UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE CIENCIAS

UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS DE LA EDUCACIÓN
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
LABORATORIO DE BIOLOGÍA II DE INGENIERÍA AMBIENTAL
PROFESOR: RAUL PARRA
PRACTICA Nº 3
DETERMINACIÓN DEL OXÍGENO DISUELTO Y DEL DBO5 POR EL
MÉTODO DE WINKLER
OBJETIVO DE LA PRÁCTICA.
Determinación de la concentración de oxígeno disuelto y del DBO5, en una muestra de de un rio o
una acequia, aplicando el método de Winkler.
MATERIALES Y REACTIVOS
MATERIAL.
matraz Winkler de 250 ml.
trípode.
pinza de bureta.
bureta de 50 ml.
pipeta de 10 ml.
probeta de 100 ml.
matraz erlenmeyer de 100 ml.
matraz aforado de 25 ml.
matraz aforado de 100 ml.
vasos de precipitado de 400 ml.
vaso de precipitado de 200 ml.
frascos de plástico de 200 ml.
frascos opacos.
varilla de vidrio.
frasco de agua destilada.
pipeteador.
REACTIVOS.
Sulfato de manganeso (II).
Yoduro de potasio.
Hidróxido de sodio.
Almidón.
Yoduro de mercurio.
Ácido sulfúrico.
MATERIAL QUE DEBE TRAER EL ESTUDIANTE
Gotero.
Un litro de agua de un rio, una acequia o un cuerpo de agua léntico, cinco días antes de la
experiencia en el laboratorio y otro litro el mismo día de la experiencia (para tomar la muestra debe
sumergir completamente la botella vacía con la tapa puesta y a una profundidad de 10 cm
aproximadamente, retirar la tapa y permitir que la botella se llene completamente y luego antes de
sacarla a la superficie poner la tapa nuevamente).
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
El método de Winkler para la determinación del oxígeno disuelto implica el tratamiento de la muestra
con un exceso de sulfato manganeso (II), yoduro de potasio e hidróxido de sodio. El hidróxido de
manganeso (II) blanco producido reacciona rápidamente con el oxígeno para formar hidróxido de
manganeso (III) marrón. Posteriormente se acidifica la muestra, produciéndose la oxidación del
yoduro a yodo, reduciéndose el manganeso (III) a manganeso (II). Finalmente, se valora el yodo,
equivalente al oxígeno disuelto, con disolución patrón 0,02 N de tiosulfato sódico.
Con objeto de que no se pierda muestra, o bien se introduzca aire en la misma, deberán extremarse
las precauciones. El frasco Winkler es el óptimo para la toma de muestra y posterior adición de
reactivos. No obstante, pueden usarse frascos corrientes de 250 ml con tapón de vidrio.
Nota: la muestra debe estar libre de cualquier soluto que pueda oxidar al yoduro o reducir al yodo.
Se han desarrollado numerosas modificaciones para poder aplicarse el método Winkler a tales
muestras.
Metodología del proceso.
I. Preparación de las disoluciones
a) Sulfato de manganeso (II). Tomar 9 g de MnSO4-1 H2O en un vaso de precipitado. Añadir 6-7 ml
de agua destilada y disolver. Enrasar en un matraz aforado de 25 ml con agua destilada.
b) Yoduro de potasio-hidróxido de sodio. Disolver 4 g de KI en unos 5 ml de agua destilada. Añadir
6,6 ml de NaOH al 50 % p/v y diluir hasta 25 ml. PRECAUCIÓN: El NaOH concentrado es muy
corrosivo para la piel. Usar guantes y lavar inmediatamente con abundante agua las zonas
afectadas.
c) Tiosulfato de sodio 0,02 N. Hervir 400 ml de agua destilada durante 5-10 minutos. Dejar enfriar y
disolver en un vaso de precipitado 0,62 g de Na2S2O3-5 H2O. Emplear unos 100 ml de agua destilada
hervida. Transferir la disolución a un matraz de 250 ml, enrasando con agua destilada hervida. La
disolución así preparada debe guardarse en un frasco de color topacio.
d) Indicador de almidón. Hacer una pasta mezclando 0,5 g de almidón soluble y 2,5 mg de HgI2 en
unos 10 ml de agua. Verter esta suspensión en 250 ml de agua hirviendo y calentar hasta que se
clarifique. Enfriar y guardar en un frasco topacio. Entre 3 y 5 ml de esta preparación será suficiente
para la mayoría de las valoraciones.
