Metyleenisinimenetelmä sulfidin määritykseen

Metyleenisinimenetelmä mittaa sulfidia muuttamalla sen siniseksi väriaineeksi ja mittaamalla syntyvän absorbanssin. Metyleenisini on reaktiotuote, joka tuottaa analyyttisen signaalin. Pullollisen metyleenisiniä lisääminen veteen ei ole tämä testi.

Vaikeinta on usein varmistaa, että näyte pysyy edustavana reaktioon asti. Tarkka absorbanssimittaus ei voi palauttaa sulfidia, joka karkasi tai hapettui näytteenoton aikana. Se ei myöskään voi erottaa vapaata rikkivetyä muista rikkivarannoista, joita näytteen esikäsittely vapauttaa.

Mikä tuottaa sinisen värin?

EPA-menetelmässä 376.2 sulfidi reagoi dimetyyli-p-fenyleenidiamiinin kanssa rauta(III)kloridin läsnä ollessa ja muodostaa metyleenisiniä. Happamat reagenssit luovat olosuhteet väriaineen muodostumiselle. Laite mittaa sitten syntyneen liuoksen valon absorptiota.

Reaktion periaate on:

Sulfidi + N,N-dimetyyli-p-fenyleenidiamiini + Fe(III), happamissa olosuhteissa → metyleenisini → absorbanssimittaus.

Tämä on analyyttinen periaatekaavio, ei tasapainotettu reaktioyhtälö. Reagenssien koostumus ja pitoisuus, värin kehittymisaika, aallonpituus ja optinen matka on otettava valitusta menetelmästä.

Näitä yksityiskohtia ei voi vaihtaa keskenään. EPA 376.2 määrittää mittausaallonpituudeksi 625 nm. Hachin DR/5000-laitteelle dokumentoitu menetelmä 8131 käyttää aallonpituutta 665 nm. Metyleenisinin absorbanssille kirjallisuudessa esitetty arvo ei korvaa tiettyyn määritykseen kuuluvia asetuksia ja kalibrointia.

Määrittele sulfidifraktio ennen näytteenottoa

”Rikkivetypitoisuus” voi tarkoittaa eri mittauskohteita. Vedessä liuennut H₂S ja HS⁻ ovat happo-emästasapainossa. Niiden osuudet riippuvat olosuhteista, kuten pH:sta. Näytteen happamoittaminen muuttaa tätä jakaumaa; se ei säilytä alkuperäistä jakaumaa myöhempää tarkastelua varten.

EPA 376.2 kattaa kokonais- ja liuenneet sulfidit määritellyissä vesi- ja jätenäytteissä, mutta ei happoon liukenemattomia sulfideja. Siksi tämän menetelmän mukaisessa raportissa ”kokonaispitoisuutta” ei pidä tulkita niin, että se sisältäisi kaikki pullossa olevat rikkiä sisältävät yhdisteet. Sulfaatti on eri analyytti, ja happoon liukenematon metallisulfidi voi jäädä havaitsematta.

Ennen kahden laboratorion tulosten vertailua selvitä, minkä fraktion kumpikin menetelmä sai talteen. Tarkista myös raportointiperuste: mg/L rikkinä ja mg/L H₂S:nä ovat eri tapoja ilmaista massapitoisuus. Sama lukuarvo ei tarkoita tulosten yhtäpitävyyttä, elleivät yksiköt, esikäsittely ja analyytin määritelmä vastaa toisiaan.

Työnkulku, joka turvaa mittauksen

Käytä seuraavaa järjestystä arvioidessasi ehdotettua laboratorion työnkulkua. Kansikuva esittää reaktion ja optisen mittauksen; tämä taulukko kuvaa niitä edeltävät päätökset.

NEMI:n yhteenveto menetelmästä Standard Methods 4500-S²⁻ D edellyttää mahdollisimman vähäistä ilmastumista ja joko välitöntä analyysia tai määriteltyä sinkkiasetaattisäilöntää. Sen kokonaissulfidin säilöntämenettelyssä käytetään myös emäksisiä olosuhteita ja kokonaan täytettyä pulloa. Nämä vaatimukset kuuluvat näytettä koskevaan menetelmään, eivät pelkästään laboratorion yleisiin työkäytäntöihin.

Häiriöt voivat saada näytteen tuloksen näyttämään virheellisen pieneltä

Sama Standard Methods -yhteenveto mainitsee pelkistävät aineet, jotka estävät sinisen värin muodostumista, metallit, jotka muodostavat heikosti talteen saatavia liukenemattomia sulfideja, sekä ferrosyanidin, joka itsessään tuottaa sinistä väriä. Myös erittäin suuret sulfidipitoisuudet voivat estää reaktiota.

