生产环境与农业品投入检测W2207 4 微教材 水中DO的测定

1、农产品与食品质量检测技术教学资源库生产环境与农业投入品检测课程-微教材微课编号W2207微课名称水中DO的测定所属模块生产环境监测子模块水环境监测关键词溶解氧；碘量法是否通用通用 农产品V食品是否重点建设是否V微课类型实验实训型微课形式画中画式教学设计模式讲授法教学目标理解碘量法测定水中溶解氧的原理，掌握碘量法测定水中溶解氧的操作技术要 点。教学内容知识点技能点1、碘量法测定水中溶解氧的原理2、溶解氧采样瓶的使用方法3、碘量法测定水中溶解氧的操作技术要 占八、1、水样的固定2、溶解氧采样瓶的规范使用3、碘量法测定水中溶解氧的操作规范 使用1、溶解氧的含义溶解在水中的氧称为溶解氧(Dissolv

2、ed Oxygen, DO),溶解氧以分子状态存在于水中。 水中溶解氧量是水质重要指标之一。水中溶解氧含量受到两种作用的影响：一种是使DO下降的耗氧作用，包括耗氧有机物降 解的耗氧，生物呼吸耗氧；另一种是使 DO增加的复氧作用，主要有空气中氧的溶解，水生植 物的光合作用等。这两种作用的相互消长，使水中溶解氧含量呈现出时空变化。若以CH2O代表有机物，则有机物氧化分解反应式为：CH2O+O2T CO2+H2O如果水中有机物含量较多，其耗氧速度超过氧的补给速度，则水中DO量将不断减少，当水体受到有机物的污染时，水中溶解氧量甚至可接近于零，这时有机物在缺氧条件下分解就出 现腐败发酵现象，使水质严重恶

3、化。天然水体中DO的数量，除与水体中的生物数量和有机物的数量有关外，还与水温和水层有关。在正常情况下地表水中溶解氧量为 5-10mg/L,在有风浪时，海水中溶解氧可达14 mg/L, 在水藻繁生的水体中，由于光合作用使放氧量增加，也可能使水中的氧达到过饱和状态，地下水中一般溶解氧较少，深层水中甚至完全无氧。溶解氧跟空气里氧的分压、大气压、水温和水质有密切的关系。在20C、100kPa下，纯水里大约溶解氧9mg/L。有些有机化合物在喜氧菌作用下发生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有机物以碳来计算，根据C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧气。当水中的溶解氧值 降到5mg/L时，一些鱼类

4、的呼吸就发生困难。水里的溶解氧由于空气里氧气的溶入及绿色水 生植物的光合作用会不断得到补充。但当水体受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时 补充，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭。水体受到有机、无 机还原性物质污染，将使溶解氧浓度降低。气体溶解在水中，对于生物种类的生存是非常重要的。 例如鱼需要溶解氧，一般要求水体 溶解氧浓度不能低于4mg/L,鱼类呼吸作用的结果消耗溶解氧的同时又释放出二氧化碳；在污 染 水体许多鱼的死亡，不是由于污染物的直接毒害致死，而是由于在污染物的生物降解过程 中大量消耗水体中的溶解氧，导致它们无法生存。溶解氧值是研究水自净能力的一种依据。

5、水里的溶解氧被消耗，要恢复到初始状态，所需时间短，说明该水体的自净能力强，或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重，自净能 力弱，甚至失去自净能力。水中溶解氧的浓度与溶解氧饱和百分率不相等。地表水环境质量标准GB3832002中IV类水域，溶解氧的标准限值分别为饱和率 90% （或 7.5 ）、 6 5 3 2mg/L。2、测定水中溶解氧的方法碘量法是氧化还原滴定法中，应用比较广泛的一种方法。这是因为电对12-1-的标准电位既 不高，也不低，碘可做为氧化剂而被中强的还原剂（如 Sn2+，H2S）等所还原；碘离子也可做 为还原剂而被中强的或强的氧化剂324（如 H2SO4,IO -,Cr2O7

6、-,MnO等）所氧化。碘量法是测定水中溶解氧的基准方法，在没有干扰的情况下（测定溶解氧要求在中性条件下测定.），碘量法适用于各种溶解氧浓度大于 0.2mg/L和小于氧的饱和浓度两倍（约 20mg/L） 的水样。电化学探头法适用于天然水、污水和盐水。如果用于测定海水或港湾水这类盐水，应 对含盐量进行较对。此法多适用于现场测试。碘量法用于溶解氧的测定（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，并与碘离子反 应而释放出游离碘。以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，据滴定溶液消耗量计算溶解氧含量。干扰因素

