بسمه تعالی

دانشگاه علوم پزشکی قمدانشکده بهداشت

تاریخ : نهم 22/9/90جلسه

2

اکسیژنمحلول

DO

تاریخ : نهم 22/9/90جلسه

فهرست

3.................................................عنوان آزمایش3...........................................................مقدمه

4............................عوامل مؤثر بر حاللیت اکسیژن5................................اندازه گیری اکسیژن محلول

5.........................................................یدومتری6..................................................هدف آزمایش6..................................................مبانی تئوریک7.................................................اصول آزمایش

7................................................شرح کار عملی9........................................................محاسبات

10................................................نتیجه آزمایشBOD5..........................................................10

11......................................................روش کار11...........................................................منابع

3

تاریخ : نهم 22/9/90جلسه

عنوان آزمایش: (DO – Testتعیین میزان اکسیژن محلول )

مقدمه: تمام موجودات زنده برای انجام متابولیسم و تهیه انرژی جهت رشد و تولید مثل نیاز به اکسیژن به فرمهای مختلف دارند. واکنشهای هوازی

دارای اهمیت خاصی بوده زیرا به اکسیژن آزاد نیاز دارند. تمام گازهای موجود در هوا به مقدارهای مختلف در آب محلولند. نیتروژن و اکسیژن بعلت حاللیت کم در آب مورد توجه می باشند. زیرا با آب فعل

و انفعال شیمیائی انجام نداده و حاللیت آنها مستقیماً به فشار جزئی آنها بستگی دارد. حاللیت اکسیژن دردرجه حرارتهای مختلف آب

متفاوت است. مقدار حاللیت اکسیژن اتمفسر در آب نسبتاً خالص از میلی گرم در لیتر7 میلیگرم در لیتر در صفر درجه سانتیگراد تا 6.14

اتمسفر متفاوت است. اکسیژن1 درجه سانتیگراد تحت فشار 35در به مقدار کم در آب محلول بوده و حاللیت آن با فشار اتمسفر و درجه حرارت متغیر است. کمبود حاللیت اکسیژن در آب یکی از فاکتورهای

اصلی است که ظرفیت تصفیه طبیعی آب را کاهش می دهد. لذا تصفیه فاضالبها قبل از ورود به رودخانه ها ضروری می گردد. اکسیژن

محلول رودخانه ها نیز می توان آلودگی آنها را کنترل نمود. اکسیژن فاکتور مهمی در ایجاد خورندگی آهن و فوالد به خصوص در

سیستمهای توزیع آب و بویلرها می باشد. لذا تعیین مقدار اکسیژنمحلول برای کنترل خورندگی آب به کار می رود.

اکسیژن محلول شاخصی مربوط به کیفیت آب است. گرچه اکسیژن محلول ارتباط مستقیمی با کیفیت آب آشامیدنی ندارد ولی وجود آن

در آبهای سطحی بقای آبزیان را امکان پذیر می سازد و از طرف دیگر به عنوان شاخصی است برای تعیین غلظت مواد ارگانیکی و

مغذی در آب . میزان کم اکسیژن محلول در آب اکثرا داللت بر غلظت زیاد مواد آلی در حال تجزیه در آب دارد . نظر به اینکه مواد

ارگانیکی به وسیله باکتری ها تجزیه می شوند بنابراین برای تجزیه آن به وسیله این موجودات اکسیژن آب پیوسته تقلیل می یابد و در نتیجه

در اثر تهی شدن اکسیژن در اکوسیستم های آبی مرگ و میر

4

تاریخ : نهم 22/9/90جلسه

موجودات آبزی حتمی خواهد بود.

عوامل موثر بر حاللیت اکسیژن در آب:

. درجه حرارت1

. فشار جزئی اکسیژن در تماس با آب2

. شوری آب3

عوامل کنترل کننده موجودیت اکسیژن در آب های طبیعی:

. مقدار مخلوط شدن اکسیژن بین هوا و آب1

. اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی2

. اکسیژن مورد نیاز شیمیایی3

اكسیژن محلول در تمامی آبهایی كه به نحوی با اتمسفر هوا در ( موجود درMineralتماس هستند، موجود میباشد. مواد معدنی )

( اكسیژن را تغییرsolubility )  آب تا حدی قابلیت حل شدن میدهد. به عنوان نمونه آب تقطیر شده اكسیژن بیشتری نسبت به

آبی كه حالل جامدات است جذب میكند . آب دریا نیز اكسیژن كمتری نسبت به آب شیرین حل میكند. مخصوصاً آب چاههای عمیق

به هیچ وجه دارای اكسیژن حل شده نمیباشد. اثرات مخرب اكسیژن حل شده در آب در صنعت بر روی تجهیزات

آهنی و استیلی كه در تماس با اینگونه آبها هستند، ظاهر میشود. پایین باعث ازدیاد اثر اكسیژن PHدرجه حرارت زیاد و مقدار

میشود. بطور مثال در سیستمهای بویلر ممكن است زنگزدگی درفتد. اخطوط تغذیه و بخار اتفاق بی

اندازه گيري اكسيژن محلول:5

تاریخ : نهم 22/9/90جلسه

( در آب و فاضالب بستگي به فعاليتهايDo) ميزان اكسيژن محلول (Doبيوشيميايي ، شيميايي و فيزيكي محيط آبي دارد . آزمايش )

يك آزمايش تعيين كننده و مهم در بررسي آلودگي آبها و كنترل فرايندهای زیستی، تصفيه آب و فاضالب مي باشد.

