Winkler-titreringsmetoden, utvecklad av den ungerska analytiska kemisten Lajos Winkler 1888, är en mycket noggrann metod för att mäta mängden löst syre i vatten. Syre från luften löses upp i floder, sjöar och hav, vilket ger syre till fisk och annat vattenlevande liv. Mängden syre i ett vattenprov från en viss plats ger en indikation på hur mycket liv motsvarande vattenkropp kan stödja och beskriver tillståndet i vattenmiljön livsmiljö.
Forskare som studerar vattenmiljöer tar ofta vattenprover och bestämmer mängden löst syre bland andra tester. Även om det finns moderna automatiserade metoder för att mäta upplöst syre, är Winkler-metoden så exakt att den ofta används för att kontrollera de automatiserade instrumenten.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Winklers titreringsmetod mäter mängden löst syre i vatten. Det tillför kemikalier till vattenproverna för att reagera med syret och bilda en syralösning. Mängden neutraliserande medel som krävs för att neutralisera syran med titrering indikerar hur mycket syre som fanns i det ursprungliga provet.
Hur Winkler-titreringsmetoden fungerar
Winkler-metoden är en manuell titreringsmetod för bestämning av upplöst syre i ett vattenprov. Analysen utförs ofta i fält för att undvika förseningar som kan leda till en förändring av syrehalten i vattnet. Innan syret fixeras med tillsats av kemikalier är det viktigt att se till att vattenprovet inte utsätts för källor till ytterligare syre.
För att arbeta med ett 300 ml-prov fylls en 300 ml proppflaska med vattenprovet. Med hjälp av en kalibrerad pipett tillsätts 2 ml mangansulfat och 2 ml alkalijodidazid till vattenprovet. Pipetten placeras med sin öppning strax under vattenytan för att undvika att bubblor införs i provet. Flaskan stoppas sedan så att ingen luft fångas in under proppen och provet blandas genom att flaskan vänds upp flera gånger. Om bubblor ses i blandningen kasseras provet och ett nytt prov måste beredas. Om det finns syre i vattnet bildas en orange-brun fällning.
Efter det att fällningen har sedimenterat inverteras flaskan och fällningen lämnas att sedimentera igen. Med hjälp av en kalibrerad pipett tillsätts 2 ml koncentrerad svavelsyra till vattenprovet genom att hålla pipetten precis ovanför vattenytan. Flaskan stoppas igen och inverteras så att svavelsyran kan lösa ut fällningen. Syret i vattnet är nu fixerat eftersom det har reagerat med de införda kemikalierna.
För att bestämma syrehalten i det ursprungliga provet titreras en del av vattnet med det fasta syret för att neutralisera syran. I en ny kolv titreras 201 ml prov med natriumtiosulfat till en blek halmfärg. För den sista indikationen på neutralisering tillsätts 2 ml av en stärkelselösning och blandningen blir blå. Den neutraliserande lösningen måste tillsättas mycket långsamt, droppe för droppe och blandas helt i provet efter varje droppe. Vid slutpunkten för titreringen räcker ofta en droppe för att göra blandningen från blå till klar.
När blandningen är klar har syran neutraliserats och mängden neutraliserande natriumtiosulfat som används är exakt proportionell mot mängden syre i det ursprungliga provet. I ovannämnda titrering motsvarar varje ml natriumtiosulfat 1 mg / L innehåll av upplöst syre.
Tillämpningar av Winkler-metoden
Att studera syrehalten i vattnet i sjöar och floder ger information om vattenlevande ekosystem. När syrehalten är hög kan vattnet stödja en mängd olika vattenlevande liv som fisk, växter och mikroorganismer. När syrehalten i vattenprovet är låg kan orsaken undersökas och kanske lösningar kan hittas. Typiska orsaker till lågt syreinnehåll inkluderar sönderfallande material, förekomst av föroreningar eller brist på luftning på grund av brist på rörelse av vattnet.
Medan automatiserade metoder kan användas kan den manuella Winkler-metoden enkelt genomföras på fältet med hjälp av speciella syrtestningssatser, och den kräver inte elektrisk kraft eller annan laboratorieutrustning.