Artigo
O método do azul de metileno para a medición de sulfuros
O método de sulfuros con azul de metileno mide os sulfuros converténdoos nun colorante azul e medindo a absorbancia resultante. O azul de metileno é o produto da reacción que proporciona o sinal analítico. Engadir unha botella de azul de metileno á auga non é realizar este ensaio.
A parte difícil adoita ser manter a mostra representativa ata que se produza esa reacción. Unha lectura precisa da absorbancia non pode recuperar os sulfuros que escaparon ou se oxidaron durante a recollida. Tampouco pode distinguir o sulfuro de hidróxeno libre doutras fraccións de xofre liberadas pola preparación da mostra.
Que produce a cor azul?
No método EPA 376.2, o sulfuro reacciona coa dimetil-p-fenilendiamina en presenza de cloruro férrico para formar azul de metileno. Os reactivos ácidos crean as condicións para a formación do colorante. A continuación, o instrumento mide a absorción de luz pola disolución resultante.
O esquema conceptual da reacción é:
Sulfuro + N,N-dimetil-p-fenilendiamina + Fe(III), en condicións ácidas → azul de metileno → medición da absorbancia.
Este é un esquema analítico, non unha ecuación de reacción axustada. A formulación e a concentración dos reactivos, o tempo de desenvolvemento, a lonxitude de onda e o percorrido óptico deben tomarse do método seleccionado.
Eses detalles non son intercambiables. EPA 376.2 especifica a medición a 625 nm. O procedemento Hach 8131 documentado para o seu instrumento DR/5000 utiliza 665 nm. Un valor bibliográfico da absorbancia do azul de metileno non substitúe os axustes e a calibración propios dun ensaio concreto.
Defina a fracción de sulfuros antes de recoller a mostra
A «concentración de sulfuro de hidróxeno» pode ocultar distintos obxectivos de medición. Na auga, o H₂S disolto e o HS⁻ están relacionados pola química ácido-base. As súas proporcións dependen das condicións, incluído o pH. Acidificar unha mostra modifica esa distribución; non conserva a distribución orixinal para observala máis tarde.
EPA 376.2 abrangue os sulfuros totais e disoltos en determinadas mostras de auga e residuos, pero exclúe os sulfuros insolubles en ácido. Polo tanto, «total» nun informe que utilice este método non debe interpretarse como todos os compostos que conteñen xofre na botella. O sulfato é un analito diferente, e un sulfuro metálico insoluble en ácido pode non detectarse.
Antes de comparar os resultados de dous laboratorios, pregunte que fracción recuperou cada procedemento. Comprobe tamén a base de expresión dos resultados: mg/L como xofre e mg/L como H₂S son convencións de masa diferentes. Un número coincidente sen coincidencia nas unidades, na preparación e na definición do analito non implica concordancia.
Un fluxo de traballo que protexe a medición
Utilice a seguinte secuencia ao revisar un fluxo de traballo de laboratorio proposto. A ilustración da portada mostra a reacción e a lectura óptica; esta táboa identifica as decisións que as preceden.
| Etapa | Que rexistrar antes de continuar | Que evita o rexistro |
|---|---|---|
| Definir | Matriz de auga, residuos ou biolóxica; fracción disolta ou total definida polo método | Comparar analitos diferentes baixo a mesma etiqueta «H₂S» |
| Recoller | Hora de recollida, temperatura, filtración, recipiente e exposición ao aire | Tratar unha mostra alterada como se fose a auga orixinal |
| Estabilizar | Procedemento exacto de conservación e demora permitida | Supoñer que a refrixeración por si soa conserva todas as mostras |
| Facer reaccionar | Versión do método, lote dos reactivos, volumes e tempo de desenvolvemento | Combinar partes incompatibles de distintos protocolos |
| Medir | Lonxitude de onda, percorrido óptico da cubeta, branco, patróns e dilución | Converter a cor en concentración sen a calibración axeitada |
| Revisar | Comprobacións da recuperación, concordancia dos duplicados, límite de notificación e unidades | Comunicar un valor instrumental sen os seus límites analíticos |
O resumo de NEMI de Standard Methods 4500-S²⁻ D require unha aireación mínima e ben unha análise inmediata, ben a conservación especificada con acetato de cinc. O seu procedemento de conservación de sulfuros totais tamén utiliza condicións alcalinas e unha botella completamente chea. Estes requisitos forman parte do método aplicado á mostra, non son simples cuestións de organización do laboratorio.
