***SU ÜRÜNLERi MÜHENDiSi*** ......H.Bayram GÖKHAN.. - Çözünmüş Oksijen Tayini
ÇÖZÜNMÜŞ OKSİJEN TAYİNİ (ÇO)
01. Deneyin Prensibi
03.Winkler Yöntemi ile ÇO tayini
03.01. Winkler Yönteminin Azodür Modifikasyonu
Çözünmüş oksijen (ÇO), su içinde çözünmüş halde bulunan oksijen konsantrasyonu anlamındadır ve çözünmüş oksijen mg/L olarak ifade edilir.
Doğal sulardaki ve atık sulardaki çözünmüş oksijen (ÇO) seviyeleri su ortamındaki fiziksel, kimyasal ve biyokimyasal aktivitelere göre değişir. Su ortamında bulunan mikroorganizmalar organik ve inorganik maddenin oksidasyonu için serbest oksijeni kullanarak ayrışmayan son ürünler ( CO2 ve H2O ) oluştururlar. Doğal sular ve atık sulardaki çözünmüş oksijen konsantrasyonu, ortamın fiziksel, kimyasal ve biyokimyasal aktivitesine bağlıdır. Bu nedenle ÇO, suyun kirlilik seviyesinin belirlenmesinde ve atık su arıtma ünitelerinin kontrolünde geniş ölçüde kullanılır.
Mangan sülfat çözeltisi: 480 g MnSO4.4H2O (Merck 1.02786) veya 400 g MnSO4.2H2O veya 364 g MnSO4.H2O’yu (Merck 1.05941) saf suda çözerek hacmini 1 L’ye tamamlayınız.
Alkali-İyodür-Azodür Reaktifi: 500 g NaOH (Merck 1.06498) ile 135 g sodyum iyodürü (NaI) (Merck 1.06520) bir miktar saf suda çözünüz. Bu çözeltiye 40 mL saf suda çözünmüş olan 10 g sodyum azid (NaN3 )( Merck 1.06688) ilave ediniz ve iyice karıştırınız. Çözeltinin hacmini litreye tamamlayınız. Sodyum karbonat oluşum nedeniyle meydana gelen bulanıklık önemsizdir.
Derişik H2SO4: 1 mL’si 3 mL alkali- iyodür-azodür reaktifine eşdeğerdir.
Nişasta Çözeltisi: Sulu çözelti hazırlamak için 2 g analitik saflıkta nişastayı, 0,2 g salisilik asit (Merck 1.00631) koruma maddesi ile birlikte 100 mL sıcak saf suda çözünüz.
Ayarlı 0.025 M Sodyum Tiyosülfat Çözeltisi: 6.205 g Na2S2O3 .5H2O bir miktar saf su içerisinde çözülür. Üzerine 0.4 g katı NaOH (Merck 1.06498) eklenerek son hacmi 1 L’ ye saf su ile tamamlanır.
Winkler yöntemi, çözünmüş oksijenin oksitlenme özelliğine dayanan titrimetrik bir yöntemdir. Oksijen bazik koşullarda Mn+2 ‘ yi yükseltger. Yükseltgenen mangan ise asidik koşullarda iyodür iyonunu (I-) serbest iyota (I2) yükseltgeyebilir. Dolayısıyla açığa salınan serbest iyot miktarı, orjinal olarak ortamda mevcut ÇO ‘ne eşdeğerdir. İyot, standart sodyum tiyosülfat çözeltisi ile titre edilerek ölçülür ve sonuç ÇO cinsinden yorumlanır .
Modifiye edilmiş Winkler yöntemi pek çok madde ile girişim yaratır. Örneğin nitrit (NO2-) ve demir +3 gibi, oksitleyiciler I- iyonu I2 oksitleyerek daha yüksek sonuçlara neden olurken Fe+2, SO32-, S-2 gibi indirgeyiciler I2 molekülünü I- iyonuna indirgeyerek daha düşük sonuçlara neden olur. Modifiye edilmeyen Winkler yöntemi bu nedenle sadece temiz sulara uygulanabilir.
ÇO tayininde en sık rastlanan girişimlerden birisi Nitrit iyonunun neden olduğu girişimdir. Bu iyon temel olarak biyolojik süreçlerin uygulandığı atıksu arıtım ünitelerinin çıkış sularında, nehir sularında ve inkübe edilen BOD örneklerinde bulunur. Bu iyon Mn+2’ yi oksitleyemez fakat asidik koşullarda I- iyonlarını oksitleyerek serbest iyot (I2) oluşturur.
Çözünmüş oksijen tayini için alınan analiz icin laboratuvara getirilmeden önce içerisindeki oksijen sabitlendirilmelidir. Bunun için deney sırasında eklenmesi geeken reaktifler eklenerek laboratuvara gelir gelmez titrasyon işlemi yapılır.
300 mL’lik BOD şişesine belli hacimde (örneğin cinsine göre 10-20 mL) analiz yapılacak su numunesinden eklenir. Üzerinde içerisinde hava kabarcığının kalmamasını sağlamak için yavaşça taşırarak saf su eklenir. Şişenin içerisine 2 mL MnSO4 çözeltisi ile 2 mL alkali-iyodür-azodür reaktifi, pipeti su örneğinin içine daldırmadan ilave edilir. Yoğunluk farkından dolayı reaktifler su ile yer değiştirerek şişenin içerisine girecektir. Şişenin kapağı kapatılarak en az 15 kez ters-yüz ederek çalkalanır. Çözelti bir süre dinlendirdikten sonra (kahverengi çökelti oluşumundan sonra ) kapağı açılarak 2 mL derişik H2SO4, pipet şişenin dibine doğru daldırılarak ilave edilir. Oluşan çökeleğin çözünmesi için şişenin kapağı kapatılarak tekrar çalkalanır. Bu çözeltiden 200 mL alınarak titrasyon yapılır. Fakat eklenen rekatifler (4 mL) nedeniyle bir hacim düzeltmesi yapılmalıdır. 200 x 300/ (300-4) = 203 mL. Bu nedenle çözeltiden 203 mL alınarak ayarlı sodyum tiyosülfat çözeltisi ile titre edilir.
203 mL çözelti sarı renk (titrantın damladığı yerde sararma gözlenecek) gözlenene kadar ayarlı tiyosülfat ile titre edilir. Bu aşamada çözeltiye 2 mL nişasta çözeltisi eklenerek titrasyona devam edilir. Çözeltinin rengi renksiz kalıncaya kadar titrasyona devam edilir. Ve bu anda harcanan toplam tiyosülfat hacmi kaydedilir.
Eğer titrasyon 200 mL örnek ile yapılırsa 1 mL 0.025 N Na2S203 = 1 mg ÇO/L.
ÇO (mg/L) = (Vtiyosülfat x Ntiyosülfat x 8000) / m (mL örnek)
N =Ayarlı Na2S2O3 çözeltisinin derişimi
V =Harcanan Na2S2O3 çözeltisinin hacmi
m = Alınan örnek hacmi