內電解法檢測水中溶解氧

  在pH為9的介質中，靛藍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，當此類物質與水中的溶解氧相遇時，會被氧化成氧化型藍色物質，其色澤的深淺與水中溶解氧含量有關。因此我們可以用比色法測定水中溶解氧含量。不過需要大家注意的是該方法的檢測范圍在2-100ug/L。

內電解法所需儀器及試劑

1.高溫爐

2.銀-鋅原電池

a.燒結銀粒(多孔銀粒)的制備

稱取銀粉或沉淀銀50g,平鋪于100mL瓷蒸發皿或把皿中,將表面攤平,銀粉厚度為5mm左右。把瓷蒸發皿放入620℃高溫爐中,燒結約30min,取出放冷后用工具把銀塊取出,剪成寬10mm、長20mm的銀條。把銀條放回原蒸發皿內,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。在裝填過程中應不時地振動,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個月。長時間使用后,銀粒顏色發暗,這時大家可以倒出銀鋅混合物,剔除鋅粒,用鹽酸(1+1)加熱將雜質溶解,然后洗去鹽酸,然后將多孔銀粒放在瓷蒸發皿內，先在電爐上烘干，再放入800℃高溫爐內灼燒30min，這樣就能恢復銀白色的金屬光澤。

3.電熱恒溫水浴

4.專用溶解氧測定瓶 要求實際體積為300mL左右無色透明，每個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.酸性靛藍二磺酸鈉貯備溶液

a.配制

稱取0.8~0.9g靛藍二磺酸鈉（相對分子質量為466.36)于50mL燒杯中,加1mL二級試劑水使其潤濕后,加入7mL濃硫酸,在80℃左右的水浴上加熱30min,并不時攪拌,使之充分混勻。然后加入少量二級試劑水,待全部靛藍二磺酸鈉溶解后移入500mL容量瓶中,稀釋至刻度,混勻后標定。如有不溶物需過濾后再標定。

b.標定

取酸性靛藍二磺酸鈉溶液10mL,注入100mL錐形瓶中,加二級試劑水10mL、硫酸溶液(1+3)10mL,用0.01mol/L高錳酸鉀標準溶液滴定至恰為黃色為止。

根據標定結果，用二級試劑水將酸性靛藍二磺酸鈉溶液稀釋成p=40ug/mL的溶液，此試劑使用期限約1個月，如在使用過程中發現有沉淀物，應重新配置。

10.酸性靛藍二磺酸鈉標準溶液

準確吸取50mL酸性靛藍二磺酸鈉貯備溶液(1mL相當于40ug O2),注入100mL容量瓶,用二級試劑水稀釋至刻度。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,加二級試劑水約200mL,溶解后移入1L容量瓶,加60mL濃氨水,用二級試劑水稀釋至刻度,搖勻備用。

12.氨性靛藍二磺酸鈉溶液

根據需要的用量取氨-硫酸銨緩沖溶液和酸性靛藍二磺酸鈉貯備溶液等體積混合即可。由于氨性靛藍二磺酸鈉溶液不穩定，該溶液一定要在使用時進行配制。

13.還原型靛藍二磺酸鈉溶液

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,然后將氨性靛藍二磺酸鈉溶液注滿滴定管,待溶液由藍色變為亮黃色,排去滴定管尖部的藍色溶液,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,或者,將銀-鋅滴定管拿在手中上下搖動,也可加快靛藍二磺酸鈉的還原速度。此溶液應使用時配制。原來存放在滴定管內溶液棄去后,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量恒定(精確至2mg)的苦味酸0.74g,溶于二級試劑水中,稀釋至1L。此溶液黃色色度相當于濃度為20ug/mL還原型靛藍二磺酸鈉溶液的色度。

15.高錳酸鉀標準溶液。

內電解法的操作步驟

1.配制溶解氧標準色

由于標準溶解氧不易獲得,本方法配制溶解氧標準色是按照“假色原理”配制的。即依照假定還原型靛藍二磺酸鈉(黃色)與溶解氧完全反應生成氧化型靛藍二磺酸鈉(藍色)的數量加入酸性靛藍二磺酸鈉,未反應的還原型靛藍二磺酸鈉(黃色)用相應苦味酸代替來配制溶解氧標準色。

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

2.水樣的檢測步驟

由于溶解氧的測定容易受到空氣中氧的影響，所以在現場取樣后要立即進行檢測，水樣采集后要將銀-鋅還原滴定管慢慢插入溶氧瓶內，輕輕的抽出取樣管，然后按照計算好的量加入還原型靛藍二磺酸鈉，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準色進行比較得出溶解氧含量。