内电解法检测水中溶解氧

  在pH为9的介质中，靛蓝二磺酸钠被多孔银粒与锌粒组成的原电池电解，形成还原型黄色物质，当此类物质与水中的溶解氧相遇时，会被氧化成氧化型蓝色物质，其色泽的深浅与水中溶解氧含量有关。因此我们可以用比色法测定水中溶解氧含量。不过需要大家注意的是该方法的检测范围在2-100ug/L。

内电解法所需仪器及试剂

1.高温炉

2.银-锌原电池

a.烧结银粒(多孔银粒)的制备

称取银粉或沉淀银50g,平铺于100mL瓷蒸发皿或把皿中,将表面摊平,银粉厚度为5mm左右。把瓷蒸发皿放入620℃高温炉中,烧结约30min,取出放冷后用工具把银块取出,剪成宽10mm、长20mm的银条。把银条放回原蒸发皿内,再在800℃的高温炉中灼烧30min,取出冷却后剪成粒径为3~5mm的多孔银粒。   

b.银-锌还原滴定管(银锌还原电池)的制备

取一支50mL酸式滴定管,底部垫上约10mm厚的玻璃纤维,用二级试剂水灌满滴定管并将管尖的气泡排除。取粒径为5~10mm锌粒数粒(通常需要7粒),按每4mL多孔银粒加一粒锌粒的比例,装填多孔银粒和锌粒,直装到银锌还原剂的体积约至30mL为止,最上面再覆盖4mL多孔银粒。在装填过程中应不时地振动,使银粒和锌粒充分接触,不留气泡。

银-锌还原剂的使用期限一般不超过3个月。长时间使用后,银粒颜色发暗,这时大家可以倒出银锌混合物,剔除锌粒,用盐酸(1+1)加热将杂质溶解,然后洗去盐酸,然后将多孔银粒放在瓷蒸发皿内，先在电炉上烘干，再放入800℃高温炉内灼烧30min，这样就能恢复银白色的金属光泽。

3.电热恒温水浴

4.专用溶解氧测定瓶 要求实际体积为300mL左右无色透明，每个瓶的容积都相同且瓶塞为通用磨口塞。

5.水封桶（容积为15-25L）

6.硫酸溶液（1+3）

7.氨水溶液（1+90）

8.盐酸溶液（1+1）

9.酸性靛蓝二磺酸钠贮备溶液

a.配制

称取0.8~0.9g靛蓝二磺酸钠（相对分子质量为466.36)于50mL烧杯中,加1mL二级试剂水使其润湿后,加入7mL浓硫酸,在80℃左右的水浴上加热30min,并不时搅拌,使之充分混匀。然后加入少量二级试剂水,待全部靛蓝二磺酸钠溶解后移入500mL容量瓶中,稀释至刻度,混匀后标定。如有不溶物需过滤后再标定。

b.标定

取酸性靛蓝二磺酸钠溶液10mL,注入100mL锥形瓶中,加二级试剂水10mL、硫酸溶液(1+3)10mL,用0.01mol/L高锰酸钾标准溶液滴定至恰为黄色为止。

根据标定结果，用二级试剂水将酸性靛蓝二磺酸钠溶液稀释成p=40ug/mL的溶液，此试剂使用期限约1个月，如在使用过程中发现有沉淀物，应重新配置。

10.酸性靛蓝二磺酸钠标准溶液

准确吸取50mL酸性靛蓝二磺酸钠贮备溶液(1mL相当于40ug O2),注入100mL容量瓶,用二级试剂水稀释至刻度。此溶液的滴定度为20g/mL。

11.氨-硫酸铵缓冲溶液

称取硫酸铵20g,加二级试剂水约200mL,溶解后移入1L容量瓶,加60mL浓氨水,用二级试剂水稀释至刻度,摇匀备用。

12.氨性靛蓝二磺酸钠溶液

根据需要的用量取氨-硫酸铵缓冲溶液和酸性靛蓝二磺酸钠贮备溶液等体积混合即可。由于氨性靛蓝二磺酸钠溶液不稳定，该溶液一定要在使用时进行配制。

13.还原型靛蓝二磺酸钠溶液

将银-锌还原滴定管上部的水排掉,注入少量氨性靛蓝二磺酸钠溶液洗涤银-锌滴定管,排掉洗涤液,然后将氨性靛蓝二磺酸钠溶液注满滴定管,待溶液由蓝色变为亮黄色,排去滴定管尖部的蓝色溶液,便可使用。如急于使用,可将银-锌滴定管夹于双掌之中,轻轻地搓动,或者,将银-锌滴定管拿在手中上下摇动,也可加快靛蓝二磺酸钠的还原速度。此溶液应使用时配制。原来存放在滴定管内溶液弃去后,加入新溶液制备,使用期为4h。

14.苦味酸溶液

称取在干燥器中已干燥至质量恒定(精确至2mg)的苦味酸0.74g,溶于二级试剂水中,稀释至1L。此溶液黄色色度相当于浓度为20ug/mL还原型靛蓝二磺酸钠溶液的色度。

15.高锰酸钾标准溶液。

内电解法的操作步骤

1.配制溶解氧标准色

由于标准溶解氧不易获得,本方法配制溶解氧标准色是按照“假色原理”配制的。即依照假定还原型靛蓝二磺酸钠(黄色)与溶解氧完全反应生成氧化型靛蓝二磺酸钠(蓝色)的数量加入酸性靛蓝二磺酸钠,未反应的还原型靛蓝二磺酸钠(黄色)用相应苦味酸代替来配制溶解氧标准色。

把配制好的溶解氧标准色溶液注入专用溶解氧瓶中，注满后用蜡进行密封，多余的溶液弃去。此溶液的使用有效期为5天。

2.水样的检测步骤

由于溶解氧的测定容易受到空气中氧的影响，所以在现场取样后要立即进行检测，水样采集后要将银-锌还原滴定管慢慢插入溶氧瓶内，轻轻的抽出取样管，然后按照计算好的量加入还原型靛蓝二磺酸钠，轻轻抽出滴定管后在水下面立即塞紧瓶塞并混匀，然后静置2min。在自然光或日光灯下以白色为背景与标准色进行比较得出溶解氧含量。