Article
El mètode del blau de metilè per al mesurament de sulfurs
El mètode del blau de metilè per a sulfurs mesura els sulfurs convertint-los en un colorant blau i mesurant l'absorbància resultant. El blau de metilè és el producte de reacció que proporciona el senyal analític. Afegir un flascó de blau de metilè a l'aigua no és fer aquest assaig.
La part difícil sovint és mantenir la mostra representativa fins que es produeix aquesta reacció. Una lectura precisa d'absorbància no pot recuperar els sulfurs que s'han escapat o oxidat durant la recollida. Tampoc no pot distingir el sulfur d'hidrogen lliure d'altres fraccions de sofre alliberades durant la preparació de la mostra.
Què produeix el color blau?
En el mètode EPA 376.2, els sulfurs reaccionen amb dimetil-p-fenilendiamina en presència de clorur fèrric per formar blau de metilè. Els reactius àcids creen les condicions per a la formació del colorant. A continuació, l'instrument mesura l'absorció de llum de la solució resultant.
La reacció conceptual és:
Sulfur + N,N-dimetil-p-fenilendiamina + Fe(III), en condicions àcides → blau de metilè → mesurament de l'absorbància.
Això és un esquema analític, no una equació de reacció ajustada. La formulació i la concentració dels reactius, el temps de desenvolupament del color, la longitud d'ona i el camí òptic s'han d'obtenir del mètode seleccionat.
Aquests detalls no són intercanviables. L'EPA 376.2 especifica el mesurament a 625 nm. El procediment Hach 8131 documentat per al seu instrument DR/5000 utilitza 665 nm. Un valor de la bibliografia per a l'absorbància del blau de metilè no substitueix els paràmetres i el calibratge propis d'un assaig concret.
Definiu la fracció de sulfurs abans de recollir-la
La «concentració de sulfur d'hidrogen» pot amagar objectius de mesurament diferents. En l'aigua, l'H₂S dissolt i l'HS⁻ estan relacionats per la química àcid-base. Les seves proporcions depenen de les condicions, inclòs el pH. Acidificar una mostra canvia aquesta distribució; no conserva la distribució original per observar-la més endavant.
L'EPA 376.2 abasta els sulfurs totals i dissolts en determinades mostres d'aigua i residus, però exclou els sulfurs insolubles en àcid. Per tant, «total» en un informe que utilitzi aquest mètode no s'ha d'interpretar com tots els compostos que contenen sofre dins del flascó. El sulfat és un analit diferent, i un sulfur metàl·lic insoluble en àcid pot quedar sense detectar.
Abans de comparar els resultats de dos laboratoris, pregunteu quina fracció ha recuperat cada procediment. Comproveu també la base d'expressió dels resultats: mg/L expressats com a sofre i mg/L expressats com a H₂S són convencions de massa diferents. Una xifra coincident sense coincidència en les unitats, la preparació i la definició de l'analit no implica concordança.
Un flux de treball que protegeix el mesurament
Utilitzeu la seqüència següent quan reviseu una proposta de flux de treball de laboratori. La il·lustració de portada mostra la reacció i la lectura òptica; aquesta taula identifica les decisions que les precedeixen.
| Etapa | Què cal registrar abans de continuar | Què evita el registre |
|---|---|---|
| Definir | Matriu d'aigua, residus o biològica; fracció dissolta o total definida pel mètode | Comparar analits diferents sota la mateixa etiqueta «H₂S» |
| Recollir | Hora de recollida, temperatura, filtració, recipient i exposició a l'aire | Tractar una mostra alterada com si fos l'aigua original |
| Estabilitzar | Procediment exacte de conservació i temps d'espera permès | Suposar que la refrigeració per si sola conserva qualsevol mostra |
| Fer reaccionar | Versió del mètode, lot de reactius, volums i temps de desenvolupament del color | Combinar parts incompatibles de protocols diferents |
| Mesurar | Longitud d'ona, camí òptic de la cubeta, blanc, patrons i dilució | Convertir el color en concentració sense el calibratge adequat |
| Revisar | Comprovacions de recuperació, concordança entre duplicats, límit de notificació i unitats | Informar d'una xifra de l'instrument sense els seus límits analítics |
El resum de NEMI de Standard Methods 4500-S²⁻ D exigeix una aireació mínima i una anàlisi immediata o la conservació especificada amb acetat de zinc. El seu procediment de conservació de sulfurs totals també utilitza condicions alcalines i un flascó completament ple. Aquests requisits formen part del mètode aplicat a la mostra, no només de les bones pràctiques generals del laboratori.
