مقدمه:
تمام موجودات زنده برای انجام متابولیسم و تهیه انرژی جهت رشد و تولید مثل نیاز به اكسیژن به فرمهای مختلف دارند. واكنشهای هوازی دارای اهمیت خاصی بوده زیرا به اكسیژن آزاد نیاز دارند. تمام گازخای موجود در هوا به مقدارهای مختلف در آب محلولند. نیتروژن و اكسیژن بعلت حلالیت كم در آب مورد توجه می‌باشند. زیرا با آب فعل و انفعال شیمیائی انجام نداده و حلالیت آنها مستقیماً به فشار جزئی آنها بستگی دارد. حلالیت اكسیژن دردرجه حرارتهای مختلف آب متفاوت است. مقدار حلالیت اكسیژن اتمفسر در آب نسبتاً خالص از 6/14 میلیگرم در لیتر در صفر درجه سانتیگراد تا 7 میلیگرم در لیتر در 35 درجه سانتیگراد تحت فشار 1 اتمسفر متفاوت است. اكسیژن به مقدار كم در آب محلول بوده و حلالیت آن با فشار اتمسفر و درجه حرارت متغیر است. كمبود حلالیت اكسیژن در آب یكی از فاكتورهای اصلی است كه ظرفیت تصفیه طبیعی آب را كاهش می‌دهد. لذا تصفیه فاضلابها قبل از ورود به رودخانه‌ها ضروری می‌گردد. اكسیژن محلول رودخانه‌ها نیز می‌توان آلودگی آنها را كنترل نمود. اكسیژن فاكتور مهمی در ایجاد خورندگی آهن و فولاد بخصوص در سیستمهای توزیع آب و بویلرها می‌باشد. لذا تعیین مقدار اكسیژن محلول برای كنترل خورندگی آب به كار می‌رود.

اساس روش اندازه‌گیری:
معمولی‌ترین روش تعیین اكسیژن محلول بر اساس آزاد كردن ید توسط اكسیژن محلول می‌باشد. ید آزاد شده عموماً توسط یك محلول احیاءكننده مانند تیوسولفات سدیم اندازه‌گیری می‌شود. چسب نشاسته خاتمه عمل را نشان می‌دهد. نشاسته ید آزاد شده را جذب نموده و رنگ آبی ایجاد می‌كند و هنگامیكه تمامی ید احیاء گردید محلول بیرنگ می‌شود.
روش و نیكلر یا یدومتری روش استانداردی برای تعیین اكسیژن محلول می‌باشد. این روش بر اساس اكسیداسیون Mn2+ به ظرفیت بالاتر (Mn4+) در محیط قلیائی توسط اكسیژن می‌باشد. منگنز با ظرفیت چهار یون ید را در محیط اسیدی به ید آزاد اكسیده می‌كند و مقدار ید آزاد شده كه برابر با اكسیژن محلول می‌باشد توسط تیتزاسیون با تیوسولفات استاندارد اندازه‌‌گیری می‌شود.
در این روش وجود بعضی از مواد مانند نیتویتها و آهن سه ظرفیتی قابلیت اكسیدكنندگی I- را به I2 دارند. و نتیجه آزمایش را زیاد نشان می‌دهد. و بر عكس مواد احیاء كننده مانند S2-, So32-, Fe2+ ید را احیاء كرده و به I- تبدیل می‌كنند و نتیجه آزمایش را كمتر از حد واقعی نشان می‌دهد. بنابراین روش تصحیح نشده چنانكه اكسیژن در محیط وجود نداشته باشد با افزایش سولفات منگنز و معرف یدور قلیائی (NaOH, KI) رسوب سفید رنگ 2Mn(OH) تشكیل می‌گردد.
Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2
رسوب سفید رنگ
اگر در محیط اكسیژن موجود باشد مقداری از Mn2+ به ظرفیت بالاتر اكسیده شده و رسوب قهوه‌ای رنگ Mno2 ظاهر می‌گردد.
Mn(OH)2 + ½ O2 Mno2 + H2O
رسوب قهوه‌ای رنگ
اكسیداسیون Mn2+ به Mno2 به آهستگی انجام می‌گیرد بدین منظور محلول تكان داده می‌شود تا تمام اكسیژن محلول به صورت تركیب درآید. حركت دادن محلول برای مدت حداقل 20 ثانیه لازم است در صورتیكه آب مورد آزمایش شور باشد. زمان تماس بایستی به مراتب طولانی‌تر باشد. پس از حركت دادن، نمونه را برای تركیب كامل اكسیژن در جائی ساكن گذاشته و پس از مدتی به آن اسید سولفوریك اضافه می‌كنند. در محیط اسیدی Mno2 یون I- را اكسید كرده و ید آزاد می‌كند. برای انجام واكنش بطور كامل بایستی درب بطری را بست و برای حداقل 10 ثانیه آن را حركت داد تا ید به طور یكسان در تمام محلول پخش گردد. ید حاصله را با تیوسولفات سدیم استاندارد تیتر می‌كنند.
Mno2 + 2 I- + 4H+ Mn2+ + I2 + 2H2O
I2 + 2 Na2S2o3 Na2S4O6 + 2 NaI
همانطور كه اشاره شد یون نیتریت یكی از مواد مزاحم در تعیین اكسیژن محلول مب‌باشد. یون نیتریت Mn2+ را اكسیده نمی‌كند ولی ‌I- را در محیط اسیدی به I2 اكسید می‌نماید. لذا اگر نیتریت در محیط وجود داشته باشد تشخیص نقطه پایانی مشكل خواهد بود. زیرا به محض اینكه رنگ آبی معرف نشاسته و ید محو می‌گردد نیتریتها مقداری از I- را به I2 اكسید كرده و رنگ آبی دوباره ظاهر می‌گردد. برای حذف دخالت نیتریتها از آز ید سدیم (Nan3) استفاده می‌شود.
NaN3 + 9H+ 3NH3 + Na+ + NH3 + NO2- + H+ N2 + N2O + H2O
HN3 + NO2- + H+ N2 + N2O + H2O
بدین طریق دخالت نیتریتها می‌گردد.

