Метод титрования Винклера, разработанный венгерским химиком-аналитиком Лайосом Винклером в 1888 году, является высокоточным методом измерения количества растворенного кислорода в воде. Кислород из воздуха растворяется в реках, озерах и океанах, обеспечивая кислород для рыб и других водных организмов. Количество кислорода в пробе воды из определенного места дает представление о том, сколько жизни может поддерживать соответствующий водоем, и описывает состояние водной среды обитания.

Ученые, изучающие водную среду, часто берут пробы воды и определяют количество растворенного кислорода среди других тестов. Хотя существуют современные автоматизированные методы измерения растворенного кислорода, метод Винклера настолько точен, что его часто используют для проверки автоматических приборов.

Как работает метод титрования Винклера

Метод Винклера - это метод ручного титрования для определения растворенного кислорода в пробе воды. Анализ часто проводится в полевых условиях, чтобы избежать задержек, которые могут привести к изменению содержания кислорода в воде. До тех пор, пока кислород не будет зафиксирован добавлением химических веществ, важно убедиться, что образец воды не подвергается воздействию источников дополнительного кислорода.

Для работы с пробой объемом 300 мл пробирку на 300 мл заполняют пробой воды. Используя калиброванную пипетку, к пробе воды добавляют 2 мл сульфата марганца и 2 мл щелочного йодид-азида. Пипетка располагается с отверстием чуть ниже поверхности воды, чтобы избежать попадания пузырьков в образец. Затем бутылку закрывают пробкой, чтобы воздух не задерживался под пробкой, и образец перемешивали, переворачивая бутылку несколько раз. Если в смеси видны пузырьки, образец отбрасывают и необходимо подготовить новый образец. Если в воде есть кислород, образуется оранжево-коричневый осадок.

После осаждения осадка бутылку переворачивают и осадок оставляют для осаждения снова. Используя калиброванную пипетку, к пробе воды добавляют 2 мл концентрированной серной кислоты, удерживая пипетку чуть выше поверхности воды. Бутылку снова закупоривают и переворачивают, чтобы серная кислота могла растворить осадок. Кислород в воде теперь зафиксирован, потому что он вступил в реакцию с введенными химикатами.

Чтобы определить содержание кислорода в исходном образце, часть воды с фиксированным кислородом титруют для нейтрализации кислоты. В новой колбе 201 мл образца титруют тиосульфатом натрия до бледно-соломенного цвета. Для окончательного указания на нейтрализацию добавляют 2 мл раствора крахмала, и смесь становится синей. Нейтрализующий раствор должен добавляться очень медленно, по каплям и полностью смешиваться с образцом после каждой капли. В конечной точке титрования часто достаточно одной капли, чтобы превратить смесь из голубого в прозрачный.

Когда смесь становится прозрачной, кислота нейтрализуется, и количество используемого нейтрализующего тиосульфата натрия точно пропорционально количеству кислорода в исходном образце. При вышеуказанном титровании каждый мл тиосульфата натрия соответствует 1 мг / л содержания растворенного кислорода.

Применение метода Винклера

Изучение содержания кислорода в воде в озерах и реках дает информацию об водной экосистеме. Когда содержание кислорода высокое, вода может поддерживать различные виды водной жизни, такие как рыбы, растения и микроорганизмы. Когда содержание кислорода в пробе воды низкое, можно исследовать причину и, возможно, найти решения. Типичные причины низкого содержания кислорода включают разлагающиеся вещества, наличие загрязняющих веществ или недостаток аэрации из-за отсутствия движения воды.

Хотя можно использовать автоматические методы, ручной метод Винклера можно легко осуществить в полевых условиях с помощью специальных наборов для анализа кислорода, и для него не требуется электроэнергия или другое лабораторное оборудование.