Les interferències poden fer que una mostra doni un resultat falsament baix
El mateix resum de Standard Methods identifica agents reductors que inhibeixen la formació del color blau, metalls que formen sulfurs insolubles amb una recuperació deficient i ferrocianur que produeix color blau per si mateix. Les concentracions molt elevades de sulfurs també poden inhibir la reacció.
Per tant, un tub de color pàl·lid té diverses explicacions possibles: pocs sulfurs, pèrdues abans de l'anàlisi, recuperació incompleta o inhibició del desenvolupament del color. Un tub fosc pot contenir coloració interferent. El color i la terbolesa requereixen la correcció de fons prescrita pel mètode; restar un blanc d'aigua arbitrari no és necessàriament suficient.
Una comprovació útil és afegir una quantitat coneguda de sulfurs a una mostra representativa i sotmetre-la a la preparació corresponent. Si no es recupera l'increment esperat, cal investigar la matriu o el flux de treball. Les disposicions de control de qualitat de l'EPA 9030B il·lustren per què una mostra de matriu addicionada es processa al llarg de tot el mètode, juntament amb blancs i patrons de control. Una addició feta només immediatament abans de la lectura no permet avaluar les pèrdues anteriors.
Un exemple de camp: l'aigua calenta posa en dificultats un protocol ben ordenat
L'estudi de l'USGS a Yellowstone publicat a l'Open-File Report 2010-1192 va comparar dos procediments amb blau de metilè amb un mètode d'elèctrode selectiu d'ions en mostres geotèrmiques conservades.
Els resultats de l'elèctrode van ser sistemàticament més alts. Els investigadors van identificar l'oxidació i la desgasificació d'H₂S com a problemes de les mostres calentes. Barrejar prèviament els reactius de color abans d'afegir-hi la mostra va donar resultats colorimètrics lleugerament més alts, però va introduir un altre problema: el reactiu barrejat es degradava ràpidament, cosa que convertia el temps en una font d'imprecisió. Set mostres també contenien tiosulfat en concentracions que els autors van associar a una probable subestimació colorimètrica.
Per a les seves aigües geotèrmiques, els autors van preferir una estabilització immediata en medi alcalí amb antioxidant, seguida del mesurament amb elèctrode. Aquesta és una conclusió concreta sobre la selecció del mètode per a l'aigua calenta, no una prova que qualsevol mesurament amb elèctrode superi qualsevol assaig colorimètric.
Trieu el mètode segons la pregunta
| Pregunta analítica | Mètode que cal avaluar | Condició principal |
|---|---|---|
| Sulfurs recuperables en una matriu aquosa adequada | Colorimetria amb blau de metilè documentada | Conservar la fracció especificada i demostrar la recuperació en la matriu |
| Sulfurs en aigua geotèrmica calenta | Estabilització immediata amb un flux de treball validat amb elèctrode | Validar la recollida i la conservació per a la temperatura i la matriu |
| Sulfurs en residus heterogenis o sòlids | Preparació específica per a cada fracció, com l'EPA 9030B, amb el mètode de determinació que especifica | La recuperació dels sulfurs insolubles en àcid pot continuar sent incompleta; no donar per feta una extracció exhaustiva |
| Sulfurs lliures en comparació amb fraccions acidolàbils en mostres biològiques | Captura selectiva o derivatització amb separació | Establir quina fracció de sofre genera el senyal mesurat |
La distinció en l'àmbit biològic és important. En l'estudi de laboratori i de plasma de ratolí de Shen i col·laboradors de 2011, els mesuraments amb blau de metilè estaven limitats pel color de fons, la sensibilitat i el sofre acidolàbil alliberat durant la preparació. El seu mètode de monobromobimà/HPLC separava un derivat dels sulfurs i detectava concentracions més baixes en les condicions assajades. Es tractava d'un treball de validació analítica, no d'un llindar de diagnòstic clínic ni d'una prova de l'efecte d'un tractament.
Calibratge i assaigs amb noms semblants
Calibreu amb els patrons de sulfurs definits pel procediment, utilitzant les mateixes condicions de reacció i òptiques que per a les mostres. Reviseu els resultats del blanc i dels patrons de control abans de convertir l'absorbància de la mostra. Una corba de calibratge correcta estableix una relació per a aquests patrons; la recuperació en la mostra estableix si aquesta relació es manté en la matriu.
Finalment, l'assaig MBAS per a tensioactius aniònics utilitza el blau de metilè d'una altra manera. En l'EPA 425.1, el colorant ja existent s'associa amb substàncies tensioactives i s'extreu a una fase orgànica. La colorimetria de sulfurs forma el colorant. Cap dels dos procediments analítics és una instrucció de tractament d'aigua. Identifiqueu l'analit i la reacció abans de seleccionar el reactiu o interpretar el color blau.