水中溶解氧的测定－－碘量法

一、实验原理

水中溶解氧的测定，一般用碘量法。在水中加入硫酸锰及碱性碘化钾溶液，生成氢氧化锰沉淀。此时氢氧化锰性质极不稳定，迅速与水中溶解氧化合生成锰酸锰：

2MnSO4+4NaOH=2Mn（OH）2↓+2Na2SO4

2Mn（OH）2+O2=2H2MnO3

H2MnO3十Mn（OH）2＝MnMnO3↓+2H2O

（棕色沉淀） 加入浓硫酸使棕色沉淀（MnMn02）与溶液中所加入的碘化钾发生反应，而析

出碘，溶解氧越多，析出的碘也越多，溶液的颜色也就越深。

2KI+H2SO4=2HI+K2SO4

MnMnO3+2H2SO4+2HI=2MnSO4+I2+3H2O

I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6

用移液管取一定量的反应完毕的水样，以淀粉做指示剂，用标准溶液滴定，计算出水样中溶解氧的含量。

二、实验用品：

1、仪器：溶解氧瓶（250ml） 锥形瓶（250ml） 酸式滴定管（25ml） 移液管（50m1） 吸球

2、药品： 硫酸锰溶液 碱性碘化钾溶液 浓硫酸 淀粉溶液（1％） 硫代硫酸钠溶液（0.025mol／L）

三、实验方法

（一）水样的采集与固定

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。

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备用。

（二）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I2产生，将瓶在阴暗处放5

分钟，使I2全部析出来。

（三）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（此时确芤合岳渡?。

4、继续用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色变成无色为止。

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。

（四）计算

溶解氧（mg／L）＝CNa2S2O3×VNa2S2O3×32/4×1000/V水 O2―→2Mn（OH）2―→MnMnO3―→2I2―→4Na2S2O3

1mol的O2和4mol的Na2S2O3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（m1）

V水——水样的体积（ml）

(具体公式同学们也可见教材123页)

（五）参考资料

溶解于水中的氧称为溶解氧，以每升水中含氧（O2）的毫克数表示。水中溶

解氧的含量与大气压力、空气中氧的分压及水的温度有密切的关系。在

1.013×105Pa的大气压力下，空气中含氧气20.9％时，氧在不同温度的淡水中的溶解度也不同。

如果大气压力改变，可按下式计算溶解氧的含量：

S1＝SP／1.013×105

式中S1——大气压力为P（ Pa）时的溶解度（mg／L）；

S——在l.013×105Pa时的溶解度数（mg／L）；

P——实际测定时的大气压力（Pa）。

氧是大气组成的主要成分之一，地面水敞露于空气中，因而清洁的地面水中所含的溶解氧常接近于饱和状态。在水中有大量藻类繁殖时，由于植物的光合作用而放出氧，有时甚至可以含有饱和的溶解氧。如果水体被易于氧化的有机物污染，那么，水中所含溶解氧就会减少。当氧化作用进行的太快，而水体又不能从空气中吸收氧气来补充氧的消耗，溶解氧不断减少，有时甚至会接近于零。在这种情况下，厌氧细菌繁殖并活跃起来，有机物发生腐败作用，水体产生臭味。因此，溶解氧的测定对于了解水体的自净作用，有极其重要的关系。在一条流动的河水中，取不同地段的水样来测定溶解氧。可以帮助了解该水体在不同地点所进行的自净作用情况。

（六）试剂的配制

l、硫酸锰溶液。溶解480g分析纯硫酸锰（MnS04· H20）溶于蒸馏水中，过

滤后稀释成1L。

2、碱性碘化钾溶液。取500g分析纯氢氧化钠溶解于300—400ml蒸馏水中（如氢氧化钠溶液表面吸收二氧化碳生成了碳酸钠，此时如有沉淀生成，可过滤除去）。另取得气150g碘化钾溶解于200ml蒸馏水中。将上述两种溶液合并，加蒸馏水稀释至1L。

3、硫代硫酸钠标准溶液。溶解6.2g分析纯硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H20）于

煮沸放冷的蒸馏水中，然后在加入0.2g无水碳酸钠，移入1L的溶量瓶中，加入蒸馏水至刻度（0.0250mol／L）。为了防止分解可加入氯仿数毫升，储于棕色瓶中用前进行标定：

1）重铬酸钾标溶液：精确称取在于110℃干燥2小时的分析纯重铬酸钾

1.2258g，溶于蒸馏水中，移入1L的溶量瓶中，稀释至刻度（0.0250mol／L）。

2）用0.0250mol／L重铬酸钾标准溶液标定硫代硫酸钠的浓度。在250ml的锥形瓶中加入1g固体碘化钾及50ml蒸馏水。用滴定管加入15.00ml 0.0250mol