روشهاي اندازه گيري: 

پيشنهاد شده است:Doدو روش براي تعيين  

.روش يدومتري1. روش الكترومتري2

روش يدو متري يك شيوه حجم سنجي براساس خاصيت است درصورتيكه الكترودهاي غشايي عملشانDoاكسيدكنندگي

مبتني بر ميزان نفوذ اكسيژن ملكولي از غشاء مورد استفاده مي باشد. انتخاب روش كار بستگي به عوامل مداخله گر دقت و صحت

مورد نظر و در بعضي مواقع سهولت و ديگر مقتضيات دارد. یدومتری یک روش حجم سنجی شیمی تجزیه است که در تیتراسیون از ید به

عنوان شناساگر نقطه پایانی استفاده میشود.یدومتری:

یون یدید یک عامل کاهنده ی نسبتاً موثری است که به طور وسیعیبرای تجزیه ی اکسنده ها به کار می رود.

به طور کلی به واکنش هایی که در آن ید اکسید می گردد، یعنی ید از محلول یدیدها آزاد می گردد یدومتری گویند. روشهای زیادی بر

اساس خواص کاهندگی یون یدید استوارند. ید که محصول واکنشاست، معموالً با محلول استاندارد تیوسولفات تیتر می شود.

همچنین یدومتری دقیق ترین و قابل اعتمادترین روش اندازه گیری اکسیژن محلول در آب می باشد. این روش یک روش تیتراسیونی

است که بر اساس خواص اکسیدکنندگی اکسیژن محلول انجام می گیرد. با افزایش به محلول قلیایی شده آب ، هیدروکسید منگنز با

اکسیژن محلول آب ترکیب شده ، ایجاد می کند. با مصرف تمام اکسیژن موجود ، محلول اسیدی می شود. با افزودن یدید ، در محیط

اسیدی با یون یدید ، وارد واکنش شده ، ید آزاد می کند. مقدار ید آزاد شده توسط محلول تیوسولفات تعیین می شود و از روی مقدار

6

تاریخ : نهم 22/9/90جلسه

تیوسولفات مصرفی )با استفاده از شناساگر نشاسته( ، مقداراکسیژن موجود در آب محاسبه می شود.

.اندازه گيري اكسيژن محلول در آب به روش يدو متري: 1 در اين روش اكسيژن محلول در آب با نمك منگنز موجود توليد اكسيد

منگنز مي نمايد. اين جسم در اثر هيدروكلريك اسيد توليد اكسيژن (I2( شده و )KI  نموده که اكسيژن حاصل باعث آزادشدن يد از )

نرمال درمجاورت0.01آزادشده حاصل توسط هيپوسولفيت سديم چسب نشاسته اندازه گيري مي نمائيم.

هدف آزمایش: روش وینکلر و معرف هایDO وروش های سنجش DOآشنایی با

مربوط به آن

مبانی تئوریک: میزان اکسیژن محلول در آب های طبیعی به فعالیت.1

بیوشیمیایی و فیزیکی و شیمیایی اجزای آب وسیالب وابستهاست.

یک تست کلیدی در کنترل آلودگی آب ها و فرایندDOآنالیز .2های تصفیه پساب ها محصوب میگردد.

است.BOD پایه و اساس آزمایش DOآزمایش .3

BIO CHEMICAL OXYGEN DEMAND =DO1-DO2 روش وینکلر یا یدو متری روش استانداردی برای اندازه گیری.4

اکسیژن محلول در آب می باشد اگر چه روش الکترد غشایی به کار میرود.DOهم برای سنجش

:WINKLER METHODاصول آزمایش در محیط قلیایی توسط اکسیژن وMN+4 بهMN+2 اکسیداسیون

( به ید آزاد )4H2SO (را در محیط اسیدی )-I یون یدید )MN+4سپس7

تاریخ : نهم 22/9/90جلسه

I2اکسید می کند و مقدار ید آزاد شده توسط تیتراسیون با تیو ) سولفات سدیم اندازه گیری میشود.

وسایل مورد نیاز: سولفات منگنز ، یدور ، نمونه آب ، مزور ، ارلن ، بورت ،BODبطری

( ، تیوسولفات سدیم ، چسپH2SO4آزاید قلیایی ، اسید غلیظ )نشاسته .

