Doğal sulardaki ve atıksulardaki çözünmüş oksijen (ÇO) seviyeleri su ortamındaki fiziksel, kimyasal ve biyokimyasal aktivitelere bağımlıdır. Çözünmüş oksijen tayini, su kirliliği kontrol faaliyetlerinde ve atıksu arıtma tesislerinin kontrolünde uygulanmaktadır. Çözünmüş oksijen tayininde genelde iki metot yaygın olarak kullanılır:
- Winkler veya iyodometrik metot ve onun modifikasyonları
- Membran elektrotları kullanan elektrometrik metot
İyodometrik metot, çözünmüş oksijenin oksitleme özelliğine dayanan titrimetrik bir işlemdir. Buna karşılık membran elektrot işlemi, moleküler oksijenin membrana karşı difüzyon hızına dayanan bir yöntemdir. Çözünmüş oksijen tayinin de metot seçimi; istenen hassasiyet derecesine, mevcut girişimlere ve laboratuvar imkanlarına göre yapılır.
İyodometrik metot, çözünmüş oksijen tayini için en güvenilir titrimetrik metot olup, iki değerlikli mangan ve kuvvetli alkali ilavesine dayanır. Çözünmüş oksijen, mangan(II) hidroksit çökeltisini daha büyük bir yükseltgenme basamağına (III değerli hale) okside eder. İyodür iyonları varlığında asitlendirme ile yükseltgenmiş mangan, tekrar iki değerlikli hale döner ve çözeltinin çözünmüş oksijenine eşdeğer miktarda iyot açığa çıkar. İyot, standart tiyosülfat ile titre edilerek su numunesinin çözünmüş oksijen konsantrasyonu belirlenir.
Çözünmüş Oksijen Tayini İçin Gerekli Araç ve Gereçler
- Otomatik büret
- BOİ şişeleri
- 500 ml’lik erlenler
Çözünmüş Oksijen Tayini İçin Gerekli Reaktifler
Mangan sülfat çözeltisi: 480 g MnSO4.H2O veya 400 g MnSO4.2H2O veya 364 g MnSO4.H2O destile suda çözülür, süzülür ve 1 litreye tamamlanır.
Alkali-iyodür-azotür reaktifi: 10 g sodyum azotür (NaN3), 500 ml destile suda çözülür. 480 g sodyum hidroksit (NaOH) ve 750 g sodyum iyodür (Nal) suya ilave edilir ve çözünene kadar karıştırılır. Sodyum karbonat oluşumu sebebiyle bulanıklık olur, ancak bu durum zararlı değildir.
Sülfürik asit çözeltisi: Derişik H2SO4 çözeltisinin 1 ml’si, 3 ml alkali iyodür-azotür reaktifine eşdeğerdir.
Nişasta: Sulu çözelti veya çözünmüş nişasta tozu karışımı kullanılır. Sulu çözelti hazırlamak için 2 g analitik saflıkta nişasta, 0.2 g salisik asit koruma maddesi ilavesiyle, 100 ml sıcak destile suda çözülür.
Standart sodyum tiyosülfat titrasyon çözeltisi: 6.205 g Na2S2O3.5H2O destile suda çözülür, 1.5 ml 6 N NaOH veya 0.4 g katı NaOH ilave edilir ve 1000 ml’ye seyreltilir.
Standart potasyum bi-iyodat çözeltisi, 0.025 N: 812.4 mg potasyum bi-iyodat KH(IO3)2 destile suda çözülerek, 1000 ml’ye seyreltilir.
Standardizasyon: Yaklaşık olarak 2 g KI, 100-150 ml destile su içeren erlenmayerde çözülür. 1 ml, 6 N H2SO4 veya birkaç damla derişik H2SO4 ve 20 ml standart bi-iyodat çözeltisi ilave edilir. 200 ml’ye seyreltilir ve açığa çıkan iyot, tiyosülfat reaktifi ile titre edilir. Titrasyondan önce çözeltiye nişasta katılır, çözeltinin rengi hafif sarımtrak renge dönene kadar titrasyona devam edilir. Çözeltiler, eşdeğer şiddette olduklarında, 20 ml 0.025N Na2S2O3 gereklidir. Eğer değilse, Na2S2O3, çözeltisi 0.025 N’a ayarlanmalıdır.
Çözünmüş Oksijen Deneyinin Yapılışı
Numune 250-300 ml’lik BOİ şişesine konur, 1 ml MnSO4 çözeltisi ve bunu takiben 1 ml alkali-iyodür-azotür reaktifi ilave edilir. Reaktif ilavesi pipet çözeltiye daldırılmadan yapılır ve şişe ters yüz edilerek karıştırılır. Yeterli miktarda çökelek oluştuğunda ve mangan hidroksit çökeleğinin üzerindeki üst sıvı berraklaştığında, çözeltiye 1 ml derişik H2SO4 katılır, BOİ şişesinin kapağı kapatılır ve çökelek tamamen çözünene kadar karıştırılır.
200 ml orijinal numune hacmine karşılık gelecek şekilde reaktifler için düzeltme yapılarak titrasyon için 201 ml numune hacmi alınır. (1 ml MnSO4, 1 ml alkali-iyodür-azotür reaktifi olmak üzere toplam 2 ml reaktif konur. Böylece alınacak numune hacmi (200×300)/(300-2) = 201 ml olarak bulunur.
0.025 N Na2S2O3, çözeltisi ile açık saman rengine kadar titre edilir. Birkaç damla nişasta çözeltisi katılır ve mavi renk kaybolana kadar titrasyona devam edilir. Eğer dönüm noktası aşılırsa, 0.025 N bi-iyodat çözeltisi veya belli hacimde işlem görmüş numuneden katılır ve geri titre edilir. Bi-iyodat çözeltisi veya numune için düzeltme yapılır.
Sonucun Hesabı
200 ml numunenin titrasyonu için 1 ml 0.025 N Na2S203= 1 mg ÇO/l ‘ye eşdeğerdir.
Sonucu mL 02(g) /I cinsinden elde etmek amacıyla (0°C ve 101.3 kPa için düzeltme) mg ÇO/l değeri 0.70 faktörü ile çarpılır.