／l重铬酸钾溶液，再加入5ml l：5的硫酸溶液，此时发生下列反应： K2Cr07十6KI十7H2S04＝4K2S04十Cr2（S04）3十3I2十7H20

在暗处静置5分钟后，由滴定管滴入硫代硫酸钠溶液至溶液呈浅黄色，加入2ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚退去为止。记下硫代硫酸钠溶液的用量。标定应做三个平行样，求出硫代硫酸钠的准确浓度，较准0.0250mol／L。

CNa2S203＝15.00×0.0250／VNa2S203

碘量法

一、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。

二、试剂

1、硫酸锰溶液：称取480g硫酸锰（MnSO4·4H2O）溶于水，用水稀释至1000mL。此溶液加至酸化过的碘化钾溶液中，遇淀粉不得产生蓝色。

2、碱性碘化钾溶液：称取500g氢氧化钠溶解于300—400mL水中；另称取150g碘化钾溶于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，倾出上层清液，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。 3、1+5硫酸溶液。

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

5、0.02500mol/L（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、硫代硫酸钠溶液：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1000mL，贮于棕色瓶中，使用前用0.02500mol/L重铬酸钾标准溶液标定。

7、硫酸，ρ=1.84。

三、测定步骤

1、溶解氧的固定：用吸液管插入溶解氧瓶的液面下，加入1mL硫酸锰溶液，2mL碱性碘化钾溶液，盖好瓶塞，颠倒混合数次，静置。一般在取样现场固定。

2、打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加入2.0mL硫酸。盖好瓶塞，颠倒混合摇匀，至沉淀物全部溶解，放于暗处静置5min。

3、吸取100.00mL上述溶液于250mL锥形瓶中，用硫代硫酸钠标准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退去，记录硫代硫酸钠溶液用量。

四、计算

式中：M——硫代硫酸钠标准溶液的浓度（mol/L）；

V——滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液体积（mL）。

五、注意事项

1、当水样中含有亚硝酸盐时会干扰测定，可加入叠氮化钠使水中的亚硝酸盐分解而消除干扰。其加入

方法是预先将叠氮化钠加入碱性碘化钾溶液中。

2、如水样中含Fe3+达100—200mg/L时，可加入1mL40%氟化钾溶液消除干扰。

3、如水样中含氧化性物质（如游离氯等），应预先加入相当量的硫代硫酸钠去除。

溶解氧

溶解在水中的氧称为溶解氧（Dissolved Oxygen，DO），溶解氧以分子状态存在于水中。水中溶解氧

量是水水质重要指标之一。

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，包括好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+O2→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。

生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD）

地面水体中微生物分解有机物的过程消耗水中的溶解氧的量，称生化需氧量，通常记为BOD，常

用单位为毫克/升。一般有机物在微生物作用下，其降解过程可分为两个阶段，第一阶段是有机物转化为二氧化碳、氨和水的过程，第二阶段则是氨进一步在亚硝化细菌和硝化细菌的作用下，转化为亚硝酸盐和硝

酸盐，即所谓硝化过程。BOD一般指的是第一阶段生化反应的耗氧量。微生物分解有机物的速度和程度同

温度、时间有关、最适宜的温度是15～30℃，从理论上讲，为了完成有机物的生物氧化需要无限长的时间，但是对于实际应用，可以认为反应可以在20天内完成，称为BOD20，根据实际经验发现，经5天培养后测得的BOD约占总BOD的70～80%，能够代表水中有机物的耗氧量。为使BOD值有可比性，因而采用

在20℃条件下，培养五天后测定溶解氧消耗量作为标准方法，称五日生化需氧量，以BOD5表示。BOD反映水体中可被微生物分解的有机物总量，以每升水中消耗溶解氧的毫克数来表示。BOD小于1mg/L表示水体清洁；大于3-4mg/l，表示受到有机物的污染。但BOD的测定时间长；对毒性大的废水因微生物活