معرفهای لازم:

محلول سولفات منگنز: مقدار 480 گرمMnSO4.4H20 یا 400 گرم MnSO4. 2H2O و یا 364 گرم MnSO4.H2O را در آب مقطر حل كرده و حجم آن را به یك لیتر برسانید.

معرف یدور و آز ید قلیائی: مقدار 500 گرم از NaOH را با 150 گرم یدور پتاسیم در آب مقطر حل كرده و حجم آن را به یك لیتر برسانید. به آن مقدار 10 گرم آز ید سدیم كه در 40 سی سی آب مقطر حل شده اضافه كنید.
- اسید سولفوریك غلیظ
- نشاسته: 2 گرم نشاسته و 2/0 گرم اسید سالیسیلیك را در 100 سی سی آب مقطر گرم حل كنید.
- سدیم تیوسولفات استاندارد M 025/0: 205/6 گرم از Na2S2O3. 5H2O را در آب مقطر جوشیده سرد شده حل كرده به آن 4/0 گرم سود افزوده و در بالن ژوژه یك لیتری به حجم برسانید. این محلول را در مقابل محلول استاندارد 025/0 نرمال بیكرمات پتاسیم و یا بی یدات پتاسیم استاندارد كنید.

روش كار:
به نمونه مورد آزمایش كه در بطریهای 250 سی‌سی یا 300 سی‌ سی جمع‌آوری شده مقدار 1 سی سی محلول سولفات منگنز و 1 سی سی معرف یدور و آزید قلیائی اضافه كنید. سپس درب بطری را با دقت بسته چندین بار آن را تكان داده تا رسوب هیدروكسید منگنز ظاهر گردد. بعد از ته‌نشین شدن رسوب مقدار 1 سی سی اسید سولفوریك غلیظ به آن افزوده و آن را مخلوط كنید تا رسوب بطور كامل حل شود، 200 سی سی از محلول فوق را در یك ارلن ریخته و با تیوسولفات N 025/0 تا رنگ زرد كم رنگ تیتر كنید. سپس چند قطره چسب نشاسته به آن افزوده و تیتراسیون را تا بی رنگ شدن محلول ادامه دهید. حجم تیوسولفات مصرفی را یادداشت كنید. با استفاده از معادله‌های واكنش مقدار اكسیژن محلول نمونه را بر حسب میلیگرم در لیتر محاسبه كنید.