白書禎臺灣大學：海洋研究所黃冠綸Hwang, Kuan-LuenKuan-LuenHwang2007-11-272018-06-282007-11-272018-06-282006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/56569本研究探討碘光度測氧法檢量線的線性及準確度。其影響因子包含待測樣品中的溶氧濃度、試劑中的[I-]，使用波長以及溫度等四項。本文的實驗利用這四個因子的變化來探討其對檢量線線性範圍及測定的影響程度。結果發現，溶氧與碘離子試劑的濃度會改變[I3-]與[I2]的比例，使檢量線會有下彎的現象。在等吸光點附近的波長(466~469 nm)測定則可避開上述的情況，不過相較於使用波長456 nm，在此測定會損失30%的靈敏度(sensitivity)。如果加入樣水後的碘離子試劑濃度能達到33 mM以上，在波長456 nm測定同樣能避開檢量線下彎的情形。此外上樣時的溫度也是必須考慮的影響因素之一。溫度會改變碘物種的光譜使得等吸光點會有漂移的現象（大約每5oC等吸光點會移動0.5 nm）。並藉由在不同溫度的測定發現波長越高受溫度影響的程度越大。綜合以上，只要在一開始即加入足夠濃度的碘離子試劑以及上樣時控制每個樣品間的溫度誤差不超過±1 oC，對於一般自然環境的溶氧量(300 μM)，碘光度法是相當可靠的測定方法。Four potential interference factors involved in colorimetric determination of dissolved oxygen were studied. Those factors include the concentrations of oxygen and iodide in the sample and reagent, the wavelength and temperature at which the detection is made. Evaluations were made both theoretically and experimentally on the linearity of the calibration curve. The results show that concentrations of dissolved oxygen and iodide cause variation of the ratio between molecular iodine and tri-iodide, thus leading to a bending phenomenon of the calibration curve. Detection made at near the isobestic point (466~469 nm) may reduce the above interference at the cost of losing up to 30% of the sensitivity. The colorimetry can be carried out at 456 nm but it is important to ensure a high strength of iodide reagent (e.g. the final strength = 33 mM) so as to minimize the bending effect. The temperature of the sample is found essential because it alters the spectrum of the final color and causing a shift of the isobestic point (ca. 0.5 nm per 5 oC). The shifting is more significant at a relatively higher wavelength. In conclusion, when the final temperature is to be controlled within a ±1 oC error and the iodide reagent strength is sufficient, the colorimetric approach can provide a precise and reliable tool for the determination of oxygen at the naturally occurring concentration range (up to 300 μM) in the ocean environment.謝誌 中文摘要 英文摘要 目錄 -----------------------------------------------------I 表目錄 --------------------------------------------------IV 圖目錄 ---------------------------------------------------V 第一章 緒論 1.1 溶氧測定方法之演進 --------------------------------1 1.2 碘光度測氧法之原理 --------------------------------2 1.3 碘光度法的問題 ------------------------------------4 1.4 研究動機與目標 ------------------------------------6 第二章 碘光度法檢量線線性程度之探討 2.1 前言 ----------------------------------------------8 2.2 碘光度法的理論模擬計算 ----------------------------8 2.2.1 溶氧測定的模擬計算 ---------------------------9 2.2.2 KIO3添加法的模擬計算 ------------------------10 2.2.3 模擬溶氧測定及KIO3添加法所需的參數設定 ------13 2.2.4 模擬結果與討論 ------------------------------15 2.3 以KIO3添加法判斷碘光度法檢量線的線性 -------------16 2.3.1實驗設計 -------------------------------------16 2.3.2實驗藥品與儀器 -------------------------------17 2.3.3實驗步驟 -------------------------------------18 2.3.4 如何判斷檢量線的線性程度 --------------------18 2.3.5 結果與討論 ----------------------------------18 2.4 綜合討論 -----------------------------------------19 第三章 碘物種光譜的等吸光點 3.1 等吸光點的定義 --------------------------------------30 3.2 對Labasque所建議等吸光點的質疑 ----------------------30 3.3 實驗準備：藥品、儀器、及待測溶液配製 ----------------31 3.3.1 藥品與儀器 -------------------------------------31 3.3.2 待測溶液配製 -----------------------------------31 3.4 實驗方法 --------------------------------------------32 3.5 吸光係數計算方式 ------------------------------------33 3.6 結果與討論 ------------------------------------------34 第四章 溫度效應對碘物種光譜的影響 4.1 前言 ---------------------------------------------39 4.2 實驗設計 -----------------------------------------39 4.3 實驗材料 -----------------------------------------40 4.3.1 樣水與試劑製備 ------------------------------40 4.3.2 儀器與裝置圖 --------------------------------41 4.4 實驗步驟 -----------------------------------------42 4.4.1 批次測定實驗 --------------------------------42 4.4.2 迴圈實驗 ------------------------------------43 4.5 結果與討論 ---------------------------------------44 4.5.1 批次測定實驗結果與討論 ----------------------44 4.5.2 迴圈測定實驗結果與討論 ----------------------45 4.6 綜合討論 -----------------------------------------46 第五章 結論 -------------------------------------------58 參考文獻 ------------------------------------------------60 表目錄 表2.1 不同溶氧濃度、不同[I-]initial的條件下，根據理論計算得到[I3-]與[I2]所佔的比例及比值 ---------------------------20 表2.2 不同溶氧濃度、不同[I-]initial的條件下，在五個波長的理論吸光值 ------------------------------------------------21 表2.3 不同溶氧濃度、不同[I-]initial的條件下，在五個波長的理論檢量線線性程度 ----------------------------------------22 表2.4(a) [I-]initial為33 mM時，不同波長的吸光值及經驗吸光係數 ------------------------------------------------------23 表2.4(b) [I-]initial為26 mM時，不同波長的吸光值及經驗吸光係數 ------------------------------------------------------24 表2.4(c) [I-]initial為17 mM時，不同波長的吸光值及經驗吸光係數 ------------------------------------------------------25 表2.4(d) [I-]initial為7 mM時，不同波長的吸光值及經驗吸光係數 ------------------------------------------------------26 表3.1 I2溶液在23 oC時，波長範圍600 nm至400 nm的吸光值與吸 光係數 ---------------------------------------------36 表3.2 I3-溶液在23 oC時，波長範圍600 nm至400 nm的吸光值與吸 光係數 ---------------------------------------------37 表4.1 不同溫度、不同波長時，I3-與I2溶液的吸光值。 -------48 表4.2 溫度效應對I3-溶液吸光值在不同波長的影響程度 -------49 圖目錄 圖1.1 兩個碘物種(I2與I3-)的等吸光點，摘自Labasque et al., (2004) ---------------------------------------------------7 圖2.1(a) 在五個波長的理論檢量線圖， (b) 檢量線線性判斷圖 -----------------------------------------------------------27 圖2.2(a) KIO3添加實驗的檢量線模擬圖， (b) KIO3添加實驗的檢量線線性程度模擬圖 --------------------------------------28 圖2.3(a) KIO3添加實驗的檢量線圖， (b) KIO3添加實驗的檢量線線性程度圖 ----------------------------------------------29 圖3.1 I2與I3-溶液的吸收光譜疊畫圖 -----------------------38 圖4.1 批次實驗裝置圖 ------------------------------------50 圖4.2 迴圈實驗裝置圖 ------------------------------------51 圖4.3 碘物種( I2與I3- )溶液在不同溫度時的光譜圖，(a)I2溶液、 (b)I3-溶液 -----------------------------------------52 圖4.4 I2與I3-溶液在不同溫度時的光譜疊畫圖 ---------------53 圖4.5 I2溶液在不同溫度時的相對吸光值圖 ------------------54 圖4.6 I3-溶液在不同溫度時相對吸光675302 bytesapplication/pdfen-US碘光度法溶氧溫度Colorimetric MethodDissolved oxygentemperaturethesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/56569/1/ntu-95-R92241404-1.pdf