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
【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.
【期刊名称】《化学分析计量》 【年(卷),期】2008(017)002 【总页数】3页(P54-56)
【关键词】溶解氧;碘量法;含量;测定
【作 者】梁秀丽;潘忠泉;王爱萍;姚旭霞;刘立君;周彤
【作者单位】国防科工委化学计量一级站,济南,250031;国防科工委化学计量一级站,济南,250031;国防科工委化学计量一级站,济南,250031;国防科工委化学计量一级站,济南,250031;国防科工委化学计量一级站,济南,250031;国防科工委化学计量一级站,济南,250031 【正文语种】中 文 【中图分类】O6
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/T 11913-19、ISO 5814-1984中的电化学探头法，ASTM D5543-1999中的比色法，GB/T 74-1987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150 mm以上； 取样瓶：250 mL，具磨口塞的细口瓶； 碘量瓶：250 mL； 碱式滴定管：50 mL； 硫酸溶液：
四水合氯化锰溶液：450 g/L； 碘化钾：分析纯； 氢氧化钠：分析纯;
碱性试剂：35 g氢氧化钠和30 g碘化钾溶于50 mL水中；
硫代硫酸钠标准滴定溶液：0.01 mol/L； 氯化锰溶液：0.28 g/mL;淀粉指示剂：10 g/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1.5 mL氯化锰溶液和2 mL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1 mL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： (1)
式中：c1——溶解氧含量，mg/L； Mr——氧气的摩尔质量，g/mol； 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。 式(1)中的f由式(2)计算：
(2)
式中：V0——取样桶的体积，mL； V′——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20℃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1.5 mL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、6.12 mg/L，5#～8#样品测定结果为6.14、6.16、6.08、6.20 mg/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20 mg/L，实验表明，250 mL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/mg·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1.5 mL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19～20℃，测定结果列于表3。 表3 碘量法与仪器法的比对实验结果 mg/L样品测定方法溶解氧含量平均值1#2#3#4#碘量法10．2010．3010．2810．3810．295#6#7#8#仪器法
10．5010．5610．5210．4810．52
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/T 74-19 水质溶解氧的测定 碘量法[S].
[2] 安卫东，陶良瑛.碘量法测定水中溶解氧测量不确定度的评定[J].化学分析计量，2003，12(6)：5-7.
[3] 华东化工学院.分析化学[M].北京：高等教育出版社,1985：182.
