Winkler Lajos magyar analitikus vegyész által 1888-ban kifejlesztett Winkler-titrálási módszer rendkívül pontos módszer a vízben oldott oxigén mennyiségének mérésére. A levegőből származó oxigén feloldódik a folyókban, tavakban és óceánokban, oxigént biztosítva a halak és más vízi élővilág számára. Az oxigén mennyisége egy adott helyen lévő vízmintában jelzi, hogyan a megfelelő víztest sok életet képes alátámasztani, és leírja a víziállapot állapotát élőhely.
A vízi környezetet tanulmányozó tudósok gyakran vesznek vízmintákat, és egyéb vizsgálatok mellett meghatározzák az oldott oxigén mennyiségét. Bár vannak modern automatizált módszerek az oldott oxigén mérésére, a Winkler-módszer annyira pontos, hogy gyakran használják az automatizált műszerek ellenőrzésére.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A Winkler-titrálási módszer a vízben oldott oxigén mennyiségét méri. Vegyi anyagokat ad a vízmintákhoz, hogy reagáljanak az oxigénnel, savoldatot képezve. A sav titrálással történő semlegesítéséhez szükséges semlegesítő szer mennyisége azt jelzi, hogy mennyi oxigén volt az eredeti mintában.
Hogyan működik a Winkler-titrálási módszer
A Winkler-módszer egy kézi titrálási módszer a vízmintában oldott oxigén meghatározására. Az elemzést gyakran a terepen végzik, hogy elkerüljék a késéseket, amelyek a víz oxigéntartalmának változását eredményezhetik. Amíg az oxigént nem rögzítik vegyszerek hozzáadásával, fontos megbizonyosodni arról, hogy a vízminta nincs kitéve további oxigénforrásoknak.
Ahhoz, hogy 300 ml-es mintával dolgozzunk, egy 300 ml-es dugóval ellátott palackot megtöltünk a vízmintával. Kalibrált pipetta segítségével 2 ml mangán-szulfátot és 2 ml alkáli-jodid-azidot adunk a vízmintához. A pipettát nyílásával közvetlenül a víz felszíne alá helyezzük, hogy elkerüljük a buborékok bejutását a mintába. Az üveget ezután lezárjuk úgy, hogy a dugó alá ne kerüljön levegő, és a mintát az üveg többszöri megfordításával keverjük össze. Ha buborékok láthatók a keverékben, a mintát el kell dobni, és új mintát kell készíteni. Ha oxigén van a vízben, akkor narancssárga-barna csapadék képződik.
Miután a csapadék leülepedett, az üveget megfordítottuk, és a csapadékot ismét ülepedni hagytuk. Kalibrált pipetta segítségével 2 ml tömény kénsavat adunk a vízmintához úgy, hogy a pipettát közvetlenül a víz felszínén tartjuk. Az üveget ismét lezárjuk és megfordítjuk, hogy a kénsav fel tudja oldani a csapadékot. Az oxigén a vízben már rögzült, mert reagált a bevezetett vegyszerekkel.
Az eredeti minta oxigéntartalmának meghatározásához a fix oxigénnel rendelkező víz egy részét titráljuk a sav semlegesítésére. Egy új lombikban 201 ml mintát nátrium-tioszulfáttal titrálunk halvány szalmára. A semlegesítés végső jelzéséhez 2 ml keményítőoldatot adunk hozzá, és az elegy kék színűvé válik. A semlegesítő oldatot nagyon lassan, cseppenként kell hozzáadni, és minden csepp után teljesen bele kell keverni a mintába. A titrálás végén egy csepp gyakran elegendő ahhoz, hogy a keverék kék színűvé váljon.
Amikor a keverék tiszta, a savat semlegesítettük, és a felhasznált semlegesítő nátrium-tioszulfát mennyisége pontosan arányos az eredeti mintában lévő oxigén mennyiségével. A fenti titrálás során a milliliter nátrium-tioszulfát 1 mg / l oldott oxigéntartalommal egyenlő.
A Winkler-módszer alkalmazásai
A tavak és folyók vizének oxigéntartalmának vizsgálata információkat nyújt a vízi ökoszisztémáról. Ha magas az oxigéntartalom, a víz számos vízi élővilágot támogathat, például halakat, növényeket és mikroorganizmusokat. Amikor a vízi minta oxigéntartalma alacsony, kivizsgálható az ok, és talán megoldásokat lehet találni. Az alacsony oxigéntartalom tipikus okai a bomló anyagok, a szennyező anyagok jelenléte vagy a levegőztetés hiánya a víz mozgásának hiánya miatt.
Míg automatizált módszerek alkalmazhatók, a kézi Winkler-módszer könnyen elvégezhető a terepen speciális oxigén-tesztkészletek segítségével, és ehhez nincs szükség elektromos áramra vagy más laboratóriumi felszerelésre.