(2)碘量法——水中溶解氧的测定。碘量法是利用I2的氧化性和I-的还原性来进行滴定的水质分析方法。广泛应用于水中余氯、二氧化氯CLO2、溶解氧DO、生物化学需氧量BOD5以及水中有机物和无机还原性物质[如S2-、SO32-、S2O32-、As(Ⅲ)、Sn2+]的测定。
碘量法的基本反应式如下:
I2是较弱的氧化剂,只能直接滴定较强的还原剂;I-是中等强度的还原剂,可以间接测定多种氧化剂,生成的碘用Na2S2O3标准溶液滴定。
在酸性条件下,水样中氧化性物质与KI作用,定量释放出I2,以淀粉为指示剂,用Na2S2O3滴定至蓝色消失,由Na2S2O3消耗量求出水中氧化性物质的量。
反应式如下:
1)Na2S2O3标准溶液的配制。Na2S2O3·5H2O一般含有少量S、Na2SO3、Na2SO4、Na2CO3、NaCl等杂质,并容易风化、潮解,因此不能直接配制标准溶液,只能配制成近似浓度的溶液,然后标定。
配制0.1mol/L Na2S2O3,溶液的方法如下。
称取Na2S2O3·5H2 0.25g,用新煮沸并冷却的蒸馏水溶解,并稀释至1L,加入约0.2g Na2CO3,储存于棕色试剂瓶中,放在暗处8~14d后标定其准确浓度。
配制Na2S2O3溶液时,需要用新煮沸冷却了的蒸馏水,以除去水中CO2和杀死细菌,并加入少量Na2CO3,使溶液呈弱碱性,从而抑制细菌的生长。这样配制的溶液才比较稳定,但也不宜长时间保存,使用一段时间后要重新进行标定。如发现溶液变浑或有硫析出,应过滤后再标定,或者另配溶液。
2)Na2S2O3溶液的标定。标定Na2S2O3标准溶液的基准物质有K2Cr2O7、KIO3、KBrO3等,其中最常用的是K2Cr2O7。称取一定量的K2Cr2O7,在弱酸性溶液中,与过量KI作用,析出相当量的I2,有关反应如下:
以淀粉为指示剂,用Na2S2O3溶液滴定至蓝色消失,反应式如下:
K2Cr2O7与I2的反应条件如下。
a.溶液的[H+]一般以0.2~0.4mol/L为宜。[H+]太小,反应速率减慢;[H+]太大,I-容易被空气中的O2氧化。
b.K2Cr2O7与KI的反应速率较慢,应将盛放溶液的碘量瓶或带玻璃塞的锥形瓶放置在暗处一定时间(5min),待反应完全后,再进行滴定。
c.KI试剂不应含有KIO3或I2,通常KI溶液无色,如显黄色,则应事先将KI溶液酸化后,加入淀粉指示剂显蓝色,用Na2CO3滴定至刚好无色后再使用。
滴定至终点,如几分钟后,溶液又出现蓝色,这是由于空气氧化I-所引起的,不影响分析结果,若滴定至终点后,很快又出现蓝色,表示K2Cr2O7与KI反应未完全,应重新标定。
3)溶解氧及其测定。
a.溶解氧。溶解于水中的氧称为溶解氧,常以DO表示,单位为mgO2/L。水中溶解氧的饱和含量与大气压力、水的温度等因素都有密切关系。大气压力减小,溶解氧也减少。温度升高,溶解氧也显著下降。
清洁的地面水在正常情况下,所含溶解氧接近饱和状态。当水中含藻类植物时,由于光合作用而放出氧,可使水中的溶解氧过饱和。相反,如果水体被有机物质污染,则水中所含溶解氧会不断减小。当氧化作用进行得太快,而水体并不能及时从空气中吸收充足的氧来补充氧的消耗时,水体的溶解氧会逐渐降低,甚至趋近于零。此时,厌氧菌繁殖并活跃起来,有机物质发生腐败作用,使水质发臭。废水中溶解氧的含量取决于废水排出前的工艺过程,一般含量较低,差异很大。溶解氧的测定对水体自净作用的研究有着极重要的意义。在水体污染控制和废水生物处理工艺的控制中,溶解氧也是一项重要的水质综合指标。
b.溶解氧的测定。溶解氧的测定一般采用碘量法。测定时,在水样中加入MnSO4和NaOH溶液,水中的O2将Mn2+氧化成水合氧化锰MnO(OH)2褐色沉淀,它把水中全部溶解氧都固定在其中,溶解氧越多,沉淀颜色越深。反应式如下:
MnO(OH)2在有I-存在时加酸溶解,定量地释放出与溶解氧相当量的I2,以淀粉为指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定放出的I2。反应式如下:
溶解氧计算公式:
式中C—Na2S2O3标准溶液的浓度,mol/L;
V——水样消耗的Na2S2O3溶液的用量,ml;
V水——水样的体积,ml;
8——氧的换算系数。
文章来源:《化学工业标准汇编有机化工方法》
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