Veteen liuenneen hapen titrimetrinen määritys

Määritelmä
Menetelmä tunnetaan Winklerin menetelmänä. Näytteeseen lisätään Mn(II) ioneja ja liuos tehdään alkaliseksi NaOH:lla, joka sisältää natriumjodidia (NaI) ja natriumatsidia (NaN₃).Näytteeseen liuennut happi hapettaa muodostuneen valkoisen mangaanihydroksidisakan (Mn(OH)₂) Mangaani (IV) oksidihydroksidiksi (MnO(OH)₂). Sakan väri muuttuu ruskeaksi. Kun näyte tehdään happamaksi, sakka liukenee ja mangaani muuttuu kahden arvoiseksi. Samalla vapautuu näytteeseen liuennutta happea vastaava ekvivalenttimäärä jodia, joka titrataan tiosulfaatilla. Atsidi reagoi nitraatti-ionin kanssa happamessa liuoksessa:
N₃^- + H⁺ HN₃
HN₃ + NO₂^- N₂ + N₂O + OH^-

Reagenssit
Reagensseina käytetään analyysipuhdasta laatua. Puhdistetun veden sähkönjohtavuuden on oltava < 0,1 µS/cm eikä siinä saa olla yli 45 µm läpimittaisia hiukkasia.

• Rikkihappo 9 mol/l
  Sekoitetaan varovasti yksi tilavuusosa rikkihappoa (tiheys 1,84 g/ml) yhteen tilavuusosaan vettä litran mittapullossa. Liuos jäähdytetään huoneenlämpöiseksi.
• Fosforihappo (H₃PO₄, tiheys 1,71 g/ml)
• Mangaanisulfaattiliuos (MnSO₄ 4 H₂O)
  Liuotetaan 480 g mangaani(II) sulfaattia veteen ja laimennetaan litraksi. Suodata samea liuos.
• Alkalinen jodidiliuos
  Liuotetaan seuraavassa järjestyksessä 320 g natriumhydroksidia (NaOH) 500 ml vettä, jäähdytetään ja lisätään samaan liuokseen 600g natriumjodidia (NaI). Liuotetaan 10g natriumatsidia (NaN₃ ) 40 ml vettä. Liuokset yhdistetään ja laimennetaan litraksi. HUOM! Natriumatsidi on herkästi räjähtävää !
  
• Kaliumjodaattiliuos, 0,002 mol/l
  Liuotetaan 428,0±0,1 mg kaliumjodaattia (KIO₃, kuivattu lämpökaapissa) veteen 1000 ml mittapullossa, täytetään merkkiin.
• Tärkkelysliuos, 1%
  Lisätään 1g tärkkelystä 100ml vettä, ja kuumennetaan 80-90 asteiseksi. Sekoita seosta lämmityksen ajan. Kun liuos on kirkas, jäähdytä ja siirrä indikaattoripulloon.
• Natriumtiosulfaattiliuos, 0,01 mol/l
  Liuotetaan 2,48 g natriumtiosulfaattia ( Na₂S₂O₃ 5H₂O) 500 ml vettä 1000ml mittapullossa, lisätään 0,1 g vedetöntä natriumkarbonaattia (Na₂CO₃ ) kestävöintiaineeksi ja laimennetaan merkkiin.

Laitteet ja välineet

• Inkubointipullot
  100 – 300ml:n lasipulloja, joissa hiostulpat tai kierrekorkit. Hapetuspullot tulisi pestä 2 mol/l suolahapolla hapen määrityksen jälkeen.
• Byretti
  Byretti, jonka asteikko on jaettu 0,05 ml:n väleihin.

Hapen määritys
Näytteenkäsittely
Näytteenotossa on varmistettava, ettei näytteeseen liukene ilman happea eikä näytteestä poistu happea. Näytteitä, joita analysoida samana päivänä, säilytetään jääkaapissa ilmatiiviissä astiassa.

• Täytetään näytepullo näytteellä, niin ettei korkin alle jää ilmaa.
• Lisätään 1ml mangaani(II)sulfaattiliuosta heti pinnan alle ja 1ml alkalista jodidiliuosta pullon pohjalle. Pullo suljetaan korkilla ja liuos sekoitetaan ja annetaan sakan laskeutua 15 minuuttia.
  Näytettä säilytetään tavallisesti viisi tai seitsemän päivää pimeässä kaapissa huoneenlämpötilassa.
• Näytepullon korkki poistetaan ja lisätään 1ml fosforihappoa näytteen pintaan. Liuos sekoitetaan jolloin sakan pitäisi liueta. Näyte titrataan 45 minuutin kuluessa hapon lisäyksestä

Titraus

• Tiosulfaattiliuoksen tarkastus
  Pipetoidaan 10 ml kaliumjodaattiliuosta titrausastiaan ja lisätään 25 ml vettä. Lisätään 1ml fosforihappoa ja 1ml alkalista jodidiliuosta. Liuos titrataan tiosulfaattiliuoksella vaaleaan kellanruskeaan ja lisätään tärkkelysliuosta indikaattoriksi. Titrataan kunnes liuoksen sininen väri häviää. Tee kolme rinnakkaismääritystä.
• Näytteen happipitoisuuden määritys
  Näyte kaadetaan hapetuspullosta titrausastiaan ja titrataan tiosulfaatilla vaalean kellanruskeaan.
  Lisätään tärkkelys indikaattori ja titrataan kunnes sininen väri häviää.

Tulosten laskeminen

• • Tiosulfaattiliuos
  A = 6 * 10,0 * C / B, jossa
  A = tiosulfaattiliuoksen pitoisuus, mol/l
  B = titrauksessa kulunut tiosulfaattiliuoksen tilavuus, ml
  C = kaliumjodaattiliuoksen pitoisuus, mol/l
  Reaktioyhtälöt:
  IO₃^- + 8I^- + 6H⁺ 3I₃^- + 3 H₂O
  I₃^- + 2 S₂O₃^2-    3I^- + S₄O₆^2-
• Lieunneen hapen pitoisuus
  C = 8000 * A* B / D, jossa
  A = tiosulfaattiliuoksen pitoisuus, mol/l
  B = titrauksessa kulunut tiosulfaattiliuoksen tilavuus, ml
  C = näytteeseen liuenneen hapen pitoisuus, mg/l
  D = näytteen tilavuus
  Kerroin 8000 = 1000*32/4 , 1 mooli tiosulfaattia vastaa 8000 mg happea

Suhteellinen virhe % = RSD= 100s/x, jossa
x= keskiarvo
s= keskihajonta

Hapen liukoisuus ilmasta puhtaaseen veteen ( 101,3 kPa, 100% kosteus, 20,0 °C) on 9,08 mg/l.

Etusivu > Ympäristöanalyysit > Liuennut happi

Mittaus-
pöytäkirja
(32 kt Word)

Raportointi-
kaavake
(33 kt Word)