Članak
Metoda metilenskog plavila za mjerenje sulfida
Metoda metilenskog plavila za određivanje sulfida mjeri sulfid tako što ga pretvara u plavu boju i mjeri nastalu apsorbanciju. Metilensko plavilo je proizvod reakcije koji nosi analitički signal. Dodavanje metilenskog plavila iz bočice u vodu nije ovaj test.
Često je najteže očuvati reprezentativnost uzorka do trenutka reakcije. Precizno očitanje apsorbancije ne može nadoknaditi sulfid koji je ispario ili oksidirao tokom uzorkovanja. Također ne može razlikovati slobodni vodikov sulfid od drugih frakcija sumpora oslobođenih pripremom uzorka.
Kako nastaje plava boja?
U EPA metodi 376.2, sulfid reaguje s dimetil-p-fenilendiaminom u prisustvu željezo(III) hlorida i stvara metilensko plavilo. Kiseli reagensi stvaraju uslove za nastanak boje. Instrument zatim mjeri apsorpciju svjetlosti u nastaloj otopini.
Shema reakcije je:
Sulfid + N,N-dimetil-p-fenilendiamin + Fe(III), u kiselim uslovima → metilensko plavilo → mjerenje apsorbancije.
Ovo je analitička shema, a ne izjednačena jednačina reakcije. Sastav i koncentracija reagensa, vrijeme razvijanja boje, valna dužina i dužina optičkog puta moraju se preuzeti iz odabrane metode.
Ti detalji nisu međusobno zamjenjivi. EPA 376.2 propisuje mjerenje na 625 nm. Postupak Hach 8131 dokumentovan za njihov instrument DR/5000 koristi 665 nm. Literaturna vrijednost za apsorbanciju metilenskog plavila ne zamjenjuje postavke i kalibraciju određenog analitičkog postupka.
Definišite frakciju sulfida prije uzorkovanja
Izraz „koncentracija vodikovog sulfida” može prikrivati različite ciljeve mjerenja. U vodi su otopljeni H₂S i HS⁻ povezani acidobaznom ravnotežom. Njihovi udjeli zavise od uslova, uključujući pH. Zakiseljavanje uzorka mijenja tu raspodjelu; ne čuva izvornu raspodjelu za kasnije ispitivanje.
EPA 376.2 obuhvata ukupne i otopljene sulfide u navedenim uzorcima vode i otpada, ali isključuje sulfide netopljive u kiselini. Zato se izraz „ukupni” u izvještaju koji koristi ovu metodu ne smije tumačiti kao svi spojevi koji sadrže sumpor u bočici. Sulfat je drugi analit, a metalni sulfid netopljiv u kiselini može ostati neobuhvaćen mjerenjem.
Prije poređenja rezultata dviju laboratorija provjerite koju je frakciju svaki postupak obuhvatio. Provjerite i osnovu izražavanja rezultata: mg/L izraženo kao sumpor i mg/L izraženo kao H₂S predstavljaju različite načine izražavanja mase. Isti broj bez istih jedinica, pripreme i definicije analita ne znači da se rezultati slažu.
Tok rada koji čuva pouzdanost mjerenja
Koristite sljedeći redoslijed pri pregledu predloženog laboratorijskog toka rada. Naslovna ilustracija prikazuje reakciju i optičko očitanje; ova tabela navodi odluke koje im prethode.
| Faza | Šta zabilježiti prije nastavka | Šta se time sprečava |
|---|---|---|
| Definisanje | Matrica vode, otpada ili biološkog uzorka; otopljena ili metodom definisana ukupna frakcija | Poređenje različitih analita pod istom oznakom „H₂S” |
| Uzorkovanje | Vrijeme uzorkovanja, temperatura, filtracija, spremnik i izloženost zraku | Tretiranje promijenjenog uzorka kao izvorne vode |
| Stabilizacija | Tačan postupak konzerviranja i dopušteno vrijeme do analize | Pretpostavka da samo hlađenje čuva svaki uzorak |
| Reakcija | Verzija metode, serija reagensa, zapremine i vrijeme razvijanja boje | Kombinovanje nekompatibilnih dijelova različitih protokola |
| Mjerenje | Valna dužina, dužina optičkog puta kivete, slijepa proba, standardi i razrjeđenje | Pretvaranje boje u koncentraciju bez odgovarajuće kalibracije |
| Pregled | Provjere iskorištenja, slaganje duplih određivanja, granica izvještavanja i jedinice | Izvještavanje očitanja instrumenta bez njegovih analitičkih ograničenja |
NEMI sažetak metode Standard Methods 4500-S²⁻ D zahtijeva minimalno prozračivanje te neposrednu analizu ili propisano konzerviranje cinkovim acetatom. Postupak konzerviranja za ukupne sulfide također koristi alkalne uslove i potpuno napunjenu bočicu. Ovi zahtjevi pripadaju metodi postupanja s uzorkom, a ne samo općim pravilima laboratorijskog rada.
