Winkler-Methode

(Winkler-method) Bestimmung des gelösten Sauerstoffs nach der Winklermethode. Die Vorgehensweise ist beschrieben in der
DEV G21. 

Die Winkler-Methode ist ein Analysenverfahren zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts einer Wasserprobe und kommt u.a. bei der BSB-Mesung zur Anwendung. Es gilt als genauer als die Messungen mit einer Sauerstoffelektrode. Es wird zur Untersuchung der Sauerstoffproduktion durch Wasserorganismen benutzt, indem die Sauerstoffdifferenz zwischen einer Wasserprobe einer hellen Flasche (Photosynthese) und einer dunklen Flasche (kein Licht, keine Sauerstoffproduktion infolge von Photosynthese) bestimmt wird (Winkler-Flasche). Die so behandelten Wasserproben werden genommen und mit Mangansulfat fixiert, wodurch sich ein Niederschlag bildet. Nach Zugabe von Schwefelsäure löst sich der Niederschlag wieder auf und setzt eine dem Sauerstoff äquivalente Menge Jod frei. Diese wird durch Titration mit Natriumthiosulfat berechnet.

Die für die Methode notwendigen Reagenzien und Materialien sind:

• Mangan(II)sulfat-Monohydrat: Lösung mit 38 g Mn(II)sulfat / 100 ml Wasser (entspricht 380g/l) Trübe Lösungen filtrieren.
• Jod-Lösung: 35g Natriumhydroxid und 30g Kaliumiodit in etwas Wasser lösen auf 100 ml auffüllen in verschlossener brauner Glasflasche aufbewahren
• Schwefelsäure Lösung 1:1: 200 ml Wasser + 200 ml Schwefelsäure ( Dichte 1.84 g/ml)
• Titer: Natriumthiosulfat (Fixanal) Standartiterlösung mit ca. Konz. 10 mmol/l
• Stärke: Zinkioditlstärkesg.

Fertige Titriersets werden im Handel angeboten.

Bei der Probenentnahme ist Sauerstoffeintrag durch Turbulenz zu vermeiden. Bei fließenden Wässern wird mit Hilfe eines Schlauches (ca. 5 mal komplett Inhalt überlaufen lassen) vorsichtig eine Probe abgefüllt und die Zugabe von Mangan und der Jodlösung erfolgt direkt nach Probennahme

Nach der Entnahme des gewünschten Wassers erfolgt eine Zugabe von 1ml Mangansulfatlösung in die Wasserprobe, anschließend Sauerstofffixierung mit Hilfe der Jodlösung (2ml). Die Flasche wird verschlossen und geschüttelt um eine homogene Verteilung des Niederschlags sicher zu stellen. Wenn sich nach mindestens 5 Minuten (maximal 24 Stunden) der Niederschlag im unteren Drittel der Flasche befindet, werden 1.5 ml Schwefelsäure (1:1) hinzugegeben. Die Flasche wird fest verschlossen und geschüttelt, bis sich der Niederschlag aufgelöst hat und die Inhaltsstoffe gut verteilt sind. Danach wird der Inhalt der Flasche oder ein Teil in einen Titrierkolben geben mit der Natriumthiosulfatlösung titriert, und am Ende erfolgt die Zugabe der Stärkelösung. Anschließend wird zuende titriert.

Die Massenkonzentration an gelöstem Sauerstoff (rho_s) in mg/l O₂ berechnet sich nach der Formel:

rho_s = (M_s^.V₂^.c^.f₁)/(4^.V₁)

mit

• M_s = molare Masse von Sauerstoff (M_s=32 g/mol)
• V₁ = Volumen der Titrierten Probe (in ml) 
• V₂ = Volumen des verbrauchten Natriumthiosulfats bei der Titration (in ml) 
• c = Konzentration des Natriumthiosulfats (in mmol/l -> 10) 
• f₁ = V₀/(V₀–V')
  • V0 = Volumen der Probenflasche (in ml) 
  • V' = Volumen der Mangansulfatlösung (zug. bei der Probennahme (1ml )