شرح کار عملی: ریختیم.(E نمونه آب )250ML به میزان BODدر بطری های .12.2ml 2 سولفات منگنز وmlمعرف یدور آزاید قلیایی به آن

اضافه کنیم درب بطری را بستیم و چندین بار تکان دادیم تامطابق شکل زیر( ) تشکیل شد.Mno2قهوه ای رنگ رسوب

Mnso4 + 2NaoH + 1/2 O2 ……….. MnO2 + Na2So4+ H2O

تا رسوب شد.کردیم ( اضافه H2SO4 اسید غلیظ )2mlمقدار .3)مطابق شکل زیر(

8

تاریخ : نهم 22/9/90جلسه

MnSo4 + H2So4 + KI…………….MnSo4 +I2 + K2So4+ 2 H2O

از محلول فوق را به ارلن منتقل و با 200ml مقدار.4تیوسولفات تا ظهور رنگ زرد تیتر کردیم.)مطابق شکل زیر(

به محض مشاهده رنگ زرد کمرنگ چند قطره معرف چسب.5 نشاسته به ارلن اضافه کرده و تا بی رنگ شدن محلول تیتر

کردیم . .)مطابق شکل زیر(9

تاریخ : نهم 22/9/90جلسه

حجم تیوسولفات مصرفی را یادداشت کردیم و از رابطه زیر.6 به دست آوریم.mg/litrمقدار اکسیژن محلول را بر حسب

محاسبات:Eنمونه آب

Acc = 7.9 تا رنگ زرد4.5تا بی رنگ =

12.4 = 4.5 + 7.9DO1 = 12.4

Mg/litr O2 = A N 8000V Sample

Mg/litr O2 = 12.40.028000200 = 9.92

نتیجه ازمایش:10

تاریخ : نهم 22/9/90جلسه

اندازه گیری شده در نمونه آب با توجه به استاندارد آنDoمیزان در نمونه آب می باشد.Doنشان دهنده غلظت خوب میزن

تذكر: بايد دقت كافي كرد كه در ضمن اضافه كردن محلول ها هيچگونه

حباب هوا وارد ظرف محتوي نمونه نگردد.

:BOD5تعیین BOD( یا اکسیژن خواهی بیولوژیکی Biochemical oxygen

Demand) یکی از شاخص های آلودگی آب به مواد آلی است. این شاخص آن 

قسمت از آالینده ها را نشان می دهد که باکتری های هوازی قادر به تجزیه آن ها هستند. مواد آلی به عنوان غذای باکتری ها مصرف می

شوند که بخشی از آن ها بر اثر اکسیداسیون توسط باکتری به ( تبدیل شده و قسمتی دیگر ازNO2 ، SO2 ، CO2محصوالت نهایی )

مواد آلی صرف تشکیل توده سلولی جدید می گردند. در عمل امکان هم وجود دارد.H2Sاکسیداسیون مواد غیر آلی چون

چون تجزیه مواد آلی توسط باکتری ها ) به طور طبیعی ( به دما و و زمان معینC°20زمان بستگی دارد ، از این رو مقدار آن در دمای

یک نمونهBODاندازه گیری می کنند. به تجربه ثابت شده است که در طی ساعات و حتی روزهای اولیه متفاوت می باشد و امروزه در

سطح جهانی مقدار این شاخص را در طی پنج روز به عنوان استاندارد یکBOD نشان می دهند. BOD5انتخاب کرده و آن را به صورت

نشانBODU نهایی را به صورت BOD و BOD1روزه را به صورت می دهند.

BODUمعرف مقدار اکسیژن مورد نیاز باکتری های هوازی برای آن که همه مواد آلی تجزیه پذیر را در طی مدت زمانی بسیار طوالنی

تجزیه نمایند.

روش کار:11

تاریخ : نهم 22/9/90جلسه

ریخت¬¬ه و آن را پنج روزBOD داخل شیش¬¬ه 250mlاز نمونه آب .1در انکوباتور قرار دادیم.

2mlبع¬¬د از پنج روز .2 MnSO4 2 وmlی¬¬در آزای¬¬د قلی¬¬ایی داخ¬¬ل اضافه میکنیم و رنگ محلول ب¬ه ص¬ورت قه¬وه ایBODشیشه

کمرنگ شد. ثانیه بطری را تکان دادیم.30 تا 3.254.2ml( اسید H2 SO4.داخل بطری اضافه کردیم ) 5.200ml 2 از محلول فوق را در داخل ارلن ریخ¬¬تیم وmlچس¬¬ب

نشاسته روزانه به آن اض¬¬افه ک¬¬ردیم و رن¬گ محل¬¬ول ب¬ه ص¬¬ورتسیاه در آمد.

محلول فوق را با تیو سولفات سدیم تا بی رنگ شدن نمونه تیتر.6کردیم و حجم مصرفی را یادداشت کردیم.

(DO2 = مصرفی )10.7

BOD = DO1 – DO2

BOD = 12.4 – 10.7 = 1.7

منابع:وبالگ فرآیندهای تصفیه آب و فاضالبمطالب گفته شده در آزمایشگاه

12