Йодометрическое определение растворённого кислорода по Винклеру

Определение кислорода основано на реакции растворённого кислорода с гидроокисью марганца(II) и на йодометрическом определении образовавшихся высших по степени окисления соединений марганца.

MnSO₄ + 2KOH = Mn(OH)₂ + K₂SO₄,

2Mn(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 2Mn(OH)₄,

Mn(OH)₄ + 2H₂SO₄ = Mn(SO₄)₂ + 2H₂O,

Mn(SO₄)₂ + 2KI = MnSO₄ + K₂SO₄ + I₂,

I₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆.

Точность определения растворимого кислорода достигает для чистых вод 0,05 мг/л. Этим методом можно определить кислород при концентрации 0,2-0,3 мг/л.

Определению мешают Fe(III) и NO₂^-, их влияние устраняют, соответственно, железо(III) - фторид-ионом (F^-), нитрит - карбамидом.

Ход определения

В коническую шлифованную колбу с притертой пробкой и известным объёмом, заполненную доверху исследуемой водой, прибавляют 2 мл раствора Mn(II). Для этого наполненную пипетку, закрытую указательным пальцем, погружают до самого дна склянки, затем приливают необходимый объём и медленно вынимают. Другой пипеткой прибавляют к пробе 2 мл раствора смеси едкого кали, калия иодистого, фторид-иона и карбамида. Здесь кончик пипетки опускают только под уровень пробы в горлышке колбы. Колбу осторожно закрывают так, чтобы под пробкой не образовались пузырьки воздуха. Горло ополаскивают водой, и содержимое хорошо перемешивают, переворачивая колбу, до образования хлопьевидного осадка.

Осадку дают собраться на дне колбы. Прозрачный раствор над осадком декантируют или сифонируют.

Сразу после декантации или сифонирования к осадку с остатками жидкости в колбу по стенке приливают 5 мл серной кислоты (1:4), перемешивают и ставят в тёмное прохладное место.

Через 5 мин окислившийся иод титруют в колбе раствором тиосульфата натрия до светло-жёлтой окраски. Прибавляют 2-4 капли раствора крахмала и продолжают титрование до обесцвечивания.

Расчет содержания

Содержание растворенного кислорода (Х) в мг/л вычисляют по формуле:

где V_Т – объём тиосульфата натрия Na₂S₂O₃; k_т – коэффициент поправки Na₂S₂O₃; N_т – нормальность Na₂S₂O₃; V₁ – объём шлифованной колбы; V₂ – общий объём реактивов, добавленных для фиксации кислорода в колбу; 8 – эквивалент кислорода.

Щёлочность

Щёлочностью называют содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с сильными кислотами.

Мешающие влияния

При визуальном титровании определению мешает интенсивная окраска пробы, мутность, а также свободный хлор.

Содержание силикат–, фосфат–, борат–, сульфид-ионов и других ионов слабых кислот не учитывают в виду их малого присутствия.

Ход анализа

Отмеривают 100 мл пробы, прибавляют 0,15 мл (3 капли) индикатора метиловый оранжевый (бромкрезоловый зелёный). Титруют на белом фоне 0,1 М раствором HCl до момента перехода окраски индикатора (точность отсчета 0,05 мл).

При определении щёлочности у метилового оранжевого цветовой переход от жёлтого к красному при рН = 3,2 - 4,4, бромкрезоловый зелёный меняет окраску от сине-голубой до жёлтой, в интервале рН = 3,5-5,0 индикатор имеет зелёный цвет.

Расчет результатов

Щёлочность (Щ) в мг-экв/л вычисляют по формуле

Щ =

где b – объём 0,1 М раствора HCl израсходованный на титрование анализируемой пробы, мл; k – коэффициент поправки 0,1 М раствора HCl; V – объём пробы, взятой для титрования в мл.

Электрометрическое определение рН

Электрометрическое определение рН со стеклянным электродом основано на том, что изменение значения рН на единицу в определенной области рН вызывает изменение потенциала электрода на 58,1 Мв при 20С.

Электрометрическому измерению не мешают: окраска, мутность, взвесь, свободный хлор, присутствие окисляющихся или восстанавливающихся веществ или повышенное содержание солей в пробе.

Ход определения

Перед началом измерения электрод промывают дистиллированной водой, затем исследуемой водой и лишь после этого погружают в анализируемую пробу, которую предварительно тщательно перемешивают.

Измеряемая величина потенциала стеклянного электрода отсчитывается в единицах рН. Значение величины рН округляется с точностью до 0,05 измеренных единиц.