动受到抑制，而难以准确测定。

第二篇：实验一 溶解氧的测定

实验一 溶解氧的测定

一、 概念

溶解氧（Dissolved Oxygen）（DO）：溶解于水中的氧气称为“溶解氧”。水

中溶解氧的含量与空气中氧的分压、大气压力和水的温度都有密切关系。

二、 实验目的

1、掌握溶解氧测定的一般方法（化学滴定法/氧电极法）

2、重点掌握化学滴定法的操作

三、 实验原理（滴定法即碘量法）

在水样中加入氯化锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将低价锰氧化为高价

锰，生成四价锰的氢氧化物的棕色沉淀。加入酸后，氢氧化物沉淀溶解并与碘离子反应释放出游离碘。以淀粉作指示剂，滴定释放出的碘，可计算溶解氧的含量。

1、MnCl2 + 2NaOH — Mn(OH)2 + 2NaCl

2、2Mn(OH)2 +O2 — 2MnO(OH)2

3、H2MnO3 + Mn(OH)2 — Mn2O3 + 2H2O

4、Mn2O3 + 2H2SO4 + 2HI — 2MnSO4 + I2 + 3H2O

5、I2 + 2Na2S2O3 — 2NaI + Na2S4O6

6、5KI + KIO3 + 3 H2SO4 — 3I2 + 3H2O + 3K2SO4

四、 实验器材：

1、器材：溶解氧瓶 （125mL、磨口塞）、三角瓶、碘量瓶（125mL）、滴定管、移液管、玻棒。

2、药品：浓H2SO4、MnSO4溶液、淀粉溶液、Na2S2O3溶液、碱性碘酸钾溶液。

五、 实验步骤：

(一) 实验滴定

1、水样采集（为防止水中DO含量变化，用虹吸管插入瓶底，水渐满时上提）。

2、迅速打开瓶塞加入1mL MnCl2，接着加入1mL碱性碘盐溶液。

3、盖紧瓶塞倒置，产生黄色沉淀。

4、加入1mL硫酸溶液酸化，盖紧瓶塞，颠倒混合静置5min。

1

5、取样品50mL，移入三角瓶，立即用Na2S2O3滴定，旋转摇动三角瓶直到溶液呈淡黄色。

6、加入0.5mL淀粉溶液，Na2S2O3滴定至蓝色消失，液体变清为止。

7、记录用去的Na2S2O3体积，将该体积减去对照样品消耗的Na2S2O3体积得Vsample。

(二) 标定步骤

1、将125mL瓶装满蒸馏水加入1mLH2SO4溶液和1mL碱性碘溶液，混合均匀。

2、加入1mL锰化钾溶液并使其混合均匀。

3、将50mL混合溶液转移至三角瓶中，加入5mL碘酸钾，缓慢混合约2min。

4、滴定计算消耗的Na2S2O3体积（计算方法同前），记做Vcal。

5、重复三次，f = 5/Vcal，取f平均值。

6、（mg）O2/L = 1.6256×f×Vsample

六、

七、

八、 实验数据记录及处理 写出实验报告 注意事项：

1、可以将药品分为2-3组，取用时可节约时间

2、实验室很多滴定管易漏水，可准备一些凡士林于实验室

背景知识：

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。一定的水中溶解氧的含量与空气中氧的分压、水温、水的深度、水中各种盐类和藻类的含量以及光照强度等多种条件有关。清洁地表水溶解氧一般接近饱和。藻类的生长可能导致溶解氧的过饱和，而水体受有机、无机还原性物质污染时溶解氧降低。氧在水中的溶解度不大,并且是一个动态值，但它的作用却举足轻重。渔业上，当水中溶解氧的含量低于 3～4mg/L 时，许多鱼类都将因缺氧而死亡。工业上，某些生产过程中需要测定溶液或反应物中的溶解氧含量。一些科研和实验也需要精确测定水中的溶解氧含量。此外，溶解氧在其他水产养殖、农业、废水生化处理、水体自净、医学等领域也是一个重要的影响因素。水中溶解氧的含量除与上述因素有关外，也是水体受污染程度和生态环境好坏的重 2

要指标之一，它与环保上经常检测的数据 BOD、COD 密切相关。水被严重污染时，溶解氧含量将大大减少，近年沿海频繁出现的赤潮现象就是一例。

水中的溶解氧仍以分子态形式存在，而溶解氧的测定，从方法上来说一般分为以下两类：化学法和仪器法。化学法主要为滴定法以及目视比色法，而仪器法则包括光学分析法、色谱分析法和电化学分析法等。

化学法测定溶解氧，主要是使溶解氧与各种还原性物质发生化学反应，然后通过所用还原物质的量而求出溶解氧的含量。化学法须经过溶解氧的固定、滴定、指示剂的选择及干扰的排除，故操作较繁琐，时间较长。当然，借助于设备上的改进，它的结果仍是最准确的，一般在结果对照、标准分析中被采用。许多化学法都是在碘量法的基础上加以改进而提出的，一般都属于容量法。比色法是利用氧浓度与显色浓度成正比的关系而大致判断出氧浓度。

仪器法就是利用各种仪器测定溶解氧在化学反应过程中或其生成物的各种物理信号，然后将这些信号转变成电信号，或者直接测定溶解氧在电极反应中的电信号，电信号再经放大处理或数模转换，最后才将结果输出到仪器表头，从而可以直接测出溶解氧的含量。同样的，仪器法也必须考虑到各种干扰的产生及排除，以及仪器的灵敏度、稳定性和选择性。仪器法在近几十年来的发展中已在上述各方面取得了很大的突破，使之测定溶解氧早已成为可能，并早有各种商品问世。

常用方法包括碘量法及其修正法、膜电极法和现场快速溶解氧仪法。清洁水可直接采用碘量法测定。水样中含有氧化性物质可使碘化物游离出碘，产生正干扰；某些还原性物质可把碘还原成碘化物，产生负干扰；有机物（如腐殖酸、单宁酸、木质素等）可能被部分氧化产生负干扰。

膜电极法和现场快速溶解氧仪法是根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中的溶解氧，多用于现场测定。

思考题：

1 “碘量法”测定溶解氧有什么优点和缺点？

2 为什么发生“赤潮”的湖水中溶解氧降低？溶解氧浓度如何影响水生生物的分布？

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