Método de Winkler

Lajos Winkler (1863-1939). Químic hongarés que va posar a punt el método d'anàlisis d'oxigen que du el seu nom.

El método de Winkler^[1] és un procediment d'anàlisis volumètric utilisat per a la determinació quantitativa del oxigen dissolt en mostres d'aigua. Consistix en fixar l'oxigen en el mateix moment de la pren de mostra, per ad açò s'afig sulfat de manganeso(II) junt en una dissolució alcalina de yodur potásico. L'acidificació de la mostra aixina tractada, genera una cantitat equivalent de yodo, la valoració del qual permet determinar el contingut d'oxigen en la mostra. Es tracta, puix, d'una determinació indirecta del contingut d'oxigen, en la que es troba involucrat el yodo (yodometría).

Introducció

Des del punt de vista migambiental, la cantitat d'oxigen dissolt en els mijos aquàtics (llac, estanys charcas, etc.) és una mida de la calitat de tals masses d'aigua, puix molts dels organismes aquàtics no poden sobreviure en concentracions d'oxigen en aigua per baix de 4 mg/L.^[2] l'oxigen present en estos mijos aquàtics pot procedir de la dissolució de l'oxigen atmosfèric, sobretot si l'aigua es troba en constant agitació, com ocorre en els rius de montanya, o pot procedir de l'activitat biològica dels organismes autótrofos presents en l'aigua, ya que el fitoplàncton i les macroalgas presents produïxen oxigen a través de la fotosíntesis. Pel contrari, les bactèries i els organismes eucariota (zooplancton, peixos, etc.) consumixen este oxigen a través de la respiració celular. El resultat d'estos mecanismes aportadores i consumidors d'oxigen, són els que determinen la concentració final d'oxigen dissolt i per tant la calitat ambiental de la massa d'aigua en qüestió. Per un atre costat, la presència de determinats contaminants també afecta al contingut d'oxigen dissolt, sobretot els contaminants d'orige orgànic com proteïnes, sucres i àcit grassos, habitualment presents en les aigües residuals procedents de poblacions, explotacions ganaderes, etc.. La presència d'estes substàncies fa que proliferen certes bactèries aerobias, consumidores d'oxigen.^[3]

La determinació d'este paràmetro de calitat de l'aigua natural es pot portar a terme “in situ” per mig de l'ocupació d'oxímetros dotats en sensors d'oxigen, com l'electrodo de Clark o el de Mackerseth, o pot realisar-se en el laboratori, per mig de la valoració volumètrica coneguda com a método de Winkler, per ser el químic hongarés Lajos Winkler (1863 –1939), qui va posar a punt el método en 1888, mentres preparava la seua tesis doctoral en l'Universitat de Budapest.

Fonament

El método de Winkler consistix en fixar l'oxigen dissolt en l'aigua per mig de l'adició d'una sal de manganeso(II), generalment el sulfat (MnSO₄), que deurà estar en mig bàsic i acompanyat de yodur potásico (KI) i d'azida. L'adició d'estos reactius es fa immediatament despuix de la pren de la mostra. Para la pren, s'ampra un flasco especial, conegut com botella de Winkler, de volum perfectament conegut i que dispon d'un tapó dissenyat de manera que evita l'atrapament de bombetes d'aire, lo que alteraria el resultat de l'anàlisis. La mostra aixina tractada i envasada, pot ser transportada fins al laboratori per al posterior anàlisis, el qual deu portar-se a terme dins de les sis hores següents a la pren de la mostra.

Este procés de pren de mostra i reacció en Mn(II) rep el nom de “fixació de l'oxigen” ya que l'oxigen que es troba en l'aigua ho oxida a Mn(IV) i queda fixat com diòxit de manganeso (MnO₂), que és un precipitat d'aspecte pardusco.

$2 M n^{2 +} + 4 O H^{-} + O_{2} ⟶ 2 M n O_{2} (s) + 2 H_{2} O$

Una volta que la mostra es troba en el laboratori, es acidifica en àcit sulfúric concentrat, en lo que el diòxit de manganeso es reduïx novament a manganeso(II), lliberant l'oxigen, que en trobar-se en mig àcit, reacciona en el yodur present, oxidándolo a yodo (I₂):

$M n O_{2} (s) + 2 I^{-} + 4 H^{+} ⟶ M n^{2 +} + I_{2} + 2 H_{2} O$

El yodo lliberat es valora, seguidament, en una dissolució patró de tiosulfato sòdic utilisant almidó com a indicador:

$I_{2} + 2 S_{2} O_{3}^{2 -} ⟶ S_{4} O_{6}^{2 -} + 2 I^{-}$

La presència d'azida en el reactiu de fixació, junt en el manganeso(II) i el yodur, és una modificació del método original, introduïda per a evitar l'interferència dels nitrit, habitualment presents en la majoria de les aigües naturals.

$N O_{2}^{-} + N_{3}^{-} + 2 H^{+} ⟶ N_{2} + N_{2} O + H_{2} O$

Referències

↑ Tadeo Lozano, Jorge: Titulacions per oxido-reducció (oxigen dissolt, vitamina C) i titulació per formació de complexos (calcio i magnesi) [1]
↑ Zhang, Chunlong (Carl) (2007). Fundamentals of Environmental Sampling and Analysis (en Inglés), New York: WILEY-INTERSCIENCE, pp. 145-147. ISBN 978-0-471-71097-4.
↑ Radojevic´, M.; Bashkin, V. (2006). Practical Environmental Analysis (en Inglés), Cambridge: The Royal Society of Chemistry, pp. 142-187. ISBN 0-85404-679-8.

Este artícul conté una traducció derivada de «Método de Winkler» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[1] Tadeo Lozano, Jorge: Titulacions per oxido-reducció (oxigen dissolt, vitamina C) i titulació per formació de complexos (calcio i magnesi) [1]

[:0-2] Zhang, Chunlong (Carl) (2007). Fundamentals of Environmental Sampling and Analysis (en Inglés), New York: WILEY-INTERSCIENCE, pp. 145-147. ISBN 978-0-471-71097-4.

[3] Radojevic´, M.; Bashkin, V. (2006). Practical Environmental Analysis (en Inglés), Cambridge: The Royal Society of Chemistry, pp. 142-187. ISBN 0-85404-679-8.

[1]

[2]

[3]