Procedimiento oxigeno Disuelto.

DETERMINAÇÃO DE OXIGÊNIO DISSOLVIDO NA ÁGUA DO MAR

PROF. DR. EDISON BARBIERI

1. Introdução

O oxigênio (O2) é um dos gases mais estudados no ambiente marinho devido à facilidade de sua medida e ao interesse dos oceanógrafos que estudam processos físicos (processos advectivos) e biológicos (fotossíntese e oxidação da matéria orgânica).

A concentração de oxigênio dissolvido (OD) na água do mar varia entre 0 e 8 mL.L-1 e depende de fatores físicos (temperatura, salinidade e pressão) e biológicos (fotossíntese, respiração e oxidação da matéria orgânica).

2. Amostragem

As amostras devem ser coletadas em frascos de vidro de borosilicato de cor âmbar, com capacidade nominal de, aproximadamente, 70 mL, com tampa de vidro esmerilhada. A amostra para análise de OD deve ser a primeira a ser retirada da garrafa de coleta para evitar-se a expulsão dos gases devido ao aumento de temperatura. A coleta deve ser feita com o máximo de cuidado a fim de se impedir a perda ou adição de O2. Para tanto, um tubo de borracha de, aproximadamente, 10 cm, com bico estreito na ponta, é adaptado a torneira de descarga. Deve-se retirar todo o ar do tubo com a própria água da garrafa e, em seguida, lavar o frasco de coleta duas vezes com a amostra. Logo depois deve-se encostar a ponta do tubo no fundo do frasco de coleta e encher lentamente até escorrer, evitando formação de bolhas de ar. Logo em seguida, adicionar 0,5 mL de cloreto de manganês (II) e 0,5 mL de iodeto alcalino e colocar a tampa sem deixar as bolhas de ar. Agitar o frasco vigorosamente para que todo o hidróxido de manganês reaja com o oxigênio dissolvido da amostra. Após a fixação do oxigênio dissolvido, aguardar toda a precipitação, antes de processar a análise, durante meia hora. As amostras de oxigênio podem ser armazenadas até cerca de 12 horas após a fixação do oxigênio. Os frascos devem ser mantidos ao abrigo da luz e grandes mudanças de temperatura devem ser evitadas.

3. Procedimento

3.1 Princípio do método

A determinação do O2 dissolvido em águas naturais é feita pela técnica desenvolvida por Winkler, desenvolvidas em 1888. Algumas modificações foram introduzidas no decorrer dos anos para facilitar o trabalho a bordo e minimizar algumas fontes de erros. A amostra coletada é, rapidamente, fixada com cloreto ou sulfato de manganês e hidróxido de sódio. O Mn(OH)2 reage com o oxigênio formando um composto de manganês trivalente. Assim, o O2 dissolvido é fixado. A solução é analisada para oxigênio dissolvido após a acidificação na presença de excesso de NaI. O composto de manganês oxida o I- para I2, que é estabilizado pela formação do I3- devido ao excesso de I-. A quantidade de I3- formado é equivalente ao O2 da solução e é determinado pela titulação com tiossulfato de sódio. Uma solução de amido que forma um complexo azul com I2 é utilizada para indicar o ponto final.

As equações estequiométricas envolvidas nesta determinação são:

Mn2+ + 2OH- →  Mn(OH)2

2 Mn(OH)2 + 1/2 O2 + H2O → 2 Mn(OH)3 ↓

2 Mn(OH)3 + 6H+ + 2I- → 2 Mn2+ + I2 + 6H2O

I2 + I- → I3-

I3- + 2S2O32- → 3I- + S4O62-

3. 2 Materiais

           3.2.1. equipamentos

1.  bureta de pistão calibrada com 10 mL de capacidade e escala de 0,01.

A utilização desse tipo de bureta é preferível às buretas de vidro convencionais, pois apresenta grandes vantagens no trabalho de campo. Sua precisão é de + 0,1% e sua uma fragilidade é bem menor que as buretas comuns. A sua leitura digital evita o erro de paralaxe.

