水中溶解氧测定：碘量法实验三成果

一、实验目的

（1）掌握碘量法测定水中溶解氧的原理和方法；

（2）掌握水样存在不同干扰物时的处理方法或选用合适的测定方法。

二、实验原理

测定水中溶解氧常用碘量法及其修正法和膜电极法，清洁水可直接采用碘量法测定。其原理是：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，氢氧化物沉淀溶解并与碘离子反应，释出游离碘。以淀粉作为指示剂，用硫代硫酸钠滴定释出的碘，即可计算出溶解氧的含量。反应式如下：

三、实验仪器

（1）250mL溶解氧瓶或具塞试剂瓶2个。

（2）50mL滴定管2支。

（3）1mL移液管3支，25mL、100mL移液管各1支。

（4）10mL、100mL量筒各1个。

（5）250mL碘量瓶2个。

四、实验试剂

1.硫酸锰溶液

将MnSO4·4H2O 480g或MnSO4·2H2O 400g溶于蒸馏水中，过滤后稀释到1 000mL（此溶液中不能含有高价锰，检验方法是取少量此溶液加入碘化钾及稀硫酸后观察溶液能否变成黄色，如变成黄色表示有少量碘析出，即表示溶液中含有高价锰）。

2.碱性碘化钾溶液

溶解350g氢氧化钠于300～400mL蒸馏水中，冷却至室温。另溶解300g碘化钾于200mL蒸馏水中，慢慢加入已冷却的氢氧化钠溶液。摇匀后用蒸馏水稀释至1 000mL（强碱性溶液，腐蚀性很大，使用时时注意勿溅在皮肤或衣服上），如有沉淀，则放过夜后，倾出上清液贮藏于塑料瓶或棕色瓶中。

3.浓硫酸

比重1.84，强酸，腐蚀性很大，使用时注意勿溅在皮肤或衣服上。

4.1%淀粉指示液

称取2g可溶性淀粉，溶于少量蒸馏水中，用玻璃棒调成糊状，慢慢加入（边加边搅拌）刚煮沸的200mL蒸馏水中，冷却后加入0.25g水杨酸或0.8g氯化锌ZnCl2防腐剂。此溶液遇碘应变为蓝色，如变成紫色表示已有部分变质，要重新配制。

5.（1＋1）硫酸溶液

将浓硫酸（比重1.84）与水等体积混合。

6.硫代硫酸钠溶液（C（Na2S2O3）＝0.025mol／L）

称取6.2g硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）溶于煮沸放冷的蒸馏水中，加入0.2g碳酸钠，用水稀释至1 000mL。贮于棕色瓶中。使用前用重铬酸钾（C（1／6K2Cr2O7）＝0.025 0mol／L）标准溶液标定，标定方法如下：于250mL碘重瓶中，加入100mL蒸馏水和1g碘化钾，加入10.00mL 0.025 0mol／L重铬酸钾标准溶液、5mL 2mol／L硫酸（1／2H2SO4）溶液，密塞，摇匀，于暗处静置5min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尽为止，记录用量。

标定反应如下：

式中：C——硫代硫酸钠溶液浓度，mol／L；

　　　V——硫代硫酸钠溶液消耗量，mL。

五、实验步骤(www.xing528.com)

1.采样

将取样管插入取样瓶（溶解氧瓶）底，让水样慢慢溢出，装满后再溢出半瓶左右，取出取样管，赶走瓶壁上可能存在的气泡，盖上瓶盖（盖下不能留有气泡）。

2.溶解氧的固定

用移液管插入溶解氧瓶的液面下，加入1mL硫酸锰溶液，2mL碱性碘化钾溶液，盖好瓶盖颠倒混合数次，静置。待棕色沉淀物降至半瓶时，再颠倒混合一次，待沉淀物降到瓶底。

3.碘析出

轻轻打开瓶塞，立即用移液管插入液面下加入1.5mL（1＋1）硫酸，小心盖好瓶塞，颠倒混合摇匀，至沉淀物全部溶解为止，放置暗处5min。

4.滴定

取100.0mL上述溶液放置于250mL锥形瓶中，用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，记录硫代硫酸钠用量。

六、实验数据处理

式中：C——硫代硫酸钠溶液浓度，mol／L；

　　　V2——滴定时消耗的硫代硫酸钠体积，mL；

　　　8——氧（1／2，O）摩尔质量，g／mol；

　　　V0——250，mL；

　　　V1——加入的MnSO4、碱性碘化钾的体积之和，mL。

七、注意事项

（1）一般规定要在取水样后立即进行溶解氧的测定，如果不能在取水样处完成，应该在水样采取后立即加入硫酸锰及碱性碘化钾溶液，使溶解氧“固定”在水中，其余的测定步骤可送往实验室进行。取样与进行测定时间间隔不要太长，以不超过4h为宜。

（2）瓶中充满水样时，必须不留空气泡，不然空气泡中的氧也会氧化Mn（OH）2，使分析结果偏高。

（3）水中如果有亚硝酸盐存在，亚硝酸氮含量大于0.1mg／L时，亚硝酸盐与碘化钾作用会析出游离碘，在反应中析出的NO在滴定时受空气氧化而生成亚硝酸：

亚硝酸又会从碘化钾中将碘析出，这样就使分析结果偏高。为了获得正确的结果，可在用浓硫酸溶解沉淀之前，在水样瓶中加入数滴5%叠氮化钠溶液，其反应如下：

（4）当Fe3＋的含量大于1mg／L时，溶液酸化后Fe3＋将与KI作用而析出碘，这样就使分析结果偏高：

为了使测定溶解氧获得正确的结果，可以在沉淀未溶解以前，加入2mL 40%的氟化钾溶液，然后用4mL 85%的磷酸H3PO4代替硫酸，此时沉淀溶解，同时所有的Fe3＋与F－或PO43－络合成［FeF6］3－或［Fe（PO4）2］3－，这样就抑制了Fe3＋与KI的作用。

（5）如果水样中含有还原物质Fe2＋、S2－、SO32－、NO2－和有机物等，则可在酸性条件下加高锰酸钾去除，过量的高锰酸钾用草酸还原去除。

去除的具体步骤如下：

取水样250mL，在水样瓶中，用移液管沿瓶口壁加0.7mL浓硫酸，再将移液管插入溶液加1mL0.6%的高锰酸钾溶液，盖好瓶盖摇匀至溶液为淡红色，如溶液中红色很快褪去，则再加1mL高锰酸钾溶液摇匀至红色保持5min不褪为止。

5min后，用移液管加2%草酸液1mL（移液管仍须插入液面之下），盖好盖子摇匀，红色褪尽。若红色未褪尽，则需再加草酸，草酸的用量要恰好为使高锰酸钾完全作用，否则可能会造成测定结果偏低。过程中试剂的全部加入量要准确记录以便结果计算时校正，同时注意防止水中溶解氧的损失或大气氧溶入。

去除还原物质后的水样，其溶解氧的测定按碘量法步骤进行。

（6）硫代硫酸钠标定中的注意事项如下：用重铬酸钾作氧化剂，必须在高酸度条件下。定量的碘和硫代硫酸钠反应要求在微酸性或中性溶液中进行，因为酸度高，会加快硫代硫酸钠的分解，因此，必须把高酸度的溶液稀释。同时，溶液稀释后亦可减少碘分子在滴定过程中的损失。