เยี่ยมห้องวิเคราะห์น้ำ ศูนย์วิจัยและพัฒนาประมงชายฝั่งจันทบุรี
ตอน การวิเคราะห์ออกซิเจนละลายน้ำ Dissolved Oxygen (DO)
 

     เว็บเพจเยี่ยมห้องวิเคราะห์น้ำ ผมจะแบ่งการนำเสนอออกเป็นหลายตอน สำหรับหน้านี้คือหน้าที่ 5 ขอนำเสนอตอน  การวิเคราะห์ออกซิเจนละลายน้ำ (Dissolved Oxygen) ประกอบด้วย 3 ขั้นตอน (สนใจชมตอนอื่นๆ คลิ๊กที่ห้องวิเคราะห์น้ำ)
    

     1. วิธีการเก็บตัวอย่างน้ำ
     2.
การเติมน้ำยาเคมีเพื่อจับออกซิเจน
  3. การไตรเตรชั่นเพื่อหาออกซิเจน
     
   
 
1. วิธีการเก็บตัวอย่างน้ำ
 
การวิเคราะห์ปริมาณออกซิเจนละลายน้ำด้วยสารเคมี ที่นำเสนอ ได้แก่วิธี Azide modification (นิคมและยงยุทธ 2546) ที่ปรับปรุงจากวิธี Winkler method โดยน้ำยาเคมีตัวที่ 2 เป็นอัตราส่วนสำหรับวัดออกซิเจนที่ไม่เกินจุดอิ่มตัว (Saturated)

การเก็บน้ำเพื่อวัดออกซิเจน ต้องใช้ขวด บีโอดี โดยมีวิธีเก็บ 2 แบบ

ใช้ขวด บีโอดี เก็บ (ตามภาพ) โดยต้องให้น้ำไหลเข้าขวดช้าๆ ไม่ให้มีฟองอากาศ

ใช้กระบอกเก็บน้ำ จากนั้นปล่อยหรือลักน้ำด้วยสายยางขนาดเล็กลงขวด บีโอดี โดยไม่ให้เกิดฟองอากาศเช่นกัน

เมื่อได้น้ำเต็มขวด ใช้จุกแก้วปิด โดยต้องไม่มีช่องว่างของอากาศภายในขวดเลย
   
 
2. ขั้นตอนการใช้น้ำยาเคมีจับออกซิเจน
 

เติมน้ำยาเคมีตัวที่ 1 ด้วยปิเปต จำนวน 1 มิลลิลิตร

น้ำยาเคมีตัวที่ 1 คือ Manganese Sulfate solution
การเตรียม ละลาย MnSO4.H2O จำนวน 364 กรัม ในน้ำกลั่นประมาณ 800 มล. เมื่อแมงกานีสละลายหมดแล้วให้กรอง แล้วเติมน้ำกลั่นให้เป็น 1,000 มล. เก็บน้ำยาไว้ในขวดพลาสติก

หมายเหตุ ใช้ MnSO4.4H2O 480 กรัม หรือ MnSO4.2H2O 400 กรัม แทน MnSO4.H2O ได้

เติมน้ำยาเคมีตัวที่ 2 ด้วยปิเปต จำนวน 1 มิลลิลิตร

น้ำยาเคมีตัวที่ 2 คือ Alakil - iodide - azide reagent
การเตรียม ละลาย NaOH 500 กรัม และ NaI 135 กรัม ในน้ำกลั่นและปรับปริมาตรให้ได้ 1,000 มล.จากนั้นเติม Sodium azide (NaN3) 10 กรัม ที่ละลายในน้ำกลั่น 40 มล. ผสมให้เป็นสารละลายเดียวกัน สารละลายนี้จะมีสีขาวขุ่น (ห้ามเติมกรดลงในสารละลายนี้ เพราะจะทำปฏิกิริยาได้ hydrazoic acid fumes ซึ่งจะเป็นอันตรายได้)

หมายเหตุ ใช้ KOH 700 กรัมแทน NaOH และ KI 150 กรัม NaI ได้

ปิดฝาแล้วเขย่าให้เข้ากัน โดยคว่ำและหงายขวดสลับไปมาประมาณ 15 ครั้ง

จากนั้นเก็บไม่ให้ถูกแสง (เช่นใช้กล่องครอบ) อย่างน้อย 15 นาที สามารถเก็บได้นาน 12 ช่วโมง (นิคมและยงยุทธ 2546)