1.  agitador mecânico,

É mais conveniente do que o agitador magnético, uma vez que a iluminação da amostra é feita de baixo para cima.

3.2.2. vidraria e outros

                frascos âmbar de coleta com tampa esmerilhada

                balões volumétricos de 100  e 1000 mL

                béqueres  de 150  mL

                proveta de 50 mL

                pipetas volumétricas de  1 e  10 mL

                seringas de 5 mL

                pisseta

3.2.3. Reagentes

Os reagentes utilizados na determinação do O2 dissolvido devem ser de muito boa qualidade para que não apresentem interferências. Alguns reagentes contêm oxigênio dissolvido, o que pode introduzir um erro na análise. A solução de manganês pode conter esse composto num estado de oxidação mais elevado levando a um aumento na concentração de O2 na amostra. A solução acidificada de iodeto é sensível a fotooxidação e por isso, deve-se evitar a sua exposição à luz solar. O iodo liberado deve ser rapidamente titulado em presença de luz elétrica ou luz solar difusa.  A concentração dos reagentes depende da capacidade dos frascos de amostra utilizados. As quantidades, aqui recomendadas, são para os frascos com capacidade em torno de 70 mL.

Solução de cloreto de manganês II (2 M)

- Dissolver 40 g de MnCl2.4H2O ou 32 g de MnSO4.H2O com uma pequena quantidade de água destilada e completar o volume em balão volumétrico de 100 mL.

Solução de iodeto alcalino  (        KI = 3,6M e KOH = 5,4M)

- Dissolver 60 g de KI e 30 g de KOH, separadamente, na menor quantidade de água possível, tendo o cuidado para que a soma das alíquotas não ultrapasse 100 mL. Transferir para um balão volumétrico de 100 mL e completar o volume com água destilada.

        Solução de ácido sulfúrico

- Adicionar, cuidadosamente, 50 mL de H2SO4 (95 - 97%) a 50 mL de água destilada (usar resfriamento durante o processo).

Solução de tiossulfato de sódio (0,02 N)

- Dissolver 5 g de Na2S2O3 em alíquotas e completar o volume em um balão volumétrico de 1000 mL).

Solução de amido

- Dispersar 1 g de amido solúvel em 100 mL de água destilada e aquecer a solução, deixando ebulir durante 1 minuto. Esta solução não se conserva por mais de uma semana.

Solução de iodato de potássio (0,0100 N)

- Dissolver, cuidadosamente, 325 mg (0,0833x10-2 mol) de KH(IO3)2 ou 356,7 mg de KIO3, transferir para um balão volumétrico de 1000 mL e completar com água destilada.

3.3 Análise

        3.3.1. Padronização do tiossulfato de sódio

Colocar 50 mL de água destilada em um béquer de 150 mL. Adicionar separadamente, pela ordem, 1 mL de ácido sulfúrico, 0,5 mL de iodeto alcalino e 0,5 mL de cloreto de manganês II. Agitar a amostra entre a adição de cada reagente para evitar a precipitação do hidróxido de manganês. Em seguida adicionar 10 mL de solução 0,100 N de iodato padrão  com uma pipeta volumétrica. O iodo é titulado com o tiossulfato até obter uma coloração ligeiramente amarela. Adicionar 1 mL do indicador de amido e continuar a titulação até a descoloração. Repetir a padronização três vezes.

As equações estequiométricas envolvidas na padronização são:

                        IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2 + 3H2O

                        I2 + I- → I3-

                        I3- + 2S2O32- → 3I- + S4O62-

        3.3.2 Titulação das amostras

Após o período de repouso, adicionar 1 mL de ácido sulfúrico no próprio frasco e agitar até a completa dissolução do precipitado. Transferir a amostra para um béquer de 150 mL. Lavar o frasco e a tampa com o menor volume possível de água destilada e transferir para o béquer da amostra. Evitar qualquer perda nesta operação. Titular a amostra com a solução de tiossulfato de sódio até a cor amarelo claro. Adicionar 1 mL de amido e continuar a titulação até o ponto de equivalência (azul para incolor).

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