內(nèi)電解法檢測(cè)水中溶解氧

  在pH為9的介質(zhì)中，靛藍(lán)二磺酸鈉被多孔銀粒與鋅粒組成的原電池電解，形成還原型黃色物質(zhì)，當(dāng)此類物質(zhì)與水中的溶解氧相遇時(shí)，會(huì)被氧化成氧化型藍(lán)色物質(zhì)，其色澤的深淺與水中溶解氧含量有關(guān)。因此我們可以用比色法測(cè)定水中溶解氧含量。不過需要大家注意的是該方法的檢測(cè)范圍在2-100ug/L。

內(nèi)電解法所需儀器及試劑

1.高溫爐

2.銀-鋅原電池

a.燒結(jié)銀粒(多孔銀粒)的制備

稱取銀粉或沉淀銀50g,平鋪于100mL瓷蒸發(fā)皿或把皿中,將表面攤平,銀粉厚度為5mm左右。把瓷蒸發(fā)皿放入620℃高溫爐中,燒結(jié)約30min,取出放冷后用工具把銀塊取出,剪成寬10mm、長(zhǎng)20mm的銀條。把銀條放回原蒸發(fā)皿內(nèi),再在800℃的高溫爐中灼燒30min,取出冷卻后剪成粒徑為3~5mm的多孔銀粒。   

b.銀-鋅還原滴定管(銀鋅還原電池)的制備

取一支50mL酸式滴定管,底部墊上約10mm厚的玻璃纖維,用二級(jí)試劑水灌滿滴定管并將管尖的氣泡排除。取粒徑為5~10mm鋅粒數(shù)粒(通常需要7粒),按每4mL多孔銀粒加一粒鋅粒的比例,裝填多孔銀粒和鋅粒,直裝到銀鋅還原劑的體積約至30mL為止,最上面再覆蓋4mL多孔銀粒。在裝填過程中應(yīng)不時(shí)地振動(dòng),使銀粒和鋅粒充分接觸,不留氣泡。

銀-鋅還原劑的使用期限一般不超過3個(gè)月。長(zhǎng)時(shí)間使用后,銀粒顏色發(fā)暗,這時(shí)大家可以倒出銀鋅混合物,剔除鋅粒,用鹽酸(1+1)加熱將雜質(zhì)溶解,然后洗去鹽酸,然后將多孔銀粒放在瓷蒸發(fā)皿內(nèi)，先在電爐上烘干，再放入800℃高溫爐內(nèi)灼燒30min，這樣就能恢復(fù)銀白色的金屬光澤。

3.電熱恒溫水浴

4.專用溶解氧測(cè)定瓶 要求實(shí)際體積為300mL左右無色透明，每個(gè)瓶的容積都相同且瓶塞為通用磨口塞。

5.水封桶（容積為15-25L）

6.硫酸溶液（1+3）

7.氨水溶液（1+90）

8.鹽酸溶液（1+1）

9.酸性靛藍(lán)二磺酸鈉貯備溶液

a.配制

稱取0.8~0.9g靛藍(lán)二磺酸鈉（相對(duì)分子質(zhì)量為466.36)于50mL燒杯中,加1mL二級(jí)試劑水使其潤(rùn)濕后,加入7mL濃硫酸,在80℃左右的水浴上加熱30min,并不時(shí)攪拌,使之充分混勻。然后加入少量二級(jí)試劑水,待全部靛藍(lán)二磺酸鈉溶解后移入500mL容量瓶中,稀釋至刻度,混勻后標(biāo)定。如有不溶物需過濾后再標(biāo)定。

b.標(biāo)定

取酸性靛藍(lán)二磺酸鈉溶液10mL,注入100mL錐形瓶中,加二級(jí)試劑水10mL、硫酸溶液(1+3)10mL,用0.01mol/L高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至恰為黃色為止。

