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1、实验报告课程名称 无机化学综合实验（水环境指标综合分析）实验项目溶解氧的测定班级（课程序号）组别 同组者_实验日期指导教师成绩一、实验目的1. 了解溶解氧仪的构造和工作原理2. 掌握溶解氧仪的使用方法和注意事项二、实验原理溶解氧是指水中溶解的分子态的氧，简称DO。水中溶解氧的多少是衡量水体自 净能力的一个指标。 水中的溶解氧的含量 与空气中氧的分压、水的温 度都有 密切关系。溶解氧测定仪的工作原理是氧透过隔膜被工作电极还原，产生与氧 浓度成正比的扩散电流，通过测量此电流，得到水中溶解氧的浓度。溶解氧通常有两个来源:一个来源是水中溶解氧未饱和时，大气中的氧气向水体 渗入;另一个来源是水中植物通过
2、光合作用释放出的氧。因此水中的溶解氧会由 于空气里氧气的溶入及绿色水生植物的光合作用而得到不断补充。但当水体受 到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充，水体中的厌氧菌就会很快 繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭。溶解氧值是研究水自净能力的一种依据。水里的溶解氧被消耗，要恢复到初始 状态，所需时间短, .说明该水体的自净能力强，或者说水体污染不严重。否 则说明水体污染严重，自净能力弱,甚至失去自净能力。溶解氧仪的隔膜电极分为极谱式和原电池式两种类型。本实验应用的溶解氧传感器采用极谱型复膜氧电极，极谱式隔膜电极以银-氯化 银作为对电极，电极内部电解液为氯化钾，电极外部为厚度25-50u m
3、的聚乙烯 和聚四氟乙烯薄膜，薄膜挡住了电极内外液体交流，使水中溶解氧渗入电极内 部，两电极间的电压控制在0.5-0.8V,通过外部电路测得扩散电流可知溶解氧 浓度。溶解氧仪的测定原理常见的溶氧仪多采用隔膜电极作换能器，将溶氧浓度(实际上是氧分压)转换成 电信号，再经放大、调整(包括盐度、温度补偿)，由模数转换显示。溶氧仪实用的膜电极有两种类型:极谱型(Polarography)和原电池型(Galvanic Cell)。极谱型(Polarography):电极中，由黄金(Au)环或铂(P t)金环作阴极;银-氯化银(或汞-氯化亚汞)作阳极。电解液为氯化钾溶液。阴极外表面覆盖一层 透氧薄膜。薄膜可
4、采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡胶等透气材料。 阴阳两电极之间外加0.51.5伏的极化电压。有的极化电压为0.7伏。当溶解氧透过薄膜到达黄金阴极表面，在 电极上发生如下反应。阴极被还原：O2+2H2O+4ef4OH_同时，阳极被氧化:4Cl +4Ag-4ef4AgCl在正常情况下，上述还原-氧化反应产生的扩散电流i*之值与溶氧浓度成正比。可用下式表示:i*=nFA(Pm/L)Cs式中：i-稳定状态的扩散电流n-得失电子数F-法拉第常数(96500库仑)A-阴极表面积(平方厘米)Pm-薄膜的渗透系数(厘米2/秒)L-薄膜的厚度(厘米)Cs-溶解氧浓度(ppm)当电极结构和薄膜确定之后，式中
5、A、Pm、L、n等均为常数。令K二 nFA(Pm/L)，则上式中：i*二KCs。因此可见，只要测得扩散电流i,即可测得溶解氧浓度。为消除温度、盐度 和气压因素影响，各型号产品采用各自技术进行补偿。原电池型(Galvanic Cell):当外界氧分子透过薄膜进入电极内相到达阴极的三 相界面时，产生下式反应。银阴极被还原：O2+2H2O+4ef4OH_ 同时，铅阳极被氧化:2Pb+2KOH+4OH_ -4e2KHPb02+2H20即:氧在银阴极上被还原为氢氧根离子，并同时向外电路获得电子;铅阳极被氢 氧化钾溶液腐蚀，生成铅酸氢钾，同时向外电路输出电子。接通外电路之后， 便有信号电流通过，其值与溶氧
6、浓度成正比。打幵 锵氧测世仪电淘幵 关，将寤解抵测定牧移功 到废械制I：方.冲诜电极将唱植SLA烧杯中葢饬水的t； 方.选择41需度检准模宜”, 调剂浴解訊测正眩显示慎刀 6.&ng/L. F：d为牺的满底值宾验步骁梅电般放入5%亚硫酸钠 潜漉中.选押零轧授 恋-用式.调节涪懈幌 测运仪隹显示山理丄F:卞十前的零帆但缸匕方+冲洗也槌*薦讷衣 施放回匣f並出濾轼吸干电 梃表血水分选捋“諮解幅劃崔梅式” 打幵样品祀瓶盖*將电枫 啟插人样品瓶中迅晟載将涪解械测宅牧血在废液缸 I：方.冲注电楼姦惟水瓶 放回焯位.门淀卓吸干电械 視面的术彷,僭解氧测屯歿 放回试韮台四、思考与讨论 还有哪些化学方法可以用
7、来求水中的溶解氧？碘量法可以用来测量水中的溶解氧，其实验原理如下：MnS04 + NaOH = MnOH)2|2Mn(OH), +O2 = 2MnO(OH)2|(棕色沉淀)Mn0(OH)2 + 2H2SO4 = Mn(SO4)2 + 3H2OMn(S04)2 + 2KI = MnSO24+I2 + K2SO42Na2S2O3 +12 = Na2S4O6+ 2NaIO2f2MnO(OH)2f2I24Na2S2O3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。以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定释放出的碘，可计算溶解氧的 含量。对比两种方法的优缺点碘量法缺点 实验步骤繁琐，容易发生意外，使实验结果不准确优点可以充分利用我们学习到的分析化学知识，将理论运用于实践，巩固我们 的知识体系。溶解氧仪测定法缺点 仪器电极容易在实验中受损，造成不必要的损失优点操作简便，实验结果准确综上所述，在实际生活中，当我们遇到较大的检测项目时最好选择溶解氧仪测 定的方法，节省时间并且操作简单。
