К середине 60-х годов назрела необходимость в единой процедуре определения растворенного кислорода. Это отчасти было обусловлено большим разнообразием химических методик, развитием инструментальных методов и необходимостью их взаимного сравнения. На основе опубликованной работы[ 27 ], Карпентер сформулировал процедуру определения кислорода по Винклеру[ 32 ]. В этом варианте были учтены практически все потенциальные ошибки выявленные раннее. В совместной работе[ 20 ] Кэррит и Карпентер дополнили эту методику поправкой на учет растворенного в реактивах кислорода(0.018мл/л). Экспериментально измеренная в работе [ 30 ] величина несколько отличалась и составляла 0.011 мл/л.
При определении точностных характеристик химического метода Винклера исследователи столкнулись с проблемой точного задания концентрации растворенного кислорода. Для этого использовались насыщение воды воздухом или кислородом при заданной температуре, стандартная добавка раствора кислорода в обезкислороженную воду, электрохимическое генерирование кислорода], использование альтернативных инструментальных методов определения кислорода. Не смотря на долгую историю этой проблемы и многочисленные работы, окончательное решение пока не найдено и вопрос по-прежнему остается открытым. Наиболее популярным способом задания концентрации кислорода в воде был и остается до сих пор - процедура насыщения воды кислородом воздуха при фиксированной температуре. Однако отсутствие единообразия процедуры(объем раствора, условия перемешивания, способ и скорость продувания кислорода) приводит к значительным ошибкам, достигающим 2%. В большей мере это проявлялось при работе в области меньше 5 мгО2/л.
Опираясь на высокоточное приготовление растворов кислорода, внесением стандартной добавки в обезкислороженую воду, Карпентеру удалось достигнуть правильности 0.1% и воспроизводимости 0.02% на уровне 5 мгО2/л для варианта метода Винклера с фотометрическим титрованием[ 21 ]. В Таблице 1 показана погрешность классического варианта метода Винклера на различных уровнях концентрации растворенного кислорода. Таблица 1 составлена по опубликованным результатам полевых и лабораторных определений.
Таблица 1. Погрешность метода Винклера в чистых водах.[ 9, 20, 36-38 ]
мгО2/л погрешность
0.05 ~30%
0.2-0.3 10-20%
0.8-1.7 3-5%
3- . ~1%, но при тщательной работе возможно снижение до 0.1%.
Другим важным параметром, характеризующим возможности метода является нижняя граница определения. В литературе цитируется два значения нижней границы: ~0.05и ~0.2 мгО2/л. Понятно, что предел обнаружения может определяеться следующими критериями:
нарушение стехиометрии реакций, лежащих в химической основе метода Винклера
чувствительность йод-крахмальной реакции
концентрацией используемого раствора тиосульфата и разрешающяя способность бюретки
В работе Поттера показано, что даже на уровне 0.0007(!)мгО2/л стехиометрия основополагающих реакций сохраняется. В этой же работе говорится, что основной причиной, определяющей нижний предел является чувствительность йод-крахмальной реакции, которая оценивается как ~2·10-6Н (0.02-0.05 мгО2/л)Таким образом можно сказать, что уровень 0.05 мгО2/л - это нижний предел обнаружения, а уровень 0.2 мгО2/л можно трактовать, как нижний предел метода(или значимости определения), т.е. тот уровень, на котором погрешность достигает 10-20% и более.
Перейти на страницу:
1 2 3 