亚硫酸盐法测定容积氧传递系数

1、START亚硫酸盐法测定容积氧传递系数第八组：吴培琳、刘琳珊、许徳爽一、实验原理由双膜理论导出的体积溶氧传递方程： NVKL a（C*-CL） （1） 是在研究通气液体中传氧速率的基本方程之一，该方程指出：就氧的物理传递过程而言，溶氧系数KLa的数值，一般是起着决定性作用的因素。所以，求出KLa作为某种反应器或某一反应条件下传氧性能的标度，对于衡量反应器的性能，控制发酵过程，有着重要的意义。溶氧系数的测定方法有许多种，概括起来可分为三大类，即亚硫酸盐氧化法、动态法和稳态氧平衡法。本实验采用亚硫酸盐氧化法，以Cu2+作为催化剂，溶解在水中的氧能立即氧化其中的亚硫酸根离子，使之成为硫酸根离子。 2

2、 2 Nv：体积溶氧传递速率；(mol/mlmin) KLa：体积溶氧系数；(1/min) C：气相主体中含氧量；(mmol/L) CL：液相主体中含氧量；(mmol/L) t：取样间隔时间；（min） V：t内消耗的Na2S2O3ml数；(ml) m：取样量；(ml) N：Na2S2O3标准液的浓度；(mol/l) 二、注意事项 1）从样品液移取2ml进入碘液时，应注意将移液管的下端置于离开碘液液面不超过1cm的位置处，以防止溶液进一步氧化。 2）配制的硫代硫酸钠标准液没有标定，所以用0.025代入计算会引起误差。 3）实验使用的亚硫酸钠溶液因为提前配制，溶液水体中溶解了一部分O2，使气相主

3、体含氧量与液相主体含氧量的差值减小，降低了液体中的传氧速率。 4）实验的关键点是滴定终点的掌握。滴定时，先用硫代硫酸钠滴定至溶液呈浅蓝色，再加淀粉指示剂使溶液变蓝，然后滴定至无色，即为终点。同时置于摇床上的时间必须准确记录，体积溶氧系数的大小与氧化时间有着密切的关系。三、实验结果0.05mol/L碘溶液的配制:18gkI溶于100ml水中加入6.346g I2定容到500ml实际称量7.5gKI和3.75 I2，浓度为0.02mol/L，所以计算时应0.02mol/L来计算氧气的消耗量。根据表格中数据可看出氧吸收速率逐渐降低，可能由于同学取三角瓶时忘记开启摇床降低氧传递效率。实验分析实验分析影

4、响因素 2、影响影响KLa的因素的因素： 空气中氧向水体中转移，根据Leuis和Whitman的双膜理论，由于气膜中存在氧的分压梯度和在液膜中存在氧的浓度梯度，并以后者为主，因此由氧的转移速率可见，氧的总传质系数氧的总传质系数KLa和饱和溶解氧溶解氧C*是影响氧转移速率NV的2个主要参数。而影响这2个参数的因素也必然是影响氧转移速率的因素。 1）压力对压力对KLa的影响的影响：在一定温度下，压力与体积传质系数有关，KLa值随压力的增加而增加。这是由于压力增加时，气体溶解度增加，降低了液体的表面张力，使气体在液体中易于形成小气泡，增大了气泡在液体内的表面积，即a值增加；况且在高压下，随着溶解气体

5、的增加，液体黏度将降低，由于kLa 反比于黏度，所以使KLa值随压力增加而增加 2）温度对温度对KLa的影响的影响：在一定压力下KLa值随温度的升高而增加，这是因为温度升高，增加了气体的分子扩散系数和降低了液体的黏度，导致气体进入液体有较高的扩散速率，使KL值增大。但温度升高又促使小气泡凝聚成大气泡，使气泡在液体内的表面积减小，即a值降低，因此温度对KLa的影响具有两重性，但在剧烈的搅拌下，小气泡凝聚受到一定的限制，即a值变化不大，所以温度上升kL a值增加。 3）温度对温度对C*的影响的影响：水温的增减将使水的物理性质发生变化，亦使KLa值和C*值发生变化。当水温升高时，KLa值虽然增高，但C*值降低；反之，则