روش متیلن بلو برای اندازه‌گیری سولفید

روش متیلن بلو برای سنجش سولفید، آن را به یک ماده رنگی آبی تبدیل می‌کند و جذب نوری حاصل را اندازه می‌گیرد. متیلن بلو محصول واکنش است که سیگنال تجزیه‌ای را ایجاد می‌کند. افزودن یک بطری متیلن بلو به آب، این آزمون نیست.

بخش دشوار کار اغلب این است که نمونه تا زمان وقوع واکنش، نماینده وضعیت اولیه باقی بماند. قرائت دقیق جذب نوری نمی‌تواند سولفیدی را که هنگام جمع‌آوری از نمونه خارج شده یا اکسید شده است، بازیابی کند. همچنین نمی‌تواند سولفید هیدروژن آزاد را از سایر ذخایر گوگردی که در آماده‌سازی نمونه آزاد می‌شوند، تفکیک کند.

چه چیزی رنگ آبی را ایجاد می‌کند؟

در روش EPA 376.2، سولفید در حضور کلرید آهن(III) با دی‌متیل-p-فنیلن‌دی‌آمین واکنش می‌دهد و متیلن بلو تشکیل می‌شود. معرف‌های اسیدی شرایط لازم برای تشکیل ماده رنگی را فراهم می‌کنند. سپس دستگاه جذب نور توسط محلول حاصل را اندازه می‌گیرد.

نمای مفهومی واکنش چنین است:

سولفید + N,N-دی‌متیل-p-فنیلن‌دی‌آمین + Fe(III)، در شرایط اسیدی → متیلن بلو → اندازه‌گیری جذب نوری.

این یک طرح شماتیک تجزیه‌ای است، نه معادله واکنش موازنه‌شده. فرمولاسیون و غلظت معرف‌ها، زمان ایجاد رنگ، طول موج و طول مسیر نوری باید از روش انتخاب‌شده گرفته شوند.

این جزئیات را نمی‌توان به‌جای یکدیگر به کار برد. EPA 376.2 اندازه‌گیری در 625 nm را مشخص می‌کند. دستورالعمل Hach 8131 که برای دستگاه DR/5000 مستند شده است، از 665 nm استفاده می‌کند. مقدار گزارش‌شده در منابع برای جذب نوری متیلن بلو جایگزین تنظیمات و کالیبراسیون مختص یک آزمون نمی‌شود.

پیش از جمع‌آوری نمونه، جزء سولفیدی موردنظر را تعریف کنید

«غلظت سولفید هیدروژن» ممکن است اهداف متفاوتی از اندازه‌گیری را پنهان کند. در آب، H₂S محلول و HS⁻ از طریق شیمی اسید و باز با هم مرتبط‌اند. نسبت آن‌ها به شرایط، از جمله pH، بستگی دارد. اسیدی‌کردن نمونه این توزیع را تغییر می‌دهد؛ توزیع اولیه را برای مشاهده در زمانی دیگر حفظ نمی‌کند.

EPA 376.2 سولفیدهای کل و محلول را در نمونه‌های مشخصی از آب و پسماند پوشش می‌دهد، اما سولفیدهای نامحلول در اسید را شامل نمی‌شود. بنابراین، «کل» در گزارشی که از این روش استفاده می‌کند، نباید به معنای تمام ترکیبات حاوی گوگرد در بطری تلقی شود. سولفات آنالیت دیگری است و ممکن است یک سولفید فلزی نامحلول در اسید اندازه‌گیری نشود.

پیش از مقایسه نتایج دو آزمایشگاه، بپرسید هر دستورالعمل کدام جزء را بازیابی کرده است. مبنای گزارش را نیز بررسی کنید: mg/L برحسب گوگرد و mg/L برحسب H₂S، دو شیوه متفاوت بیان جرم هستند. یکسان‌بودن عدد، بدون یکسان‌بودن واحدها، آماده‌سازی و تعریف آنالیت، به معنای توافق نتایج نیست.

گردش کاری که از اندازه‌گیری محافظت می‌کند

هنگام بررسی یک گردش کار پیشنهادی آزمایشگاهی، از ترتیب زیر استفاده کنید. تصویر جلد، واکنش و قرائت نوری را نشان می‌دهد؛ این جدول تصمیم‌هایی را مشخص می‌کند که پیش از آن‌ها گرفته می‌شوند.

خلاصه NEMI از Standard Methods 4500-S²⁻ D بر حداقل تماس با هوا و نیز آنالیز فوری یا نگهداری نمونه با استات روی طبق دستورالعمل مشخص تأکید دارد. در روش نگهداری نمونه برای سولفید کل، شرایط قلیایی و بطری کاملاً پر نیز به کار می‌رود. این الزامات بخشی از روش کار با نمونه‌اند، نه صرفاً امور معمول آزمایشگاه.

تداخل‌ها می‌توانند مقدار سولفید نمونه را به‌طور کاذب کم نشان دهند

همان خلاصه Standard Methods، عوامل کاهنده‌ای را معرفی می‌کند که تشکیل رنگ آبی را مهار می‌کنند، فلزاتی که سولفیدهای نامحلول با بازیابی ضعیف تشکیل می‌دهند، و فروسیانید که خود رنگ آبی ایجاد می‌کند. غلظت‌های بسیار بالای سولفید نیز می‌توانند واکنش را مهار کنند.

