Хід визначення

3.3.1 Відбір проби води для визначення масової концентрації та калібрування кисневих склянок

Для визначення масової концентрації розчиненого кисню у воді використовують спеціальні кисневі склянки,. які калібруються наступним чином. За допомогою технічної ваги 4 класу точності ВЛКТ-500 зважують порожню, попередньо висушену чисту склянку з притертим корком з точністю зважування до 0, 01 г. Потім її заповнюють до верху дистильованою водою при температурі t^◦ =20 ^◦ C. Закривають її щільно корком, щоб не залишалися бульбашки повітря. Далі необхідно висушити зовнішню поверхню склянки і знову провести зважування склянки. Різниця у вазі (різниця двох зважувань) відповідає об`єму склянки. Пробу води для визначення масової концентрації розчиненого кисню відбирають до верху за допомогою сифона у підготовлені кисневі склянки таким чином, щоб запобігти утворенню бульбашок повітря.

3.3.2 Хід виконання вимірювань

В кисневу склянку з відібраною пробою води (п.4.3.1) додають 2 см³ розчину сульфату марганцю, при цьому піпетку занурюють в кисневу склянку до самого її дна. Іншою піпеткою додають 2 см³ розчину їдкого калію і йодиду калію. В цьому випадку піпетку підводять тільки під рівень проби води в склянці.

Після цього склянку обережно закривають корком. Щільно закриту склянку перевертають декілька разів, щоб упевнитись у відсутності бульбашок і ретельно перемішують отриманий розчин. Потім дають осаду накопичитись на дні склянки, відкривають склянку і додатково додають до проби 10 см³ розбавленої (1: 4) сірчаної кислоти.

Слід швидко закрити корком склянку та перевернути її кілька разів для ретельного перемішування отриманої суміші до повного розчинення осаду.

Далі розчин кількісно переносять в колбу для титрування. Слід ополоснути склянку дистильованою водою та вилити її у ту ж саму колбу. Через 5 хв. відтитровують за допомогою бюретки утворений йод тіосульфатом натрію в присутності крохмалю до знебарвлення синього кольору.

3.3.3 Розрахункова частина

Масову концентрацію розчиненого кисню у воді, , для кожної проби визначають за формулою

, (1)

де - об`єм , що витрачений на титрування досліджуваної води, см³;

- об`єм кисневої склянки, в яку відібрано пробу досліджуваної води, см³;

- об`єм реактивів, внесених в склянку для отримання гідроокису марганцю, см³;

- нормальність ;

8 – молярний еквівалент кисню.

Результати кожного одиничного і -го вимірювання масової концентрації розчиненого кисню, , мгО₂/дм³, заносять до таблиці 1 (колонка 4).

Таблиця 1

номер проби,	Об`єм кисневої склянки, см3,	Об`єм , , см3	Концентрація розчинного кисню, , мг О2/дм3	Тривалість насичення проби киснем повітря, с

Остаточний результат вимірювань масової концентрації розчиненого кисню , мгО_з/дм³, розраховують за формулою (2) як середнє арифметичне результатів двох паралельних одиничних вимірювань і :

, (2)

де і - відповідно результати 1-го та 2-го паралельних вимірювань, виконаних одним виконавцем.

За результатами експериментальних даних необхідно побудувати графік залежності концентрації розчиненого кисню від тривалості насичення проби води (при умові сталої температури повітря t^◦ =const). Його будують відкладаючи вздовж осі ОХ тривалість насичення проби води киснем, а по осі ОУ – виміряну концентрацію розчиненого кисню у воді з врахуванням, що її початкове значення складало , мг/дм³.

t, c	Рис.2 Приклад графіка виду

Примітка: Результат обчислень за формулою (2) заокруглюють і записують до другої значущої цифри.

3.3.4 Встановлення якості проведених вимірювань з оцінкою контролю збіжності та контролю відтворюваності результатів вимірювань

А) Контроль збіжності результатів визначення масової концентрації розчиненого кисню у воді проводять........

