Определение растворимого в воде кислорода.

Принцип метода. Определение кислорода в воде основано на том, что при прибавлении к ней едкого натра (NaOH) и хлористого марганца (MnCl2) образуется гидрат закиси марганца [Mn(ОН)2], который при наличии в воде кислорода окисляется в гидрат окиси марганца [Mn(ОН)3]. Если затем прибавить к воде соляную кислоту (HCl), то гидрат окиси марганца растворяется, образуя хлорный марганец (MnCl3). Однако хлорный марганец непрочное соединение и быстро переходит в хлористый марганец (MnCl2) с выделением свободного хлора (Cl2). При прибавлении к жидкости йодистого калия (KI) происходит реакция замещения в нем йода хлором. Количество выделившегося йода эквивалентно количеству свободного кислорода, содержащегося в исследуемой воде.

Выделившийся йод определяют раствором гипосульфита натрия. По количеству гипосульфита натрия, израсходованному на титрование, устанавливают количество растворенного в воде кислорода.

Лабораторная посуда: склянки с притертыми пробками емкостью 100–150 л; пипетки Мора на 50 мл; градуированные пипетки на 10, 5 и 1 мл; колбы емкостью 100 и 250 мл; бюретки на 25 и 50 мл; цилиндры мерные на 100 мл; палочки и воронки стеклянные.

Реактивы:

Раствор хлористого марганца (MnCl2): 40 г MnCl2 растворяют в 100 мл дистиллированной воды и фильтруют через бумажный фильтр.

Раствор едкого натра с йодистым калием (NaOH+KI): 32 г едкого натра и 10 г йодистого калия растворяют в 100 мл дистиллированной воды. Едкий натр может быть заменен едким калием (КОН).

Концентрированная соляная кислота(HCl) или 25 %-ная серная кислота (Н2SO4). Кислоту растворяют в воде постепенно, все время размешивая жидкость и добавляя кислоту к воде.

Гипосульфит (серноватистокислый натрий, Na2S2O3), 0,01н. (Сантинормальный раствор) раствор: растворяют 2,5 г Na2S2O3 в 1 л дистиллированной воды.

1 %-ный раствор крахмала: 1 г крахмала или чистой картофельной муки тщательно размешивают в 20 мл холодной воды, добавляют к 80 мл кипящей дистиллированной воды и кипятят несколько минут.

Йодноватокислый калий(KIO3), 0,01 н. раствор: на аналитических весах отвешивают 0,3567 г KIO3, переносят реактив в мерную колбу объемом 1 л и растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды. После полного растворения KIO3 в колбу добавляют дистиллированную воду точно до метки 100 мл и тщательно перемешивают. Готовый раствор хранят в темной склянке.

Техника определения. Склянкой емкостью 150–250 мл с очень узким горлышком берут пробу воды у самого дна аквариума. Воду необходимо брать так, чтобы в склянку не попадали экскременты рыб, остатки корма и другие частицы, находящиеся на дне. Сразу после взятия пробу воды переливают в склянку емкостью 100–150 мл с притертой пробкой так, чтобы между пробкой и водой не оставалось ни одного пузырька воздуха. Затем приступают к фиксации кислорода. Для этого пробку открывают, в воду пипеткой (для каждого раствора отдельной) вносят 1 мл раствора хлористого марганца и 1 мл смеси едкого натра с йодистым натрием или калием. Указанные растворы выливают из пипеток в нижний слой пробы. Склянку закрывают и содержимое тщательно взбалтывают.

По изменению цвета жидкости можно ориентировочно судить о количестве растворимого в испытуемой воде кислорода. Если его в воде много, раствор буреет; если мало, — раствор не изменяет цвет.

После этого пипеткой вносят на дно 2 мл концентрированной соляной кислоты или 3 мл 25 %-ной серной кислоты. Склянку закрывают, содержимое вновь взбалтывают и приступают к титрованию жидкости гипосульфитом. Для этого пипеткой Мора или мерным цилиндром из склянки берут 50 мл испытуемой жидкости, переливают ее в колбу и титруют 0,01 н. раствором гипосульфита до появления светло-желтого окрашивания жидкости, хорошо заметного на белом фоне бумаги, лежащей под колбой. Затем в смесь добавляют 1 см? крахмала (если при фиксации кислорода исследуемой воды растворами хлористого марганца и смеси едкого натра с йодистым калием жидкость не буреет, то раствор крахмала вливают сразу же перед титрованием, отчего она становится темно-синей, и титруют до осветления.

Расчет. Установив количество израсходованного на титрование гипосульфита, определяют содержание растворимого в воде кислорода по формуле:

х = 1,117 * П * К,

где х — количество растворимого в воде кислорода, мг/л;

1,117 — постоянный коэффициент;

П — количество гипосульфита, израсходованного на титрование, мл;

К — поправочный коэффициент гипосульфита.

Определение поправочного коэффициента гипосульфита. В колбу для титрования вносят 10 мл 0,01 н. раствора KIO3 и 0,5 г сухого йодистого калия (KI). После растворения последнего добавляют 2 мл концентрированной соляной кислоты или 3 мл 25 %-ной серной кислоты. Полученную жидкость титруют гипосульфитом, как и пробу на кислород. Затем количество взятого 0,01 н. раствора KIO3 (10 мл) делят на количество миллилитров гипосульфита, израсходованного на титрование. Полученный результат является поправочным коэффициентом гипосульфита.