Winkler-titreringsmetoden, utviklet av den ungarske analytiske kjemikeren Lajos Winkler i 1888, er en svært nøyaktig metode for å måle mengden oppløst oksygen i vann. Oksygen fra luften løses opp i elver, innsjøer og hav og gir fisk og annet vann i oksygenet. Mengden oksygen i en vannprøve fra et bestemt sted gir en indikasjon på hvordan mye liv den tilsvarende vannmassen kan støtte og beskriver tilstanden til vannmiljøet habitat.
Forskere som studerer vannmiljøer tar ofte vannprøver og bestemmer mengden oppløst oksygen blant andre tester. Selv om det finnes moderne automatiserte metoder for måling av oppløst oksygen, er Winkler-metoden så nøyaktig at den ofte brukes til å kontrollere de automatiserte instrumentene.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Winkler-titreringsmetoden måler mengden oppløst oksygen i vann. Det tilfører kjemikalier i vannprøvene for å reagere med oksygenet og danne en syreoppløsning. Mengden nøytraliserende middel som kreves for å nøytralisere syren med titrering, indikerer hvor mye oksygen som var i den opprinnelige prøven.
Hvordan fungerer Winkler-titreringsmetoden
Winkler-metoden er en manuell titreringsmetode for bestemmelse av oppløst oksygen i en vannprøve. Analysen utføres ofte i felt for å unngå forsinkelser som kan resultere i en endring i oksygeninnholdet i vannet. Inntil oksygenet er fiksert med tilsetning av kjemikalier, er det viktig å sørge for at vannprøven ikke utsettes for ekstra oksygenkilder.
For å jobbe med en 300 ml prøve, fylles en 300 ml propp med flaske med vannprøven. Ved bruk av en kalibrert pipette tilsettes 2 ml mangansulfat og 2 ml alkali-jodid-azid til vannprøven. Pipetten plasseres med åpningen like under vannoverflaten for å unngå å innføre bobler i prøven. Flasken stoppes deretter slik at ingen luft blir fanget under proppen, og prøven blandes ved å snu flasken flere ganger. Hvis det sees bobler i blandingen, kastes prøven, og en ny prøve må tilberedes. Hvis det er oksygen i vannet, vil det dannes et oransjebrunt bunnfall.
Etter at bunnfallet har lagt seg, blir flasken invertert og bunnfallet igjen å legge seg. Ved hjelp av en kalibrert pipette tilsettes 2 ml konsentrert svovelsyre til vannprøven ved å holde pipetten rett over vannoverflaten. Flasken stoppes igjen og inverteres slik at svovelsyren kan oppløse bunnfallet. Oksygenet i vannet er nå fiksert fordi det har reagert med de introduserte kjemikaliene.
For å bestemme oksygeninnholdet i den opprinnelige prøven titreres noe av vannet med det faste oksygenet for å nøytralisere syren. I en ny kolbe titreres 201 ml prøve med natriumtiosulfat til en lys stråfarge. For den siste indikasjonen på nøytralisering tilsettes 2 ml av en stivelsesoppløsning, og blandingen blir blå. Den nøytraliserende løsningen må tilsettes veldig sakte, dråpe for dråpe og blandes helt inn i prøven etter hver dråpe. På slutten av titreringen er en dråpe ofte nok til å gjøre blandingen fra blå til klar.
Når blandingen er klar, har syren blitt nøytralisert, og mengden nøytraliserende natriumtiosulfat er nøyaktig proporsjonal med mengden oksygen i den opprinnelige prøven. I ovennevnte titrering tilsvarer hver ml natriumtiosulfat 1 mg / l oppløst oksygeninnhold.
Anvendelser av Winkler-metoden
Å studere oksygeninnholdet i vannet i innsjøer og elver gir informasjon om det akvatiske økosystemet. Når oksygeninnholdet er høyt, kan vannet støtte en rekke vannlevende liv som fisk, planter og mikroorganismer. Når oksygeninnholdet i vannprøven er lavt, kan årsaken undersøkes, og kanskje løsninger kan bli funnet. Typiske årsaker til lavt oksygeninnhold inkluderer råtnende materiale, tilstedeværelse av forurensende stoffer eller mangel på lufting på grunn av manglende bevegelse av vannet.
Mens automatiserte metoder kan brukes, kan den manuelle Winkler-metoden enkelt utføres i felt ved hjelp av spesielle oksygentestingsett, og den krever ikke elektrisk kraft eller annet laboratorieutstyr.