שיטת הטיטרציה של וינקלר, שפותחה על ידי הכימאי האנליטי ההונגרי לג'וס ווינקלר בשנת 1888, היא שיטה מדויקת ביותר למדידת כמות החמצן המומס במים. חמצן מהאוויר מתמוסס בנהרות, אגמים ואוקיאנוסים, ומספק חמצן לדגים ולחיים ימיים אחרים. כמות החמצן בדגימת מים ממקום מסוים נותנת אינדיקציה כיצד חיים רבים שגוף המים המקביל יכול לתמוך בו ומתאר את מצב המים בית גידול.
מדענים החוקרים סביבות מים נוטלים לעיתים דגימות מים וקובעים את כמות החמצן המומס בין שאר הבדיקות. אף על פי שישנן שיטות אוטומטיות מודרניות למדידת חמצן מומס, שיטת ווינקלר מדויקת כל כך שלעתים קרובות משתמשים בה לבדיקת המכשירים האוטומטיים.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
שיטת הטיטרציה של ווינקלר מודדת את כמות החמצן המומס במים. הוא מוסיף כימיקלים לדגימות המים כדי להגיב עם החמצן ויוצרים תמיסת חומצה. כמות חומר הנטרול הנדרשת לנטרול החומצה בטיטרציה מציינת כמה חמצן היה בדגימה המקורית.
כיצד עובדת שיטת הטיטרציה של ווינקלר
שיטת וינקלר הינה שיטת טיטרציה ידנית לקביעת חמצן מומס בדגימת מים. הניתוח מתבצע לעיתים קרובות בשטח כדי למנוע עיכובים העלולים לגרום לשינוי בתכולת החמצן של המים. עד לקיבוע החמצן בתוספת כימיקלים, חשוב לוודא שדגימת המים אינה חשופה למקורות חמצן נוספים.
לעבודה עם דגימת 300 מ"ל, בקבוק פקק של 300 מ"ל ממולא בדגימת המים. בעזרת פיפטה מכוילת, מדגם המים מתווספים 2 מ"ל של סולפט מנגן ו -2 מ"ל של אלקלי יודיד אזיד. פיפטה ממוקמת עם פתיחתה ממש מתחת לפני המים כדי למנוע החדרת בועות לדגימה. לאחר מכן פקקים את הבקבוק כך שלא נלכד אוויר מתחת לפקק, והמדגם מערבב על ידי היפוך הבקבוק מספר פעמים. אם נראות בועות בתערובת, הדגימה מושלכת ויש להכין דגימה חדשה. אם יש חמצן במים, ייווצר משקע בצבע חום כתום.
לאחר שהמשקע התיישב, הבקבוק הופך והמשקע נותר להתיישב שוב. באמצעות פיפטה מכוילת, 2 מ"ל של חומצה גופרתית מרוכזת מתווספת לדגימת המים על ידי החזקת פיפטה ממש מעל פני המים. הבקבוק ננעץ שוב והופך אותו כך שהחומצה הגופרתית תוכל להמיס את המשקעים. החמצן במים מקובע כעת מכיוון שהוא הגיב עם הכימיקלים שהוכנסו.
כדי לקבוע את תכולת החמצן של המדגם המקורי, טיטרט חלק מהמים עם החמצן הקבוע כדי לנטרל את החומצה. בבקבוק חדש, 201 מ"ל של דגימה טיטרציה עם נתרן תיוסולפט לצבע קש חיוור. לקבלת האינדיקציה הסופית לנטרול, מוסיפים 2 מ"ל של תמיסת עמילן והתערובת הופכת לכחולה. יש להוסיף את תמיסת הנטרול לאט מאוד, טיפה אחר טיפה, ולערבב לתוך הדגימה לחלוטין לאחר כל טיפה. בנקודת הסיום של הטיטרציה, טיפה אחת מספיקה לעיתים קרובות כדי להפוך את התערובת מכחול לבהיר.
כאשר התערובת צלולה, הנטרלה החומצה וכמות הנטרול של נתרן תיוסולפט המשמשת פרופורציונלית בדיוק לכמות החמצן בדגימה המקורית. בטיטרציה לעיל, כל מ"ל של נתרן תיוסולפט שווה 1 מ"ג / ליטר של תכולת חמצן מומסת.
יישומים של שיטת וינקלר
לימוד תכולת החמצן של המים באגמים ובנהרות מספק מידע על המערכת האקולוגית במים. כאשר תכולת החמצן גבוהה, המים יכולים לתמוך במגוון חיי מים כמו דגים, צמחים ומיקרואורגניזמים. כאשר תכולת החמצן של דגימת המים נמוכה, ניתן לחקור את הסיבה, ואולי למצוא פתרונות. הסיבות האופייניות לתכולת חמצן נמוכה כוללות חומר ריקבון, נוכחות מזהמים או חוסר אוורור בגלל חוסר תנועת המים.
בעוד שניתן להשתמש בשיטות אוטומטיות, ניתן בקלות לבצע את שיטת ווינקלר בשטח באמצעות ערכות בדיקת חמצן מיוחדות, והיא אינה דורשת חשמל או ציוד מעבדה אחר.