Smetnje mogu dati lažno nizak rezultat za uzorak
Isti sažetak metode Standard Methods navodi redukcijska sredstva koja potiskuju nastanak plave boje, metale koji stvaraju netopljive sulfide sa slabim iskorištenjem i ferocijanid koji sam stvara plavu boju. Vrlo visoke koncentracije sulfida također mogu inhibirati reakciju.
Zato slabo obojena epruveta može imati nekoliko objašnjenja: malo sulfida, gubitak prije analize, nepotpuno iskorištenje ili potisnut razvoj boje. Jako obojena epruveta može sadržavati boju koja ometa mjerenje. Boja i zamućenost zahtijevaju korekciju pozadinskog signala propisanu metodom; oduzimanje proizvoljno odabrane slijepe probe s vodom nije nužno dovoljno.
Korisna provjera je dodavanje poznate količine sulfida reprezentativnom uzorku i provođenje odgovarajuće pripreme. Ako se očekivano povećanje ne izmjeri, potrebno je ispitati matricu ili tok rada. Odredbe za kontrolu kvaliteta u EPA 9030B pokazuju zašto se uzorak s dodatkom poznate količine analita provodi kroz cijelu metodu, zajedno sa slijepim probama i kontrolnim standardima. Dodatak unesen tek neposredno prije očitanja ne može procijeniti ranije gubitke.
Primjer s terena: vruća voda narušava uredno definisan protokol
USGS istraživanje u Yellowstoneu, objavljeno u izvještaju Open-File Report 2010-1192, uporedilo je dva postupka s metilenskim plavilom s metodom ionski selektivne elektrode na konzerviranim geotermalnim uzorcima.
Rezultati dobijeni elektrodom bili su dosljedno viši. Istraživači su utvrdili da su oksidacija i otplinjavanje H₂S problemi kod vrućih uzoraka. Prethodno miješanje reagensa za razvijanje boje prije dodavanja uzorka dalo je neznatno više kolorimetrijske rezultate, ali je uvelo drugi problem: miješani reagens brzo se razgrađivao, pa je vremenski raspored postao izvor nepreciznosti. Sedam uzoraka također je sadržavalo tiosulfat u koncentracijama koje su autori povezali s vjerovatnim podcjenjivanjem rezultata kolorimetrije.
Za svoje geotermalne vode autori su dali prednost neposrednoj alkalnoj stabilizaciji uz antioksidans, nakon koje slijedi mjerenje elektrodom. Ovo je konkretan nalaz o odabiru metode za vruću vodu, a ne dokaz da svako mjerenje elektrodom nadmašuje svaki kolorimetrijski postupak.
Odaberite metodu prema analitičkom pitanju
| Analitičko pitanje | Metoda koju treba procijeniti | Ključni uslov ili ograničenje |
|---|---|---|
| Sulfid koji se može odrediti u odgovarajućoj vodenoj matrici | Dokumentovana kolorimetrija s metilenskim plavilom | Očuvati propisanu frakciju i dokazati iskorištenje u matrici |
| Sulfid u vrućoj geotermalnoj vodi | Neposredna stabilizacija uz validirani tok rada s elektrodom | Validirati uzorkovanje i konzerviranje za datu temperaturu i matricu |
| Sulfidi u heterogenom otpadu ili čvrstim materijalima | Priprema specifična za frakciju, poput EPA 9030B, uz navedenu metodu završnog određivanja | Iskorištenje sulfida netopljivih u kiselini može ostati nepotpuno; ne pretpostavljati potpunu ekstrakciju |
| Slobodni sulfid naspram frakcija koje se oslobađaju u kiselim uslovima u biološkim uzorcima | Selektivno hvatanje ili derivatizacija uz razdvajanje | Utvrditi koja frakcija sumpora stvara izmjereni signal |
Razlika u biološkim uzorcima je značajna. U laboratorijskom istraživanju Shena i saradnika iz 2011. godine, koje je obuhvatilo i mišju plazmu, mjerenja metilenskim plavilom bila su ograničena pozadinskom bojom, osjetljivošću i sumporom koji se oslobađa u kiselim uslovima tokom pripreme. Njihova metoda s monobromobimanom/HPLC razdvojila je derivat sulfida i detektovala niže koncentracije u ispitivanim uslovima. To je bila analitička validacija, a ne klinički dijagnostički prag ili dokaz učinka liječenja.
Kalibracija i testovi sličnog naziva
Kalibraciju provedite prema standardima sulfida definisanim postupkom, uz iste reakcijske i optičke uslove kao za uzorke. Pregledajte rezultate slijepe probe i kontrolnih standarda prije pretvaranja apsorbancije uzorka u koncentraciju. Uredna kalibracijska kriva uspostavlja odnos za te standarde; iskorištenje u uzorku pokazuje vrijedi li taj odnos i u matrici.
Na kraju, MBAS testiranje anionskih površinski aktivnih tvari koristi metilensko plavilo na drugačiji način. U EPA 425.1, već prisutna boja povezuje se s površinski aktivnim tvarima i ekstrahuje u organsku fazu. Kolorimetrija sulfida stvara boju. Nijedan od ova dva analitička postupka nije uputstvo za tretman vode. Identifikujte analit i reakciju prije odabira reagensa ili tumačenja plave boje.