ผ่านไป 15 นาที ตะกอนสีน้ำตาลจะนอนก้น เตรียมเติมน้ำยาเคมีตัวที่ 3

เนื่องจากออกซิเจนอาจเพิ่มหรือลดง่าย ดังนั้นหลังเก็บน้ำลงขวด บีโอดี ให้รีบเติมน้ำยาเคมีตัวที่ 1 และ 2 เพื่อจับออกซิเจน (Fixation of Oxygen)

เมื่อเติมน้ำยาเคมีทั้ง 2 ตัว ภาวะในขวดจะเป็นด่าง และเกิดปฏิกริยาจับออกซิเจน โดย Mn++ รวมกับ 2OH- ได้ Mn(OH)2

และ Mn(OH)2 จะทำปฏิกริยากับออกซิเจนที่ละลายน้ำ (1/2O2) เกิดเป็น MnO2 เห็นเป็นตะกอนสีน้ำตาล (กรรณิการ์ 2544)

เติมน้ำยาเคมีตัวที่ 3 ด้วยปิเปต จำนวน 1 มิลลิลิตร

น้ำยาเคมีตัวที่ 3 คือ กรดซัลฟูริกเข้มข้น
การเตรียม ไม่ต้องเตรียม ใช้กรด H2SO4 เข้มข้น (36 นอร์มอล)

หลังเติมน้ำยาเคมีตัวที่ 3 (กรด) ให้ปิดฝาแล้วเขย่าให้เข้ากัน

 

หลังเขย่าขวด ตะกอนจะถูกละลายหายไปหมด

หลังเติมน้ำยาเคมีตัวที่ 3 ภายในขวดจะมีภาวะเป็นกรด

MnO2 จะไปทำให้ 2I- (จาก NaI) ออกมาเป็นไอโอดีนอิสสระ (I2)

ดังนั้น หากในน้ำมีออกซิเจน (O2) มาก ก็จะมี MnO2 มาก

เมื่อมี MnO2 มาก ก็จะเกิดไอโอดีนอิสสระ (I2) จากการออกซิไดส์มาก

ดังนั้น การไตเตรชั่นเพื่อหาปริมาณไอโอดีนก็สามารถคำนวณย้อนกลับหาปริมาณออกซิเจนได้ จากสมการ

  DO (mg/L) = ml ของโซเดียมไธโอซัลเฟตxความเข้มข้นของโซเดียมไธโอซัลเฟตx8x1,000 / ml ของน้ำตัวอย่าง
   
 
3. การไตเตรชั่น
 

ตวงน้ำที่ตะกอนละลายหมดแล้ว 200 มล. ใส่ขวดแก้วรูปชมพู่

ีไตเตรทด้วยสารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟตเข้มข้น 0.025 นอร์มอล

การเตรียม ละลาย Na2S2O3.5H2O 6.025 กรัม และ NaOH 0.4 กรัม ในน้ำกลั่นและปรับปริมาตรให้ได้ 1,000 มล.

หมายเหตุ ใช้ NaOH 0.6 นอร์มอล จำนวน 1.5 มล. แทนไ้ด้

ไตเตรทจนสารละลายเปลี่ยนสีจากเหลืองเข้มเป็นเหลืองจาง

หยดน้ำแป้งลงในสารละลาย 2-3 หยด สารละลายจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินเข้ม

ไตเตรทต่อจนสารละลายเปลี่ยนสีน้ำเงินเป็นใสไม่มีส

การเตรียมน้ำแป้ง ละลายแป้ง 2-4 กรัม และกรดซาลิไซลิก 0.2 กรัม ในน้ำกลั่น 100 มล. นำไปอุ่นและกวนจนใส

แสดงสีระหว่างไตเตรท

ขวดที่ 1 สีเหลืองเข้ม
ขวดที่ 2 สีเหลืองอ่อน
ขวดที่ 3 สีน้ำเงินเข้ม (หลังหยดน้ำแป้ง)
ขวดที่ 4 สีใส (เสร็จสิ้นการไตเตรท)

