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水中溶解氧的测定--碘量法
  • 发布日期:2009-10-11      浏览次数:33781
    • 一、实验原理
        水中溶解氧的测定,一般用碘量法。在水中加入硫酸锰及碱性碘化钾溶液,生成氢氧化锰沉淀。此时氢氧化锰性质极不稳定,迅速与水中溶解氧化合生成锰酸锰:
        2MnSO4+4NaOH=2Mn(OH)2+2Na2SO4
        2Mn(OH)2+O2=2H2MnO3
        H2MnO3Mn(OH)2MnMnO3+2H2O
                                  
                棕色沉淀
        加入浓硫酸使棕色沉淀(MnMn02与溶液中所加入的碘化钾发生反应,而析出碘,溶解氧越多,析出的碘也越多,溶液的颜色也就越深。
        2KI+H2SO4=2HI+K2SO4
        MnMnO3+2H2SO4+2HI=2MnSO4+I2+3H2O
        I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
        用移液管取一定量的反应完毕的水样,以淀粉做指示剂,用标准溶液滴定,计算出水样中溶解氧的含量。

       
      二、实验用品:
        1、仪器:溶解氧瓶(250ml)   锥形瓶(250ml)     酸式滴定管(25ml)   移液管(50m1)   吸球
        2、药品:硫酸锰溶液 碱性碘化钾溶液 浓硫酸   淀粉溶液(1)   硫代硫酸钠溶液(0.025molL)
       
      三、实验方法
       
      水样的采集与固定
        1、用溶解氧瓶取水面下20—50cm的河水、池塘水、湖水或海水,使水样充满250ml的磨口瓶中,用尖嘴塞慢慢盖上,不留气泡。
        2、在河岸边取下瓶盖,用移液管吸取硫酸锰溶液1ml插入瓶内液面下,缓慢放出溶液于溶解氧瓶中。
        3、取另一只移液管,按上述操作往水样中加入2ml碱性碘化钾溶液,盖紧瓶塞,将瓶颠倒振摇使之充分摇匀。此时,水样中的氧被固定生成锰酸锰(MnMnO3棕色沉淀。将固定了溶解氧的水样带回实验室备用。
       
      酸化
        往水样中加入2ml浓硫酸,盖上瓶塞,摇匀,直至沉淀物*溶解为止若没全溶解还可再加少量的浓酸。此时,溶液中有I2产生,将瓶在阴暗处放5分钟,使I2全部析出来。
       
      用标准Na2S2O3溶液滴定
        1、用50ml移液管从瓶中取水样于锥形瓶中。
        2、用标准Na2SN2O3溶液滴定至浅黄色。
        3、向锥形瓶中加入淀粉溶液2ml(此时确芤合岳渡?
        4、继续用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色变成无色为止。
        5、记下消耗Na2S2O3标准溶液的体积。 
        6、按上述方法平行测定三次。
       
      计算
         溶解氧(mgL)CNa2S2O3×VNa2S2O3×32/4×1000/V
         O2―→2Mn(OH)2―→MnMnO3―→2I2―→4Na2S2O3
         1molO24molNa2S2O3相当
        用硫代硫酸钠的摩尔数乘氧的摩尔数除以4可得到氧的质量(mg),再乘1000可得每升水样所含氧的毫克数:
         CNa2S2O3——硫代硫酸钠摩尔浓度(00250molL)
          VNa2S2O3——硫代硫酸钠体积(m1)
         V——水样的体积(ml)
       
      参考资料
        溶解于水中的氧称为溶解氧,以每升水中含氧(O2的毫克数表示。水中溶解氧的含量与大气压力、空气中氧的分压及水的温度有密切的关系。在1.013×105Pa的大气压力下,空气中含氧气20.9%时,氧在不同温度的淡水中的溶解度也不同。
        如果大气压力改变,可按下式计算溶解氧的含量:
        S1SP1.013×105
        式中S1——大气压力为P( Pa)时的溶解度(mgL)
        S——l.013×105Pa时的溶解度数(mgL)
        P——实际测定时的大气压力(Pa)
        氧是大气组成的主要成分之一,地面水敞露于空气中,因而清洁的地面水中所含的溶解氧常接近于饱和状态。在水中有大量藻类繁殖时,由于植物的光合作用而方出氧,有时甚至可以含有饱和的溶解氧。如果水体被易于氧化的有机物污染,那么,水中所含溶解氧就会减少。当氧化作用进行的太快,而水体又不能从空气中吸收氧气来补充氧的消耗,溶解氧不断减少,有时甚至会接近于零。在这种情况下,厌氧细菌繁殖并活跃起来,有机物发生腐败作用,水体产生臭味。因此,溶解氧的测定对于了解水体的自净作用,有极其重要的关系。在一条流动的河水中,取不同地段的水样来测定溶解氧。可以帮助了解该水体在不同地点所进行的自净作用情况。
       
      试剂的配制
        l、硫酸锰溶液。溶解480g分析纯硫酸锰(MnS04· H20)溶于蒸馏水中,过滤后稀释成1L
        2、碱性碘化钾溶液。取500g分析纯氢氧化钠溶解于300—400ml蒸馏水中如氢氧化钠溶液表面吸收二氧化碳生成了碳酸钠,此时如有沉淀生成,可过滤除去。另取得气150g碘化钾溶解于200ml蒸馏水中。将上述两种溶液合并,加蒸馏水稀释至1L
        3、硫代硫酸钠标准溶液。溶解6.2g分析纯硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H20)于煮沸放冷的蒸馏水中,然后在加入0.2g无水碳酸钠,移入1L的溶量瓶中,加入蒸馏水至刻度(0.0250molL)。为了防止分解可加入氯仿数毫升,储于棕色瓶中用前进行标定:
        1)重铬酸钾标溶液:称取在于110℃干燥2小时的分析纯重铬酸钾1.2258g,溶于蒸馏水中,移入1L的溶量瓶中,稀释至刻度(0.0250molL)
        2)0.0250molL重铬酸钾标准溶液标定硫代硫酸钠的浓度。在250ml的锥形瓶中加入1g固体碘化钾及50ml蒸馏水。用滴定管加入15.00ml 0.0250moll重铬酸钾溶液,再加入5ml l5的硫酸溶液,此时发生下列反应:
        K2Cr076KI7H2S044K2S04Cr2(S0433I27H20
      在暗处静置5分钟后,由滴定管滴入硫代硫酸钠溶液至溶液呈浅黄色,加入2ml淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚退去为止。记下硫代硫酸钠溶液的用量。标定应做三个平行样,求出硫代硫酸钠的准确浓度,较准0.0250molL
        CNa2S20315.00×0.0250VNa2S203