Procedimiento
1) Agregar en el frasco con tapón de vidrio la muestra de agua del grifo y otro con la muestra de un
rio o una acequia, teniendo cuidado de evitar la exposición al aire.
2) Abrir y adicionar rápidamente (con un cuentagotas), 1 ml de disolución de MnSO4. De la misma
manera, introducir 1 ml de la disolución de KI-NaOH.
3) Tapar el frasco con cuidado de no atrapar aire y limpiarlo externamente con un papel, todo ello
usando guantes. A continuación, invertir con cuidado el frasco presionando el tapón para que no se
salga. De este modo, distribuiremos uniformemente el precipitado formado.
4) Una vez que el precipitado se ha sedimentado por lo menos 3 cm por debajo del tapón, añadir 1
ml de H2SO4 concentrado, también con un cuentagotas y por debajo de la superficie. Volver a tapar
y mezclar hasta que el precipitado se disuelva.
5) Tomar con una probeta 50 ml exactamente de la disolución acidulada e introducirlos en un matraz
erlenmeyer de 100 ml. Valorar rápidamente con Na2S2O3 0,02 N hasta que el color del yodo
palidezca. En este momento añadir 5 ml de indicador de almidón y completar la valoración hasta
decoloración. Anotar en este punto el volumen de tiosulfato gastado, Vts, para valorar los 50 ml de
muestra.
6) Realizar la valoración dos veces. Si los resultados son diferentes, realizarla una tercera vez y
promediar los dos resultados más próximos descartando el más errado.
RESULTADOS EXPERIMENTALES.
- Primera valoración de 50 ml de la disolución yodada (muestra de agua con 5 días).
Volumen gastado de tiosulfato sódico: Vts= ml
Milimoles de tiosulfato sódico gastados: Vts x 0,02= milimoles
Milimoles de O2 en la muestra = 1/4 milimoles de tiosulfato sódico= milimoles
Resultado final:
mg/L de O2 = (milimoles de O2/0,05 L) x Pm(O2) = mg/L
-Segunda valoración de 50 ml de la disolución yodada (muestra de agua actual).
Volumen gastado de tiosulfato sódico: Vts= ml
Milimoles de tiosulfato sódico gastados: Vts x 0,02= milimoles
Milimoles de O2 en la muestra = 1/4 milimoles de tiosulfato sódico= milimoles
Resultado final:
mg/L de O2 = (milimoles de O2/0,05 L) x Pm(O2) = mg/L
Para determinar la demanda bioquímica de oxígeno se debe calcular la diferencia de la
concentración de oxígeno disuelta entre la muestra actual y de 5 días
RESUMEN:
El método de Winkler permite determinar la cantidad de mg/L de oxígeno disuelto a través de una valoración
química.
Una solución de sulfato de manganeso (II) se añade a la muestra que se va a analizar.
Después de tratarla con hidróxido sódico y yoduro potásico, el manganeso reacciona con el oxígeno para
formar un compuesto estable de manganeso y oxígeno (el precipitado que se forma es hidróxido de
manganeso (III) de color blanco).
Luego se trata la solución con ácido, que disuelve el hidróxido y forma una cantidad proporcional de yodo
libre (proporcional al oxígeno disuelto original).
Luego se determina la cantidad de yoduro en la solución. Para esto se titula con una solución estandarizada
de tiosulfato sódico hasta que todo el yodo libre (I2) es cambiado a yoduro (I-).
El almidón se torna púrpura en presencia de yodo pero es incoloro en contacto con yoduro. El almidón es el
indicador de que todo el yodo se convirtió en yoduro. La cantidad de tiosulfato usado en la titulación es
proporcional al yoduro, que es proporcional al O2 disuelto, y se calcula, pues, determinando la cantidad de
tiosulfato utilizado.
PREGUNTAS
1. La solubilidad del oxígeno en agua sigue la ley de Henry. Formule y explique dicha ley, teniendo
en cuenta la importancia de la temperatura.
2. Describa el fundamento de un método instrumental para determinar el oxígeno disuelto y compare
sus ventajas e inconvenientes con el método de Winkler.
3. Cuáles son las ventajas para la fauna que habita en los cuerpos de agua con suficiente oxigeno
disuelto.
4. Cuál es el rango de la concentración de oxigeno disuelto (O. D.) en un cuerpo de agua lótica y
lentica para el desarrollo de la fauna acuática.