จากการที่ใช้ปริมาตรน้ำตัวอย่าง 200 มล. และความเข้มข้นของโซเดียมไธโอซัลเฟต 0.025 นอร์มอล ปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ (มก./ลิตร) เท่ากับปริมาตรโซเดียมไธโอซัลเฟต (มล.) ที่ใช้ในการไตเตรท

   
 
4. รายละเอียดอื่นๆ ของออกซิเจนละลายน้ำ
 
จากการตรวจสอบเอกสารที่รายงานคุณภาพน้ำในแหล่งน้ำเค็มหรือน้ำกร่อยบริเวณชายฝั่งหรือแม่น้ำลำคลอง พบว่าส่วนใหญ่จะมีค่าออกซิเจนที่ละลายน้ำเฉลี่ย กว่า 4 mg/L

ก๊าซออกซิเจนละลายน้ำได้น้อย เนื่องจากว่าไม่ได้ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับน้ำ (กรรณิการ์ 2544) การละลายน้ำขึ้นอยู่กับ

ความดันของบรรยากาศ ความดันบรรยากาศมากละลายได้มาก

อุณหภูมิของน้ำ อุณหภูมิน้ำมากละลายได้น้อย

ปริมาณเกลือแรู่่ในน้ำ ปริมาณเกลือแร่มากละลายได้น้อย

น้ำี้อิ่มตัว (Saturated) ด้วยออกซิเจน คือน้ำมีปริมาณออกซิเจนละลายอยู่เต็มในสมดุลพอดี

ออกซิเจนต่ำกว่าจุดอิ่มตัว (Under saturated) คือน้ำที่มีปริมาณออกซิเจนต่ำกว่าออกซิเจนที่ควรมี

ออกซิเจนสูงกว่าจุดอิ่มตัว (Super saturated) น้ำที่มีปริมาณออกซิเจนสูงกว่าออกซิเจนที่ควรมี

สามารถอ่านรายละเอียดเกี่ยวกับออกซิเจนละลายน้ำได้โดย คลิ๊กที่นี่ เพื่อดาวน์โหลดเอกสาร (จากนิก้าออนไลน์)
   
   
 
เอกสารอ้างอิง
 
  กรรณิการ์ สิริสิงห์. 2544. เคมีของน้ำ น้ำโสโครก และการวิเคราะห์. พิมพ์ครั้งที่ 3. 370 หน้า
  นิคม ละอองศิริวงศ์ และยงยุทธ ปรีดาลัมพบุตร. 2546 วิธีวิเคราะห์น้ำเพื่อการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำชายฝั่ง กลุ่มงานวิจัยระบบและการจัดการการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำชายฝั่ง สถาบันวิจัยการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำชายฝั่ง จังหวัดสงขลา สำนักวิจัยและพัฒนาประมงชายฝั่ง กรมประมง. 211 หน้า
  มั่นสิน ตัณฆุลเวศม์ และไพพรรณ พรประภา. 2544. การจัดการคุณภาพน้ำและการบำบัดน้ำเสียในบ่อเลี้ยงปลาและสัตว์น้ำอื่นๆ เล่ม 1 การจัดการคุณภาพน้ำ. ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. 319 หน้า.
  ไมตรี ดวงสวัสดิ์ และจารุวรรณ สมศิริ. 2528. คุณสมบัติของน้ำและวิธีวิเคราะห์. ฝ่ายวิจัยสิ่งแวดล้อมสัตว์น้ำ สถาบันประมงน้ำจืดแห่งชาติ กรมประมง. 115 หน้า.
  APHA, AWWA and WPCF. 1980. Standard Method for the Examination Water and Wastewater 15th ed. American Public Health Publisher Inc., New York. 1,134 pp.
 
ศูนย์วิจัยและและพัฒนาประมงชายฝั่งจันทบุรี
ตำบล บางกะจะ อำเภอเมือง จังหวัด จันทบุรี 22000
โทร 0-3945-7987-8 โทรสาร 0-3939-1025
email : crchantaburi@dof.thaigov.net หรือ chanfisheries@yahoo.com