Metodo Winkler

DETERMINACIÓ DE L’OXIGEN DISSOLT PER EL
MÈTODE DE WINKLER

1. OBJECTIU DE LA PRÀCTICA.
Determinació de la concentració d’oxigen dissolt, en una mostra d’aigua, aplicant el mètode de Winkler.

2. FONAMENT TEÒRIC.
La solubilitat dels gasos segueix la llei de Henry, es a dir, que la quantitat de gas que es dissol es proporcional al coeficient de solubilitat (a) propi de cada gas, a laconcentració (C) del gas en qüestió en la fase gasosa, y a la pressió (P) en contacte amb l’aigua:
V = a * C * P
El coeficient de solubilitat, a, per a l’oxigen, a 10 ºC, val 0,038. La seua solubilitat, estant el gas pur en contacte amb l’aigua, a una pressió de 1 bar y 10 ºC, es de 54,2 mg/l. La solubilitat de l’oxigen en aigua està relacionada amb molts factors; a més dels citats(temperatura y pressió), hi ha que destacar la concentració salina del agua.
A més, l’origen de l’aigua o la seua procedència condiciona el nivell de l‘oxigen dissolt. Així, les aigües profundes o subterrànies solen contenir sols alguns mil·ligrams d’oxigen per litre. En contraposició, les aigües superficials poden contenir quantitats importants, pròximes a la saturació.
En els estudis d’aquestparàmetre, les variacions de la concentració en oxigen son tan importants como el valor absolut. Es deurà investigar la causa de qualsevol variació; això pot ser funció de la presencia de vegetals, de matèria orgànica oxidable, d’organismes i de gèrmens aerobis, així como de les pertorbacions en la interfase produïdes per els canvis atmosfèrics (existència de grasses, d’hidrocarburs, de detergents,etc.).
La solubilitat de l’oxigen disminueix al augmentar la temperatura. A això es suma el creixement en consum d’oxigen per part dels peixos i les bactèries que es multipliquen. Aquestes causes poden conduir a gustos i olors desagradables en las aigües. Les normes europees indiquen com a concentració límit mínima la xifra de 5 mg/l.
El mètode Winkler es basa en la adició de solució de manganèsdivalent, seguit d’un àlcali fort, a la mostra continguda en un frasc amb tap de vidre i tancament hidràulic. L’OD oxida ràpidament una quantitat equivalent del precipitat dispers d’hidròxid manganós a hidròxid amb major estat de valència.
* En absència d’OD:
Mn+2 + 2 OH- Mn(OH)2 (precipitat blanc)
* En presència d’OD:
Mn+2 + 2OH- + O2 MnO2 + H2O (precipitat marró)
En presència d’ionsiodur, en solució àcida, el manganès oxidat torna a l’estat divalent, alliberant iode en quantitats equivalents al contingut original d’OD:
MnO2 + 2 I - + 4 H+ Mn+2 + I2 + 2H2O
Es valora, posteriorment, aquest iode amb una solució patró de tiosulfat de sodi 0.025 M:
I2 + 2 S2O32- 2I- + S4O62-
El punt final de la titulació es pot detectar amb un indicador de midó o amb tècniquespotenciomètriques.
Aquest mètode te l’inconvenient de ser sensible a un gran nombre d’interferències, i no es aplicable a aigües que continguen substàncies oxidants/reductores, com ara clor lliure, nitrits i ions ferrós o fèrric.
Com que la presència de nitrits es freqüent, el mètode inicial no es pot aplicar, donant pas a una de les seues modificacions: el mètode de l’azida sòdica.
* Presència de nitrits:2NO2- + 2I- + 4H+ I2 + N2O2 + 2H2O

N2O2 + ½ O2 + H2O 2NO2- + 2 H+

* Ús de l’azida sòdica:

NaN3 + H+ N3H + Na+

N3H + NO2- + H+ N2 + N2O + H2O

3. MATERIAL I REACTIUS
* Materials:
* 1 matràs Winkler de 250 ml. - 1 trípode.
* 1 pinça de bureta. - 1 bureta de 50 ml.
* 1 pipeta de 10 ml. - 3comptagotes.
* 1 proveta de 100 ml. - 1 matràs erlenmeyer de 100 ml.
* 1 matràs aforat de 25 ml. - 1 matràs aforat de 100 ml.
* 2 vasos de precipitat de 400 ml - 2 gots de precipitat de 200 ml.
* 2 frascs de plàstic de 200 ml. - 2 frascs opacs.
* 1 varilla de vidre. - 1 frasc de agua destil·lada.
* 1...