Відносна розбіжність між двома одиничними результатами визначення концентрації розчиненого кисню при довірчій ймовірності 0, 95 не повинна перевищувати значення
нормативу оперативного контролю збіжності, , %

, (3)

Для водопровідної води, а також для поверхневих вод значення нормативу оперативного контролюзбіжності при довірчій ймовірності Р =0, 95 становлять:

· у діапазони масових концентрацій киснювід 1, 0 до 2, 0 мгО₂/дм³ включно 0, 19 мгО₂/дм³

· у діапазоні масових концентрацій кисню понад 2, 0, але до 14 мгО₂/дм³ включно 0, 31 мгО₂/дм³.

Б) Контроль відтворюваності вимірювань проводять за розбіжністю результатів двох повторних одиничних вимірювань масової концентрації кисню у робочій пробі, і , виконаних різними виконавцями на різних комплектах посуду.

Рішення про задовільність відтворюваності приймають, якщо виконується вимога:

, (4)

Де та - результати одиничного вимірювання масової концентрації розчинного кисню у одній пробі води, виміряних виконавцями №1 і №2, мгО₂/дм³;

- норматив оперативного контролю відтворюваності, мгО₂/дм³

Для поверхневих вод, а також для водопровідної води, взятої для аналізу, значення нормативу оперативного контролю відтворюваності при довірчій ймовірності Р = 0.95 становлять:

§ у діапазоні масових концентрацій кисню від 1, 0 дг 2, 0 мгО₂/дм³ включно 0, 40 мгО₂/дм³;

§ у діапазоні масових концентрацій кисню понад 2, 1 до 14 мгО₂/дм³ включно 0, 36 мгО₂/дм³

3.3.5 Розрахунок оптимальної масової концентрації розчиненого кисню у воді при повному її насиченні киснем повітря в умовах проведення досліду (атмосферний тиск у приміщенні та температура води) і встановлення відносної похибки вимірювань

При вимірі концентрації розчиненого кисню в аналізованих середовищах різного складу необхідно мати на увазі, що при нормальному атмосферному тиску 101, 3 кПа (760 мм рт. ст.) парціальний (складова в загальному тиску) тиск кисню в сухому повітрі становить 21, 2 кПа (160 мм рт. ст.).

При відхиленні атмосферного тиску від нормального значення пропорційно міняється парціальний тиск кисню повітря і, відповідно, змінюється розчинність кисню у воді. При цьому змінюється його концентрація. Цей факт є важливим при проведенні вимірювань в умовах лабораторії. Так, при постійному значенні тиску повітря в приміщені лабораторії шляхом зміни температури води можна змінювати концентрацію розчиненого кисню у воді (наприклад, шляхом її нагрівання або охолодження при механічному перемішуванні).

Розчинність кисню у воді при інших тисках визначається із співвідношення (5)

, (5)

де - розчинність кисню при атмосферному тиску Р, мг/дм³, %0₂;

St - розчинність кисню при нормальному атмосферному тиску Р =101, 3 кПа, мг/дм³ (% 0₂) (у залежності від температури води за додатком 1);

Р - атмосферний (барометричний) тиск, кПа;

101, 3 - нормальний атмосферний тиск, кПа.

У додатку 1 наведена таблиця, що ілюструє залежність розчинності кисню від зміни температури в дистильованій воді, насиченої киснем повітря при тиску 101, 3 кпа (760 мм рт. ст.).

Відносну похибку вимірювань масової концентрації розчиненого кисню розраховують за формулою (6)

, (6)

Де - абсолютна похибка вимірювання масової концентрації, мг/дм³

, (7)

Де - концентрація розчиненого кисню у воді (за результатами вимірювань), мг/дм³;

- розрахункова концентрація розчиненого кисню з врахуванням температури розчину та атмосферного тиску, мг/дм³ (визначена за формулою 5);

Результат вимірювання масової концентрації розчиненого кисню вважається задовільним, якщо виконується наступна умова:

- для діапазону вимірювань масової концентрації розчиненого кисню від 1, 0 мгО₂/дм³ до 2, 0 мгО₂/дм³ включно границя сумарної відносної похибки (при довірчій ймовірності Р=0, 95) складає 20%;

- для діапазону від 2, 0мгО₂/дм³ до 14, 0 мгО₂/дм³ включно 10%.

При невиконанні цієї умови лабораторний дослід вважається незадовільним і вимагає повторного проведення.