水中溶解氧的测定(碘量法)
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环境监测与实验室质量控制实验报告
实验二 碘量法测定水中DO
环境工程
一、实验目的和要求
1.掌握碘量法测定溶解氧的方法。 2.练习实际测量以及滴定的操作。 二、碘量法溶解氧的测定 (一)原理:
水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾,水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰,生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后,氢氧化物沉淀溶解形成可溶性四价锰42()Mn SO ,42()Mn SO 与碘离子反应释出与溶解氧量相当的游离碘,以淀粉作指示剂,用硫代硫酸钠滴定释出碘,可计算溶解氧的含量。 (二)主要仪器:
250mL 溶解氧瓶,50mL 滴定管,250mL 锥形瓶,100ml 大肚移液管,2ml 移液管。 (三)试剂:
1.浓硫酸24H SO ( 1.84ρ=)。
2.硫酸锰溶液:称取36g 硫酸锰(424MnSO H O g
)溶于水中,稀释至100mL 。此溶液加至酸化过的碘化钾溶液中,遇淀粉不得产生蓝色。
3.碱性碘化钾溶液:称取500gNaOH 溶于300-400mL 去离子水中,另称取150gKI(或135gNaI)溶于200mL 中,待NaOH 溶液冷却后,将两溶液合并混匀,用水稀释至1000mL 。如有沉淀,静置24h ,倒出上层澄清液,贮于棕色瓶中。用橡皮塞塞紧,避光保存。此溶液酸化后,遇淀粉不得产生蓝色。
4.1%淀粉溶液:称取1g 可溶性淀粉,用少量水调成糊状,用刚煮沸的水冲稀至100mL 。冷却后,加入水杨酸或防腐。
5.重铬酸钾标准溶液(227160.02500/K Cr O C mol L =):称取于105-110℃烘干2h 并冷却的227K Cr O ,溶于水中,转移至1000mL 容量瓶中,用水稀释至刻线,摇匀。
6.硫代硫酸钠溶液:称取硫代硫酸钠(22325Na S O H O g
),溶于1000mL 煮沸放凉的水中,加入碳酸钠。贮于棕色瓶中。在暗处放置7-14天后标定。
标定:于250mL 碘量瓶中,加入100mL 水和1gKI ,用移液管吸取的L 227K Cr O 标准溶液、5mL (l+5)24H SO 溶液密塞,摇匀。置于暗处5min ,取出后用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至由棕色变为淡黄色时,加入1mL 淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚好退去为止,记
录用量。计算硫代硫酸钠的浓度:
10.000.025
C V
⨯=
式中, C —硫代硫酸钠的浓度, mol/L :
V 一滴定时消耗硫代硫酸钠的体积, mL 。
(四)步骤: 1.水样采集
a) 需要携带的仪器及药品:
*硫酸锰溶液 (共需14*1=14ml ); *碱性碘化钾溶液 (共需14*2=28ml ); *250ml 溶解氧瓶 14个; *2ml 移液管 2根; *洗耳球 2个;
*手套 8双(大号4中号4);
*实验操作纸、记录本、标签纸、笔、封口膜、橡皮筋、湿巾、纸巾、报纸。
b)操作步骤:
采集水样时,先用水样冲洗溶解氧瓶后,沿瓶壁直接注入水样或用虹吸法将细管插入溶解氧瓶底部,注入水样至溢流出瓶容积的1/3-1/2左右。要注意不使水样曝气或有气泡残存在溶解氧瓶中。
2.溶解氧的固定:
在取样现场固定。吸取1mL 4MnSO 溶液,加入装有水样的溶解氧瓶中,加注时,应将吸管插入液面下。按上法,再加入2mL 碱性KI 溶液。盖紧瓶塞,将样瓶颠倒混合数次,静置。待沉淀降至瓶内一半时,再颠倒混合一次,待沉淀物下降至瓶底。
3.析出碘:
轻轻打开瓶塞,立即用吸管插入液面下加入浓硫酸,小心盖紧瓶塞。颠倒混合,直至沉淀物全部溶解为止。放置暗处5min 。
4.样品的测定:
用移液管吸取上述溶液于250mL 锥形瓶中,用223Na S O 标准溶液滴定至溶液呈淡黄色,加入1mL 淀粉溶液。继续滴定至蓝色刚刚退去,记录硫代硫酸钠溶液用量。 5.硫代硫酸钠溶液的标定
在250ml 碘量瓶中加入100ml 水和1gKI ,再加入 L 重铬酸钾溶液、5mL (1+5)硫酸溶液, 密塞,摇匀。暗处静置5 分钟后,用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色,加入 1mL 淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚好褪去为止,记录用量。 (五)计算:
硫代硫酸钠溶液计算公式:
10.000.02500
=
C V ⨯
式中:C —硫代硫酸钠溶液的浓度(mol/L)。
V —滴定时消耗硫代硫酸钠溶液的体积(mL)。
281000
100
O CV C ⨯⨯=
式中:2O C —水中溶解氧的浓度,mg/L ; C —硫代硫酸钠标准溶液浓度,mol/L ; V —硫代硫酸钠标准溶液用量,ml 。
附注:地表水环境质量标准关于溶解氧的规定
地表水环境质量标准(GB 3838—2002)对于溶解氧的限值: Ⅰ类水体:饱和率≥90%(或≥ mg/L ); Ⅱ类水体:≥6 mg/L ; Ⅲ类水体:≥5 mg/L ; Ⅳ类水体:≥3 mg/L ; Ⅴ类水体:≥2 mg/L 。
(六)实验记录
表一 重铬酸钾标准溶液配制数据记录表
表二 滴定实验数据记录表
(七)结果分析:
227K Cr O =1.2356/294.18=0.02519(mol/L)
C ⨯()
()
22310.00 0.0251910.00 0.02519
C(Na S O )==0.02424mol /L 10.39V ⨯⨯=
2 6.5 6.390.024248 1000 8 10002C(O )=12.4998(/)
100100CV mg L +⎛⎫⨯⨯⨯ ⎪⨯⨯⎝⎭==
则水样溶解氧浓度为L 。
(八)思考与讨论:
1、水体初测DO 值显示水体处于Ⅰ类水体,溶解氧值含量高,但具体界定水体质量标准时仍需多点采样,综合测评。
2、取水样时要避免瓶中出现气泡,否则会使测定值偏大。
3、样品一在滴加浓硫酸后,放入暗处静置,而样品二滴加浓硫酸后未放入暗处静置。从结果看来,影响很微小。但经暗处放置的样品一析出的I 2稍多。
4、滴加不精确的液体时,可以使用移液枪,但是滴加需要精确的液体时,不能使用移液枪。因为移液枪的精确度高但是准确度不高。
5、滴定前,要将碱式滴定管尖嘴出气泡排尽,否则会影响测定读数。
6、水样中含有亚硝酸盐时会干扰碘量法测定溶解氧,要采用叠氮化钠修正法。
6、实际操作中配制重铬酸钾标准溶液所取药品质量稍大,因此采用实际浓度进行计算。