碘量法测定水中溶解氧的原理

碘量法测定水中溶解氧的原理

碘量法是一种经典的化学方法，用于测定水样中的溶解氧（DO）含量。这种方法基于碘与硫代硫酸钠之间的氧化还原反应。下面将详细介绍碘量法测定水中溶解氧的基本原理和步骤。

原理

碘量法测定水中溶解氧的原理是利用碘（I?）与硫代硫酸钠（Na?S?O?）之间的定量反应。具体来说，溶解氧与水中的亚锰离子（Mn??）在碱性条件下反应生成高价锰（Mn??），然后高价锰在酸性条件下与碘化钾（KI）反应释放出一定量的碘，最后用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘。

步骤

1. 水样采集：采集水样时应避免曝气，以防止溶解氧的损失。通常使用专用的溶解氧瓶（BOD瓶）或注射器，并尽量充满水样，不留空气。

2. 添加固定剂：立即向水样中加入适量的固定剂（通常是碱性碘化钾溶液和硫酸锰溶液），以固定水中的溶解氧。

3. 沉淀形成：加入固定剂后，溶解氧将氧化二价锰（Mn??）为高价锰（MnO(OH)?），形成沉淀。

4. 酸化：一段时间后，加入适量的酸（通常是稀硫酸），使沉淀溶解，并释放出碘。

5. 滴定：使用已知浓度的硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，直到溶液蓝色消失，并稍微过量，此时溶液变为淡黄色。

6. 指示剂添加：加入淀粉指示剂，溶液会变成蓝色。

7. 继续滴定：继续用硫代硫酸钠滴定至蓝色刚好消失，记录硫代硫酸钠的消耗量。

8. 计算溶解氧：根据硫代硫酸钠的消耗量计算溶解氧的含量。

计算公式

溶解氧的含量可通过以下公式计算：

[ \text{DO (mg/L)} = \frac{V_{\text{滴}} \times C \times 8}{V_{\text{水}}} ]

其中：

• ( V_{\text{滴}} ) 是滴定时消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积（ml）；
• ( C ) 是硫代硫酸钠标准溶液的浓度（mol/L）；
• ( 8 ) 是每摩尔硫代硫酸钠对应的氧气毫克数（即每摩尔硫代硫酸钠与碘反应消耗的氧气质量，( \frac{32}{2} )）；
• ( V_{\text{水}} ) 是水样的体积（ml）。

注意事项

• 在进行碘量法测定前，应确保硫代硫酸钠标准溶液的浓度准确。
• 水样采集后应尽快进行分析，以避免溶解氧的变化。
• 加入固定剂时要迅速，以防止溶解氧的损失。
• 滴定过程中应注意控制滴定速度，避免过快导致误差。

碘量法虽然操作相对简单，但由于其涉及多个化学反应步骤，因此在操作过程中需要注意细节，以保证测定结果的准确性。此外，随着科技的发展，现在也有使用溶解氧电极等更先进的方法来进行溶解氧的测定。