亞硫酸鹽法測定容積氧傳遞系數(shù)

1、START亞硫酸鹽法測定容積氧傳遞系數(shù)第八組：吳培琳、劉琳珊、許徳爽一、實驗原理由雙膜理論導出的體積溶氧傳遞方程： NVKL a（C*-CL） （1） 是在研究通氣液體中傳氧速率的基本方程之一，該方程指出：就氧的物理傳遞過程而言，溶氧系數(shù)KLa的數(shù)值，一般是起著決定性作用的因素。所以，求出KLa作為某種反應器或某一反應條件下傳氧性能的標度，對于衡量反應器的性能，控制發(fā)酵過程，有著重要的意義。溶氧系數(shù)的測定方法有許多種，概括起來可分為三大類，即亞硫酸鹽氧化法、動態(tài)法和穩(wěn)態(tài)氧平衡法。本實驗采用亞硫酸鹽氧化法，以Cu2+作為催化劑，溶解在水中的氧能立即氧化其中的亞硫酸根離子，使之成為硫酸根離子。 2

2、 2 Nv：體積溶氧傳遞速率；(mol/mlmin) KLa：體積溶氧系數(shù)；(1/min) C：氣相主體中含氧量；(mmol/L) CL：液相主體中含氧量；(mmol/L) t：取樣間隔時間；（min） V：t內消耗的Na2S2O3ml數(shù)；(ml) m：取樣量；(ml) N：Na2S2O3標準液的濃度；(mol/l) 二、注意事項 1）從樣品液移取2ml進入碘液時，應注意將移液管的下端置于離開碘液液面不超過1cm的位置處，以防止溶液進一步氧化。 2）配制的硫代硫酸鈉標準液沒有標定，所以用0.025代入計算會引起誤差。 3）實驗使用的亞硫酸鈉溶液因為提前配制，溶液水體中溶解了一部分O2，使氣相主

3、體含氧量與液相主體含氧量的差值減小，降低了液體中的傳氧速率。 4）實驗的關鍵點是滴定終點的掌握。滴定時，先用硫代硫酸鈉滴定至溶液呈淺藍色，再加淀粉指示劑使溶液變藍，然后滴定至無色，即為終點。同時置于搖床上的時間必須準確記錄，體積溶氧系數(shù)的大小與氧化時間有著密切的關系。三、實驗結果0.05mol/L碘溶液的配制:18gkI溶于100ml水中加入6.346g I2定容到500ml實際稱量7.5gKI和3.75 I2，濃度為0.02mol/L，所以計算時應0.02mol/L來計算氧氣的消耗量。根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可看出氧吸收速率逐漸降低，可能由于同學取三角瓶時忘記開啟搖床降低氧傳遞效率。實驗分析實驗分析影

4、響因素 2、影響影響KLa的因素的因素： 空氣中氧向水體中轉移，根據(jù)Leuis和Whitman的雙膜理論，由于氣膜中存在氧的分壓梯度和在液膜中存在氧的濃度梯度，并以后者為主，因此由氧的轉移速率可見，氧的總傳質系數(shù)氧的總傳質系數(shù)KLa和飽和溶解氧溶解氧C*是影響氧轉移速率NV的2個主要參數(shù)。而影響這2個參數(shù)的因素也必然是影響氧轉移速率的因素。 1）壓力對壓力對KLa的影響的影響：在一定溫度下，壓力與體積傳質系數(shù)有關，KLa值隨壓力的增加而增加。這是由于壓力增加時，氣體溶解度增加，降低了液體的表面張力，使氣體在液體中易于形成小氣泡，增大了氣泡在液體內的表面積，即a值增加；況且在高壓下，隨著溶解氣體

5、的增加，液體黏度將降低，由于kLa 反比于黏度，所以使KLa值隨壓力增加而增加 2）溫度對溫度對KLa的影響的影響：在一定壓力下KLa值隨溫度的升高而增加，這是因為溫度升高，增加了氣體的分子擴散系數(shù)和降低了液體的黏度，導致氣體進入液體有較高的擴散速率，使KL值增大。但溫度升高又促使小氣泡凝聚成大氣泡，使氣泡在液體內的表面積減小，即a值降低，因此溫度對KLa的影響具有兩重性，但在劇烈的攪拌下，小氣泡凝聚受到一定的限制，即a值變化不大，所以溫度上升kL a值增加。 3）溫度對溫度對C*的影響的影響：水溫的增減將使水的物理性質發(fā)生變化，亦使KLa值和C*值發(fā)生變化。當水溫升高時，KLa值雖然增高，但C*值降低；反之，則