بنابراین، کم‌رنگ‌بودن محتویات یک لوله چند توضیح ممکن دارد: سولفید کم، اتلاف پیش از آنالیز، بازیابی ناقص یا مهار ایجاد رنگ. محتویات تیره یک لوله ممکن است دارای رنگ تداخل‌کننده باشد. رنگ و کدورت به تصحیح پس‌زمینه طبق دستور روش نیاز دارند؛ کم‌کردن مقدار یک بلانک آبِ دلخواه لزوماً کافی نیست.

یک بررسی مفید این است که مقدار مشخصی سولفید به نمونه‌ای نماینده اضافه شود و نمونه مراحل آماده‌سازی مربوط را طی کند. اگر افزایش مورد انتظار بازیابی نشود، ماتریس یا گردش کار به بررسی نیاز دارد. الزامات کنترل کیفیت در EPA 9030B نشان می‌دهد چرا نمونه ماتریسیِ غنی‌شده، در کنار بلانک‌ها و استانداردهای کنترلی، در تمام مراحل روش پردازش می‌شود. افزودن مقدار مشخص تنها درست پیش از قرائت، نمی‌تواند اتلاف‌های مراحل قبلی را ارزیابی کند.

یک نمونه میدانی: آب داغ پروتکل منظم را ناکام می‌گذارد

مطالعه USGS در یلوستون که در گزارش Open-File Report 2010-1192 منتشر شده است، دو دستورالعمل متیلن بلو را با یک روش الکترود انتخابی یون روی نمونه‌های زمین‌گرماییِ نگهداری‌شده مقایسه کرد.

نتایج الکترود به‌طور مداوم بالاتر بودند. پژوهشگران اکسیدشدن و خروج H₂S به‌صورت گاز را از مشکلات نمونه‌های داغ تشخیص دادند. مخلوط‌کردن معرف‌های رنگ‌زا پیش از افزودن نمونه، نتایج رنگ‌سنجی را اندکی بالاتر برد، اما مشکل دیگری ایجاد کرد: معرف مخلوط‌شده به‌سرعت تخریب می‌شد و زمان‌بندی را به منبع عدم‌دقت تبدیل می‌کرد. هفت نمونه نیز حاوی تیوسولفات با غلظت‌هایی بودند که نویسندگان آن‌ها را با احتمال کم‌برآوردی در رنگ‌سنجی مرتبط دانستند.

نویسندگان برای آب‌های زمین‌گرمایی مورد مطالعه خود، پایدارسازی فوری در شرایط قلیایی با عامل آنتی‌اکسیدان و سپس اندازه‌گیری با الکترود را ترجیح دادند. این یک یافته مشخص درباره انتخاب روش برای آب داغ است، نه شاهدی بر اینکه هر اندازه‌گیری با الکترود از هر آزمون رنگ‌سنجی بهتر عمل می‌کند.

روش را متناسب با پرسش انتخاب کنید

این تمایز در نمونه‌های زیستی اهمیت زیادی دارد. در مطالعه آزمایشگاهی و پلاسمای موشِ شن و همکاران در سال 2011، اندازه‌گیری‌های متیلن بلو با محدودیت‌هایی ناشی از رنگ پس‌زمینه، حساسیت و گوگرد حساس به اسید که هنگام آماده‌سازی آزاد می‌شد، روبه‌رو بودند. روش مونوبروبوبیمان/HPLC آن‌ها یک مشتق سولفید را جدا کرد و در شرایط آزموده‌شده، غلظت‌های پایین‌تری را تشخیص داد. این پژوهش، اعتبارسنجی تجزیه‌ای بود، نه تعیین آستانه تشخیص بالینی یا اثبات اثر یک درمان.

کالیبراسیون و آزمون‌هایی با نام مشابه

کالیبراسیون را با استانداردهای سولفیدِ تعریف‌شده در دستورالعمل و با همان شرایط واکنش و نوری نمونه‌ها انجام دهید. پیش از تبدیل جذب نوری نمونه به غلظت، نتایج بلانک و استاندارد کنترلی را بررسی کنید. یک منحنی کالیبراسیون مناسب، رابطه‌ای را برای آن استانداردها برقرار می‌کند؛ بازیابی نمونه مشخص می‌کند که آیا آن رابطه در حضور ماتریس همچنان برقرار می‌ماند یا نه.

در پایان، آزمون MBAS برای سورفکتانت‌های آنیونی از متیلن بلو به شکلی متفاوت استفاده می‌کند. در EPA 425.1، ماده رنگیِ از پیش موجود با مواد فعال سطحی همراه می‌شود و به یک فاز آلی استخراج می‌شود. در رنگ‌سنجی سولفید، ماده رنگی تشکیل می‌شود. هیچ‌یک از این دو روش تجزیه‌ای، دستورالعمل تصفیه آب نیست. پیش از انتخاب معرف یا تفسیر رنگ آبی، آنالیت و واکنش را مشخص کنید.