测定水中溶解氧的方法探究

[摘 要]本文分析了水中溶解氧测定的原理及具体步骤。

[关键词]测定方法；溶解氧；实验操作

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.02.035

溶解在水中的分子态氧称为溶解氧。天然水的溶解氧含量取决于水体与大气中氧的平衡。溶解氧的饱和和含量和空气中氧的分压、大气压力、水温有密切关系。清洁地面水溶解氧一般接近饱和。

在无机物定量分析实验中，我们经常用间接碘量法及其修正法和膜电极法测定水中溶解氧的含量，清洁水可直接采用碘量法测定。而常量滴定法在测定水中溶解氧含量时，一般要求在实验室完成，并且需要的仪器较多，如滴定管、滴定台、移液管等，对校外调查很不方便。鉴于在生产管理中，要求迅速地测出含氧结果以便于指导实际生产，笔者经多年教学和实验，总结出更简易的测氧方法，此法在测定时，使用的仪器少，可快速简便的满足生产上的要求。此法用于清洁水，准确度很高，但用于污水检测则有严重干扰。例如：NO-2，Fe+3及许多氧化剂可使测定结果偏高。至于正常企业用水，干扰不严重，现将此法介绍如下：

1 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Mn（S04）2，Mn（S04）2与碘离子反应释放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放出的碘，可计算出水中溶解氧的含量。

2 试 剂

（1）浓硫酸0.5%淀粉：市售。

（2）硫酸锰溶液：称取480g硫酸锰（MnSO4・4H2O）溶于水，用水稀释到1000ml。此溶液加到酸化过的碘酸钾溶液中，遇淀粉不得变蓝色。

（3）碱性碘化钾溶液：称取500 g氢氧化钠溶解于300～400ml水中，另称取150 g碘化钾（或135gNaI）溶于200ml水中，待氢氧化钠溶液冷却后，将两溶液合并，混匀，用水稀释至1000ml。如有沉淀，则放置过夜后，倾出上清液，贮于棕色瓶中。用橡皮塞塞紧，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉应不呈蓝色。

（4）1%（m/V）淀粉溶液：称取1g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，再用刚煮沸的水冲稀至100ml。冷却后，加入0.1g水杨酸或0.4g氯化锌防腐。

（5）0.02500mol（1/6K2Cr2O7）重铬酸钾标准溶液：称取于105℃～110℃烘干2h并冷却的重铬酸钾1.2258g，溶于水，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。

（6）0.02N硫代硫酸钠标准溶液：称取6.2g硫代硫酸钠（Na2S2O3・5H2O）溶于煮沸放冷的水中，加0.2g碳酸钠，用水稀释至1000m1。贮于棕色瓶中，使用前用0.02501mol/L重铬酸钾标准溶液标定，标定方法如下：于250ml碘量瓶中，加入100ml水和1g碘化钾、10.00ml 0.02500mol/L重铬酸钾标准溶液、5ml硫酸溶液密塞，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去为止，记录用量。

3 仪 器

（1）直滴管2支（其中一支用于取水样时调整液面）；

（2）水样瓶250毫升具有磨合塞细口瓶若干个；

（3）量筒（50ml）1个；

（4）锥形瓶2个（带有50毫升刻度）；

（5）滴瓶4个（装试剂用）。

4 具体操作步骤

（1）取样：用虹吸法取250毫升水样。

（2）溶解氧的固定：当场立即加1滴管（约18滴）硫酸锰，1滴管（约18滴）碱性碘化钾，（滴管勿混）盖盖（注意瓶中不可有气泡），上下颠倒摇晃一分钟，静止。一般在取样现场固定。

（3）酸化：待沉淀下降至中部后，用滴管吸取1滴管浓硫酸迅速滴入水样瓶中，立即盖盖摇匀，使沉淀溶解。

（4）滴定：用量筒（或用带有50毫升刻度的锥形瓶）取酸化后的水样50毫升置于锥形瓶中，用滴管吸取硫代硫酸钠溶液（滴管需用硫代硫酸钠溶液润洗），一滴一滴滴入锥形瓶中，滴定时用一只手控制滴管，将滴管下端插入锥形瓶中2～3cm；另一只手握锥形瓶，边滴定边摇晃，滴定到溶液呈淡黄色时，加0.5%淀粉8～10滴，此时溶液呈蓝色，然后继续用硫代硫酸钠滴定，接近终点时，滴定速度要慢，滴定至蓝色刚刚消失为止，记录前后两次滴入硫代硫酸钠的滴数，设n滴。

（5）计算方法：滴数（n滴）×系数（即每升水中所含溶解氧的毫克数）。

5 系数的由来

式中：V样―― 取酸化水样的体积（毫升）；

N――硫代硫酸钠的量浓度，其准确度需要标定后代入公式计算；

V――滴定时消耗硫代硫酸钠的体积。

在用直滴管滴定时，要进行校正，校正的方法用量筒校正，判断1毫升是多少滴，即算出1滴相当于多少毫升。

假设：NNa2S2O3=0.02017

V水样=50毫升

校正后的直滴管1毫升是18滴，1滴相当于0.056毫升。

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

即系数是0.18。

在测定时，系数是一个变量，与所取酸化后水样的体积（V水样）、Na2S2O3的当量浓度及滴管的滴数相当于多少毫升有关。在滴管不变及水样体积相同时，系数随Na2S2O3的当量浓度变化而变化。当一瓶Na2S2O3随着浓度标定后，浓度在一定时间内可以近似地看成一个定值，其变化对滴定结果影响不大。但如果重新配制试剂，浓度变化很大及时间较长时，必须重新标定Na2S2O3的浓度，重新计算出系数值。

每次在计算溶解氧含量时，只用系数乘以滴数（即每升水中溶解氧的毫克数）。

设前后两次滴入23滴Na2S2O3溶液，则此水中溶解氧的含量是0.18×23=4.1mg/L。

6 注意事项

（1）采集水样时，要注意不使水样曝气或有气泡存在采样瓶中。可用水样冲洗溶解氧瓶后，沿瓶壁直接倾注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。水样采集后，为防止溶解氧的变化，应立即加固定剂于样品中，并存于冷暗处，同时记录水温和大气压力。

（2）采水样时，最好用采水器采水样并外溢2～3个体积，在没有采水器时，也可以用水样瓶从池中直接灌取，但要注意水层并避开特定环境。直接灌水会给结果带来误差，但误差不大，一般用来指导生产。

（3）硫酸锰，碱性碘化钾也可用滴瓶保存，但在用滴瓶滴管加药时，最好对滴管体积进行校正。

（4）由于加入的硫酸锰，碱性碘化钾及浓硫酸都是过量的，因此可以离开界面一次迅速加入1滴管（假设1滴管相当于1毫升，否则需对滴管进行校正）。

（5）以上介绍是取250毫升水样时，加固定药1毫升，当取样的体积发生变化时，可按比例加减各种试剂。

（6）以上操作是对所有量器都进行了标准校正，其测定结果准确。笔者做了一些比较，如某企业用水中溶解氧用常量法进行测定，分析结果是9.12mgO2/L，经简化后测定分析结果是9.32mgO2/L，相对误差为0.20mg/L，也在常量测定中的允许范围之内（0.1～0.2mg/L允许范围），可以指导生产。