覆膜电极溶解氧测定仪示值误差的探讨

1　引　言

    溶解氧是指溶解于水中的分子态氧,它是水生动植物生存不可缺少的条件。水中溶解氧的主要来源有两个,一个是大气向水中溶入氧;另一个水中植物通过光合作用 释放出氧。溶解氧值随着外界条件如温度、气压、盐份的变化而变化。溶解氧会被水中还原性物质如硫离子、亚铁离子、亚硫酸根等所消耗,也会被水中细菌所消 耗。因此,溶解氧值可以指示水体被污染的程度,是衡量水质好坏的一个重要指标。越干净的水溶解氧值越高,不受污染的水体溶解氧值接近该温度、气压下的饱和 值,溶解氧值随着水体污染程度加大而减少。溶解氧值测定是水产养殖业、污水处理厂、环境监测部门、自来水厂等必不可少的工作,覆膜电极溶解氧测定仪是目前 在溶解氧值测定工作中应用最广的技术。为确保覆膜电极溶解氧测定仪的量值准确,国家颁布了JJG 291-1982《复膜电极溶解氧测定仪试行检定规程》,并于1999年修订,修订后的JJG 291-1999《覆膜电极溶解氧测定仪》检定规程采用了新的检定方法,尤其是示值误差的测量方法。下面是对溶解氧测量误差的探讨。

2　影响溶解氧值的因数

    气体在水中的溶解度受到气压、温度、水中盐份浓度的影响。     当其他条件不变的情况下,大气压增加,空气在水中的溶解度增加,溶解氧增加。   同样,当水温升高,其他条件不变,气体在水中溶解度降低,溶解氧也相应减少;反之,水温下降溶 解氧增加。     水中的溶解氧值随着水中盐分浓度增加而减少。一般来说,水中氯离子浓度每增加100mg/L,溶解氧大约减少0·01mg/L。

3　溶解氧的测定方法

    溶解氧的测定方法应用较多的主要有覆膜电极溶解氧测定仪法和化学容量分析法,还有比色法、极谱法、电流法、电量法、电导率法等则应用较少。

    化学容量分析法是溶解氧测定的经典方法,准确可靠。此方法亦称作碘量法、Winkler法,是Winkler于1888年所创立,它基于MnSO4与 NaOH形成的Mn(OH)2,在碱性溶液中被水中溶解氧定量氧化成四价锰化合物。当用硫酸酸化时,四价锰化合物将与NaOH一起被加入的碘化钾氧化而析 出与氧等量的碘,最后以淀粉作指示剂,以硫代硫酸钠进行滴定。反应过程可用下面反应方程式表示:

    由于此方法要消耗大量试剂,而且操作烦琐,不能实现自动连续测定,有较大局限性。

    应用最广的是覆膜电极溶解氧测定仪法。覆膜电极的负极(指示电极)是黄金电极,正极(参比电)是银-氯化银电极,电极内部电解液是0·5mol/L氯化钾 -0·02mol/L硼砂溶液;为排除溶液中杂质离子干扰和污染电极,电极顶端覆盖有一层聚乙烯薄膜,薄膜将内部电解液和被测液体分隔开,只允许溶解氧透 过。覆膜电极溶解氧测定仪的测量原理是:水中溶解的氧分子透过覆膜,在电极上发生氧化还原反应,其反应过程可用下面反应方程式表示: