待標定的硫代硫酸鈉溶液滴定至溶液呈淡黃色，加入1ml淀粉溶液，繼續滴定至藍色剛好褪去為止，記錄用量。

3 儀 器

（1）直滴管2支（其中一支用于取水樣時調整液面）；

（2）水樣瓶250毫升具有磨合塞細口瓶若干個；

（3）量筒（50ml）1個；

（4）錐形瓶2個（帶有50毫升刻度）；

（5）滴瓶4個（裝試劑用）。

4 具體操作步驟

（1）取樣：用虹吸法取250毫升水樣。

（2）溶解氧的固定：當場立即加1滴管（約18滴）硫酸錳，1滴管（約18滴）堿性碘化鉀，（滴管勿混）蓋蓋（注意瓶中不可有氣泡），上下顛倒搖晃一分鐘，靜止。一般在取樣現場固定。

（3）酸化：待沉淀下降至中部后，用滴管吸取1滴管濃硫酸迅速滴入水樣瓶中，立即蓋蓋搖勻，使沉淀溶解。

（4）滴定：用量筒（或用帶有50毫升刻度的錐形瓶）取酸化后的水樣50毫升置于錐形瓶中，用滴管吸取硫代硫酸鈉溶液（滴管需用硫代硫酸鈉溶液潤洗），一滴一滴滴入錐形瓶中，滴定時用一只手控制滴管，將滴管下端插入錐形瓶中2～3cm；另一只手握錐形瓶，邊滴定邊搖晃，滴定到溶液呈淡黃色時，加0.5%淀粉8～10滴，此時溶液呈藍色，然后繼續用硫代硫酸鈉滴定，接近終點時，滴定速度要慢，滴定至藍色剛剛消失為止，記錄前后兩次滴入硫代硫酸鈉的滴數，設n滴。

（5）計算方法：滴數（n滴）×系數（即每升水中所含溶解氧的毫克數）。

5 系數的由來

式中：V樣—— 取酸化水樣的體積（毫升）；

N——硫代硫酸鈉的量濃度，其準確度需要標定后代入公式計算；

V——滴定時消耗硫代硫酸鈉的體積。

在用直滴管滴定時，要進行校正，校正的方法用量筒校正，判斷1毫升是多少滴，即算出1滴相當于多少毫升。

假設：NNa2S2O3=0.02017

V水樣=50毫升

校正后的直滴管1毫升是18滴，1滴相當于0.056毫升。

即：O2（毫克/升）=0.02017×0.056×滴×8×1000/50=0.18×N滴

即系數是0.18。

在測定時，系數是一個變量，與所取酸化后水樣的體積（V水樣）、Na2S2O3的當量濃度及滴管的滴數相當于多少毫升有關。在滴管不變及水樣體積相同時，系數隨Na2S2O3的當量濃度變化而變化。當一瓶Na2S2O3隨著濃度標定后，濃度在一定時間內可以近似地看成一個定值，其變化對滴定結果影響不大。但如果重新配制試劑，濃度變化很大及時間較長時，必須重新標定Na2S2O3的濃度，重新計算出系數值。

每次在計算溶解氧含量時，只用系數乘以滴數（即每升水中溶解氧的毫克數）。

設前后兩次滴入23滴Na2S2O3溶液，則此水中溶解氧的含量是0.18×23=4.1mg/L。

6 注意事項

（1）采集水樣時，要注意不使水樣曝氣或有氣泡存在采樣瓶中。可用水樣沖洗溶解氧瓶后，沿瓶壁直接傾注水樣或用虹吸法將細管插入溶解氧瓶底部，注入水樣至溢流出瓶容積的1/3～1/2。水樣采集后，為防止溶解氧的變化，應立即加固定劑于樣品中，并存于冷暗處，同時記錄水溫和大氣壓力。

（2）采水樣時，最好用采水器采水樣并外溢2～3個體積，在沒有采水器時，也可以用水樣瓶從池中直接灌取，但要注意水層并避開特定環境。直接灌水會給結果帶來誤差，但誤差不大，一般用來指導生產。

（3）硫酸錳，堿性碘化鉀也可用滴瓶保存，但在用滴瓶滴管加藥時，最好對滴管體積進行校正。

（4）由于加入的硫酸錳，堿性碘化鉀及濃硫酸都是過量的，因此可以離開界面一次迅速加入1滴管（假設1滴管相當于1毫升，否則需對滴管進行校正）。

（5）以上介紹是取250毫升水樣時，加固定藥1毫升，當取樣的體積發生變化時，可按比例加減各種試劑。

（6）以上操作是對所有量器都進行了標準校正，其測定結果準確。筆者做了一些比較，如某企業用水中溶解氧用常量法進行測定，分析結果是9.12mgO2/L，經簡化后測定分析結果是9.32mgO2/L，相對誤差為0.20mg/L，也在常量測定中的允許范圍之內（0.1～0.2mg/L允許范圍），可以指導生產。