Siksi vaalealle koeputkelle on useita mahdollisia selityksiä: vähäinen sulfidimäärä, hävikki ennen analyysia, epätäydellinen saanto tai värin kehittymisen estyminen. Tummassa koeputkessa voi olla häiritsevää väriä. Väri ja sameus edellyttävät menetelmän mukaista taustakorjausta; mielivaltaisen vesinollanäytteen vähentäminen ei välttämättä riitä.

Hyödyllinen tarkistus on lisätä tunnettu määrä sulfidia edustavaan näytteeseen ja käsitellä se asianmukaisella esikäsittelyllä. Jos odotettua lisäystä ei saada talteen, matriisia tai työnkulkua on tutkittava. EPA 9030B:n laadunvalvontavaatimukset havainnollistavat, miksi matriisilisäyksellä täydennetty näyte käsitellään koko menetelmän läpi nollanäytteiden ja tarkistusstandardien rinnalla. Vasta juuri ennen mittausta tehty lisäys ei voi arvioida aiempia hävikkejä.

Kenttäesimerkki: kuuma vesi haastaa huolellisen menetelmän

USGS:n Yellowstone-tutkimuksessa, joka julkaistiin raportissa Open-File Report 2010-1192, verrattiin kahta metyleenisinimenetelmää ioniselektiiviseen elektrodimenetelmään säilötyillä geotermisillä näytteillä.

Elektrodilla saadut tulokset olivat johdonmukaisesti suurempia. Tutkijat tunnistivat kuumien näytteiden ongelmiksi hapettumisen ja H₂S:n poistumisen kaasuna. Värireagenssien esisekoittaminen ennen näytteen lisäämistä tuotti hieman suurempia kolorimetrisiä tuloksia, mutta aiheutti toisen ongelman: sekoitettu reagenssi hajosi nopeasti, joten ajoituksesta tuli epätarkkuuden lähde. Seitsemässä näytteessä oli myös tiosulfaattia pitoisuuksina, joiden kirjoittajat katsoivat todennäköisesti johtavan kolorimetriseen aliarviointiin.

Tutkimilleen geotermisille vesille kirjoittajat suosivat välitöntä stabilointia emäksisissä olosuhteissa antioksidantin avulla ja sen jälkeistä elektrodimittausta. Tämä on konkreettinen kuumaa vettä koskeva menetelmänvalintatulos, ei näyttö siitä, että jokainen elektrodimittaus olisi jokaista kolorimetristä määritystä parempi.

Valitse menetelmä kysymyksen mukaan

Biologisissa näytteissä tämä ero on merkittävä. Shenin ja kollegoiden vuoden 2011 laboratorio- ja hiiriplasmatutkimuksessa metyleenisiniin perustuvia mittauksia rajoittivat taustaväri, herkkyys ja esikäsittelyssä vapautuva happolabiili rikki. Heidän monobromobimaani/HPLC-menetelmänsä erotti sulfidijohdannaisen ja havaitsi pienempiä pitoisuuksia tutkituissa olosuhteissa. Kyse oli analyyttisestä validointityöstä, ei kliinisestä diagnostisesta raja-arvosta tai hoitovaikutuksen osoittamisesta.

Kalibrointi ja samankaltaisesti nimetyt testit

Kalibroi menetelmässä määritetyillä sulfidistandardeilla käyttäen samoja reaktio- ja optisia olosuhteita kuin näytteille. Tarkista nollanäytteen ja tarkistusstandardien tulokset ennen näytteen absorbanssin muuntamista pitoisuudeksi. Häiriötön kalibrointikäyrä osoittaa yhteyden kyseisille standardeille; näytteen saanto osoittaa, säilyykö tämä yhteys myös matriisissa.

Lopuksi anionisten pinta-aktiivisten aineiden MBAS-testaus käyttää metyleenisiniä eri tavalla. EPA 425.1:ssä valmis väriaine liittyy pinta-aktiivisiin aineisiin ja uutetaan orgaaniseen faasiin. Sulfidin kolorimetriassa väriaine muodostuu reaktiossa. Kumpikaan analyyttinen menetelmä ei ole vedenkäsittelyohje. Tunnista analyytti ja reaktio ennen reagenssin valintaa tai sinisen värin tulkintaa.