根據(jù)標(biāo)定結(jié)果，用二級(jí)試劑水將酸性靛藍(lán)二磺酸鈉溶液稀釋成p=40ug/mL的溶液，此試劑使用期限約1個(gè)月，如在使用過程中發(fā)現(xiàn)有沉淀物，應(yīng)重新配置。

10.酸性靛藍(lán)二磺酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液

準(zhǔn)確吸取50mL酸性靛藍(lán)二磺酸鈉貯備溶液(1mL相當(dāng)于40ug O2),注入100mL容量瓶,用二級(jí)試劑水稀釋至刻度。此溶液的滴定度為20g/mL。

11.氨-硫酸銨緩沖溶液

稱取硫酸銨20g,加二級(jí)試劑水約200mL,溶解后移入1L容量瓶,加60mL濃氨水,用二級(jí)試劑水稀釋至刻度,搖勻備用。

12.氨性靛藍(lán)二磺酸鈉溶液

根據(jù)需要的用量取氨-硫酸銨緩沖溶液和酸性靛藍(lán)二磺酸鈉貯備溶液等體積混合即可。由于氨性靛藍(lán)二磺酸鈉溶液不穩(wěn)定，該溶液一定要在使用時(shí)進(jìn)行配制。

13.還原型靛藍(lán)二磺酸鈉溶液

將銀-鋅還原滴定管上部的水排掉,注入少量氨性靛藍(lán)二磺酸鈉溶液洗滌銀-鋅滴定管,排掉洗滌液,然后將氨性靛藍(lán)二磺酸鈉溶液注滿滴定管,待溶液由藍(lán)色變?yōu)榱咙S色,排去滴定管尖部的藍(lán)色溶液,便可使用。如急于使用,可將銀-鋅滴定管夾于雙掌之中,輕輕地搓動(dòng),或者,將銀-鋅滴定管拿在手中上下?lián)u動(dòng),也可加快靛藍(lán)二磺酸鈉的還原速度。此溶液應(yīng)使用時(shí)配制。原來存放在滴定管內(nèi)溶液棄去后,加入新溶液制備,使用期為4h。

14.苦味酸溶液

稱取在干燥器中已干燥至質(zhì)量恒定(精確至2mg)的苦味酸0.74g,溶于二級(jí)試劑水中,稀釋至1L。此溶液黃色色度相當(dāng)于濃度為20ug/mL還原型靛藍(lán)二磺酸鈉溶液的色度。

15.高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液。

內(nèi)電解法的操作步驟

1.配制溶解氧標(biāo)準(zhǔn)色

由于標(biāo)準(zhǔn)溶解氧不易獲得,本方法配制溶解氧標(biāo)準(zhǔn)色是按照“假色原理”配制的。即依照假定還原型靛藍(lán)二磺酸鈉(黃色)與溶解氧完全反應(yīng)生成氧化型靛藍(lán)二磺酸鈉(藍(lán)色)的數(shù)量加入酸性靛藍(lán)二磺酸鈉,未反應(yīng)的還原型靛藍(lán)二磺酸鈉(黃色)用相應(yīng)苦味酸代替來配制溶解氧標(biāo)準(zhǔn)色。

把配制好的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)色溶液注入專用溶解氧瓶中，注滿后用蠟進(jìn)行密封，多余的溶液棄去。此溶液的使用有效期為5天。

2.水樣的檢測(cè)步驟

由于溶解氧的測(cè)定容易受到空氣中氧的影響，所以在現(xiàn)場(chǎng)取樣后要立即進(jìn)行檢測(cè)，水樣采集后要將銀-鋅還原滴定管慢慢插入溶氧瓶?jī)?nèi)，輕輕的抽出取樣管，然后按照計(jì)算好的量加入還原型靛藍(lán)二磺酸鈉，輕輕抽出滴定管后在水下面立即塞緊瓶塞并混勻，然后靜置2min。在自然光或日光燈下以白色為背景與標(biāo)準(zhǔn)色進(jìn)行比較得出溶解氧含量。