Η μέθοδος τιτλοδότησης Winkler, που αναπτύχθηκε από τον ουγγρικό αναλυτικό χημικό Lajos Winkler το 1888, είναι μια πολύ ακριβής μέθοδος μέτρησης της ποσότητας του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό. Το οξυγόνο από τον αέρα διαλύεται σε ποτάμια, λίμνες και ωκεανούς, παρέχοντας οξυγόνο για ψάρια και άλλα υδρόβια ζωή. Η ποσότητα οξυγόνου σε ένα δείγμα νερού από μια συγκεκριμένη τοποθεσία δίνει μια ένδειξη για το πώς Πολλή ζωή το αντίστοιχο σώμα νερού μπορεί να υποστηρίξει και περιγράφει την κατάσταση του υδρόβιου βιότοπο.
Επιστήμονες που μελετούν υδάτινα περιβάλλοντα συχνά λαμβάνουν δείγματα νερού και προσδιορίζουν την ποσότητα διαλυμένου οξυγόνου μεταξύ άλλων δοκιμών. Αν και υπάρχουν σύγχρονες αυτοματοποιημένες μέθοδοι για τη μέτρηση του διαλυμένου οξυγόνου, η μέθοδος Winkler είναι τόσο ακριβής που χρησιμοποιείται συχνά για τον έλεγχο των αυτοματοποιημένων οργάνων.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Η μέθοδος τιτλοδότησης Winkler μετρά την ποσότητα του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό. Προσθέτει χημικά στα δείγματα νερού για να αντιδράσουν με το οξυγόνο, σχηματίζοντας ένα όξινο διάλυμα. Η ποσότητα του παράγοντα εξουδετέρωσης που απαιτείται για την εξουδετέρωση του οξέος με τιτλοδότηση δείχνει πόση ποσότητα οξυγόνου ήταν στο αρχικό δείγμα.
Πώς λειτουργεί η μέθοδος τιτλοδότησης Winkler
Η μέθοδος Winkler είναι μια χειροκίνητη μέθοδος τιτλοδότησης για τον προσδιορισμό του διαλυμένου οξυγόνου σε ένα δείγμα νερού. Η ανάλυση πραγματοποιείται συχνά στο χωράφι για να αποφευχθούν καθυστερήσεις που μπορεί να οδηγήσουν σε αλλαγή της περιεκτικότητας σε νερό σε οξυγόνο. Μέχρι να σταθεροποιηθεί το οξυγόνο με την προσθήκη χημικών, είναι σημαντικό να βεβαιωθείτε ότι το δείγμα νερού δεν εκτίθεται σε πηγές πρόσθετου οξυγόνου.
Για να δουλέψετε με δείγμα 300 ml, γεμίζετε με ένα δείγμα νερού μια φιάλη με πώμα 300 ml. Χρησιμοποιώντας βαθμονομημένη πιπέτα, 2 ml θειικού μαγγανίου και 2 ml αλκαλι-ιωδιδίου-αζιδίου προστίθενται στο δείγμα νερού. Η πιπέτα τοποθετείται με το άνοιγμα ακριβώς κάτω από την επιφάνεια του νερού για να αποφευχθεί η εισαγωγή φυσαλίδων στο δείγμα. Στη συνέχεια, η φιάλη κλείνει έτσι ώστε να μην παγιδεύεται αέρας κάτω από το πώμα και το δείγμα αναμιγνύεται αναστρέφοντας τη φιάλη αρκετές φορές. Εάν παρατηρηθούν φυσαλίδες στο μείγμα, το δείγμα απορρίπτεται και πρέπει να προετοιμαστεί ένα νέο δείγμα. Εάν υπάρχει οξυγόνο στο νερό, θα σχηματιστεί ένα πορτοκαλί-καφέ ίζημα.
Μετά την ηρεμία του ιζήματος, η φιάλη αναστρέφεται και το ίζημα αφήνεται να ηρεμήσει ξανά. Χρησιμοποιώντας μια βαθμονομημένη πιπέτα, προστίθενται 2 ml πυκνού θειικού οξέος στο δείγμα νερού κρατώντας το σιφώνιο ακριβώς πάνω από την επιφάνεια του νερού. Η φιάλη κλείνει ξανά και αναστρέφεται έτσι ώστε το θειικό οξύ να διαλύει το ίζημα. Το οξυγόνο στο νερό είναι πλέον σταθερό επειδή έχει αντιδράσει με τα εισαγόμενα χημικά.
Για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε οξυγόνο του αρχικού δείγματος, μέρος του νερού με το σταθερό οξυγόνο τιτλοδοτείται για να εξουδετερώσει το οξύ. Σε μια νέα φιάλη, 201 ml δείγματος τιτλοδοτούνται με θειοθειικό νάτριο σε ανοιχτόχρωμο άχυρο χρώμα. Για την τελική ένδειξη εξουδετέρωσης, προστίθενται 2 ml διαλύματος αμύλου και το μείγμα γίνεται μπλε. Το διάλυμα εξουδετέρωσης πρέπει να προστεθεί πολύ αργά, στάγδην και να αναμιχθεί πλήρως στο δείγμα μετά από κάθε σταγόνα. Στο τελικό σημείο της τιτλοδότησης, μία σταγόνα είναι αρκετή για να μετατρέψει το μείγμα από μπλε σε διαυγές.
Όταν το μείγμα είναι διαυγές, το οξύ έχει εξουδετερωθεί και η ποσότητα εξουδετερωτικού θειοθειικού νατρίου που χρησιμοποιείται είναι ακριβώς ανάλογη με την ποσότητα οξυγόνου στο αρχικό δείγμα. Στην παραπάνω τιτλοδότηση, κάθε ml θειοθειικού νατρίου ισούται με 1 mg / L περιεκτικότητας σε διαλυμένο οξυγόνο.
Εφαρμογές της μεθόδου Winkler
Η μελέτη της περιεκτικότητας σε νερό σε λίμνες και ποτάμια σε οξυγόνο παρέχει πληροφορίες για το υδάτινο οικοσύστημα. Όταν η περιεκτικότητα σε οξυγόνο είναι υψηλή, το νερό μπορεί να υποστηρίξει μια ποικιλία υδρόβιων ζωών, όπως ψάρια, φυτά και μικροοργανισμούς. Όταν η περιεκτικότητα σε οξυγόνο του δείγματος νερού είναι χαμηλή, η αιτία μπορεί να διερευνηθεί και ίσως να βρεθούν λύσεις. Τυπικές αιτίες για χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο περιλαμβάνουν την αποσύνθεση, την παρουσία ρύπων ή την έλλειψη αερισμού λόγω της έλλειψης κίνησης του νερού.
Ενώ μπορούν να χρησιμοποιηθούν αυτοματοποιημένες μέθοδοι, η χειροκίνητη μέθοδος Winkler μπορεί εύκολα να πραγματοποιηθεί στο πεδίο χρησιμοποιώντας ειδικά κιτ δοκιμής οξυγόνου και δεν απαιτεί ηλεκτρική ενέργεια ή άλλο εργαστηριακό εξοπλισμό.