Il metodo di titolazione Winkler, sviluppato dal chimico analitico ungherese Lajos Winkler nel 1888, è un metodo estremamente accurato per misurare la quantità di ossigeno disciolto nell'acqua. L'ossigeno dell'aria si dissolve nei fiumi, nei laghi e negli oceani, fornendo ossigeno ai pesci e ad altre forme di vita acquatica. La quantità di ossigeno in un campione di acqua proveniente da un luogo particolare fornisce un'indicazione di come molta vita il corrispondente specchio d'acqua può sostenere e descrive le condizioni dell'acqua habitat.
Gli scienziati che studiano gli ambienti acquatici spesso prelevano campioni d'acqua e determinano la quantità di ossigeno disciolto tra gli altri test. Sebbene esistano moderni metodi automatizzati per misurare l'ossigeno disciolto, il metodo Winkler è così accurato che viene spesso utilizzato per controllare gli strumenti automatizzati.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Il metodo di titolazione Winkler misura la quantità di ossigeno disciolto nell'acqua. Aggiunge sostanze chimiche ai campioni di acqua per reagire con l'ossigeno, formando una soluzione acida. La quantità di agente neutralizzante necessaria per neutralizzare l'acido con la titolazione indica la quantità di ossigeno presente nel campione originale.
Come funziona il metodo di titolazione Winkler
Il metodo Winkler è un metodo di titolazione manuale per la determinazione dell'ossigeno disciolto in un campione d'acqua. L'analisi viene spesso eseguita in campo per evitare ritardi che possono comportare una variazione del contenuto di ossigeno dell'acqua. Fino a quando l'ossigeno non viene fissato con l'aggiunta di sostanze chimiche, è importante assicurarsi che il campione d'acqua non sia esposto a fonti di ossigeno aggiuntivo.
Per lavorare con un campione da 300 ml, una bottiglia con tappo da 300 ml viene riempita con il campione d'acqua. Utilizzando una pipetta calibrata, si aggiungono al campione di acqua 2 ml di solfato di manganese e 2 ml di ioduro alcalino. La pipetta viene posizionata con la sua apertura appena sotto la superficie dell'acqua per evitare l'introduzione di bolle nel campione. La bottiglia viene quindi tappata in modo che non vi sia aria intrappolata sotto il tappo e il campione viene miscelato capovolgendo più volte la bottiglia. Se si vedono bolle nella miscela, il campione viene scartato e deve essere preparato un nuovo campione. Se c'è ossigeno nell'acqua, si formerà un precipitato arancione-marrone.
Dopo che il precipitato si è depositato, la bottiglia viene capovolta e il precipitato lasciato sedimentare nuovamente. Utilizzando una pipetta calibrata, si aggiungono 2 ml di acido solforico concentrato al campione di acqua tenendo la pipetta appena sopra la superficie dell'acqua. La bottiglia viene nuovamente tappata e capovolta in modo che l'acido solforico possa sciogliere il precipitato. L'ossigeno nell'acqua è ora fissato perché ha reagito con le sostanze chimiche introdotte.
Per determinare il contenuto di ossigeno del campione originale, parte dell'acqua con l'ossigeno fissato viene titolata per neutralizzare l'acido. In una nuova beuta, 201 ml di campione vengono titolati con tiosolfato di sodio fino a ottenere un colore paglierino chiaro. Per l'indicazione finale della neutralizzazione, vengono aggiunti 2 ml di una soluzione di amido e la miscela diventa blu. La soluzione neutralizzante deve essere aggiunta molto lentamente, goccia a goccia, e mescolata completamente al campione dopo ogni goccia. Alla fine della titolazione, spesso è sufficiente una goccia per trasformare la miscela da blu a limpida.
Quando la miscela è limpida, l'acido è stato neutralizzato e la quantità di tiosolfato di sodio neutralizzante utilizzata è esattamente proporzionale alla quantità di ossigeno nel campione originale. Nella titolazione di cui sopra, ogni ml di tiosolfato di sodio equivale a 1 mg/L di contenuto di ossigeno disciolto.
Applicazioni del metodo Winkler
Lo studio del contenuto di ossigeno dell'acqua nei laghi e nei fiumi fornisce informazioni sull'ecosistema acquatico. Quando il contenuto di ossigeno è elevato, l'acqua può supportare una varietà di vita acquatica come pesci, piante e microrganismi. Quando il contenuto di ossigeno del campione d'acqua è basso, è possibile indagare sulla causa e forse trovare soluzioni. Le cause tipiche del basso contenuto di ossigeno includono la materia in decomposizione, la presenza di inquinanti o la mancanza di aerazione dovuta alla mancanza di movimento dell'acqua.
Sebbene sia possibile utilizzare metodi automatizzati, il metodo Winkler manuale può essere facilmente eseguito sul campo utilizzando speciali kit di test dell'ossigeno e non richiede energia elettrica o altre apparecchiature di laboratorio.