7、：易氧化的有机物；可氧化的硫的化合物；以上两种干扰可采用电化学探头法测定。氧化性或还原性物质，需采用修正碘量法测定；水样有色或消耗碘的悬浮物，采用明矶絮凝修正法；含有活性污泥悬浮物的水样，采用硫酸铜-氨基磺酸絮凝修正法。边学边练任务：用碘量法测定溶解氧样品：河水、池塘水、湖水或海水参考标准：国标1987水与废水监测分析方法第四版操作技术要点：1、水样的采集与固定检测(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

8、。(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2、酸化往水样中加入2ml浓硫酸，盖上瓶塞，摇匀，直至沉淀物完全溶解为止(若没全溶解还可 再加少量的浓酸)。此时，溶液中有12产生，将瓶在阴暗处放5分钟，使12全部析出来。3、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（4）、继续用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色变成无色为止

9、。（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。酸性溶液中析出的碘越多，溶解氧浓度越高。碱性溶液中棕色沉淀越多，溶解氧浓度越高图1碘量法4、计算溶解氧（mg/ L）= CNa2S2O3X VNazSzOsX 32/4 X 1000/V 水02 2Mn （OH） 2 MnMnO3 2b 4N&S2O31mol 的 O2 和 4mol 的 NazSzOs 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（0. 0250mol/L）VNa2S2O3硫代硫酸钠体积（ml）V水

10、水样的体积（ml）计算例题:吸取现场固定，析出碘的溶液100.0ml用0.0096mol/L的Na2S2O3溶液滴定呈淡黄色，加入1ml淀粉继续滴定至兰色刚好褪去，消耗 Na2S2O3的体积为9.12ml，请计算水样的溶解氧含量答:0.0096 9.12 8 1000100=7.0mg/ L拓展阅读下面介绍滴定方式1、直接滴定法一一碘滴定法12是较弱的氧化剂，凡是 E0 （ E0 ） 的物质都可用标准溶液直接滴定：S2-、S2O 32-、SO32-、As 2O3、Vc 等滴定条件：弱酸（HAc ，pH =5）弱碱（Na2CO3, pH =8 ）性溶液中进行。若强酸中：4I- + O2（空气中）

11、+ 4H+= 212 + H2O若强碱中：312+ 6OH -=IO3-+ 5I- + 3H2O2、间接碘量法一一滴定碘法是中等强度的还原剂。主要用来测定：E0 （ E0 ） 的氧化态物质：CrO42-、Cr2O72-、H2O2、 KMnO4、IO3-、Cu2+、NO3-、NO2-例: Cr2O72- + 6I- +14H+ +6e = 2Cr3+ +3b +7H2O2-2I2 + 2 S2O32 = 2 I + S4O62在一定条件下，用I-还原氧化性物质，然后用 N&S2O3标准溶液滴定析出的碘 （此法也可用来测定还原性物质和能与CrO42-定量生成沉淀的离子）间接碘量法的反应条件和滴定条

12、件：（1）、酸度的影响 I2与Na2S2O3应在中性、弱酸性溶液中进行反应。若在碱性溶液中：S2O32-+ 4I2 + 10 OH-= 2SO42-+ 8I- + 5H2O-3-3I2 + 6OH =IO + 5I + 3H2O若在酸性溶液中：S2O32-+ 2H+= 2SO2 + S + H2O4I- + O2 （空气中）+ 4H+= 2I2 + H2O（2）、防止I2挥发 加入过量KI （比理论值大23倍）与I2生成I3-，减少I2挥发； 室温下进行；滴定时不要剧烈摇动。（3）、防止被氧化 避免光照一一日光有催化作用； 析出12后不要放置过久（一般暗处 5 7min）； 滴定速度适当快。3、影响因素（1） 、适用pH : 2 9:淀粉指示剂在弱酸介质中最灵敏，PH9时，12易发生歧化反应, 生成10、103，而10、IO3不与淀粉发生显色反应，当PH2时，淀粉易水解成糊精，糊精遇 12显红色，该显色反应可逆性差。（2）、使用直链淀粉：直链淀粉必须有碘一价负离子的存在，才能遇碘变蓝色；支链淀粉 遇碘显紫色，且颜色变化不敏锐。（3） 、50%乙醇存在时不变色：醇类的存在降低指示剂的灵敏度，在50%以上的乙醇中， 淀粉甚至不与碘发生显色反应。（4）、随着温度的升高，淀粉指示剂变色的灵敏度降低。（5）、大量电解质存在的情况下，也会使其灵敏度降低甚至失效。（6）、淀粉指示剂