As interferencias poden facer que unha mostra dea un resultado falsamente baixo
O mesmo resumo de Standard Methods identifica axentes redutores que inhiben a formación da cor azul, metais que forman sulfuros insolubles con baixa recuperación e ferrocianuro que produce cor azul por si mesmo. As concentracións moi altas de sulfuros tamén poden inhibir a reacción.
Por conseguinte, un tubo de cor pálida ten varias explicacións posibles: poucos sulfuros, perdas antes da análise, recuperación incompleta ou inhibición do desenvolvemento da cor. Un tubo escuro pode conter cor interferente. A cor e a turbidez requiren a corrección de fondo prescrita polo método; restar un branco de auga arbitrario non é necesariamente suficiente.
Unha comprobación útil consiste en engadir unha cantidade coñecida de sulfuro a unha mostra representativa e sometela á preparación correspondente. Se non se recupera o incremento esperado, cómpre investigar a matriz ou o fluxo de traballo. As disposicións de control de calidade de EPA 9030B ilustran por que unha mostra de matriz fortificada se procesa a través de todo o método, xunto cos brancos e os patróns de control. Unha adición feita só inmediatamente antes da lectura non pode avaliar as perdas anteriores.
Un exemplo de campo: a auga quente pon en dificultades un protocolo ben organizado
O estudo do USGS sobre Yellowstone publicado no Open-File Report 2010-1192 comparou dous procedementos con azul de metileno cun método de eléctrodo selectivo de ións en mostras xeotérmicas conservadas.
Os resultados do eléctrodo foron sistematicamente máis altos. Os investigadores identificaron a oxidación e a desgasificación de H₂S como problemas nas mostras quentes. Mesturar previamente os reactivos de cor antes de engadir a mostra deu resultados colorimétricos lixeiramente máis altos, pero introduciu outro problema: o reactivo mesturado degradábase rapidamente, polo que o control dos tempos se convertía nunha fonte de imprecisión. Sete mostras tamén contiñan tiosulfato en concentracións que os autores asociaron cunha probable subestimación colorimétrica.
Para as súas augas xeotérmicas, os autores preferiron unha estabilización alcalina antioxidante inmediata seguida da medición con eléctrodo. Esta é unha conclusión concreta sobre a selección do método para auga quente, non unha proba de que toda medición con eléctrodo supere calquera ensaio colorimétrico.
Escolla o método segundo a pregunta
| Pregunta analítica | Método que avaliar | Condición principal |
|---|---|---|
| Sulfuros recuperables nunha matriz de auga axeitada | Colorimetría con azul de metileno documentada | Conservar a fracción especificada e demostrar a recuperación na matriz |
| Sulfuros en auga xeotérmica quente | Estabilización inmediata cun fluxo de traballo con eléctrodo validado | Validar a recollida e a conservación para a temperatura e a matriz |
| Sulfuros en residuos heteroxéneos ou sólidos | Preparación específica da fracción, como EPA 9030B, co método de determinación que indica | A recuperación de sulfuros insolubles en ácido pode seguir sendo incompleta; non dar por suposta unha extracción exhaustiva |
| Sulfuros libres fronte a fraccións lábiles en medio ácido en mostras biolóxicas | Captura selectiva ou derivatización con separación | Establecer que fracción de xofre xera o sinal medido |
A distinción biolóxica é importante. No estudo de laboratorio e de plasma de rato de Shen e colaboradores de 2011, as medicións con azul de metileno estaban limitadas pola cor de fondo, a sensibilidade e o xofre lábil en medio ácido liberado durante a preparación. O seu método de monobromobimano/HPLC separou un derivado de sulfuro e detectou concentracións máis baixas nas condicións ensaiadas. Tratábase dun traballo de validación analítica, non dun limiar de diagnóstico clínico nin dunha proba do efecto dun tratamento.
Calibración e ensaios con nomes semellantes
Calibre cos patróns de sulfuros definidos polo procedemento, utilizando as mesmas condicións de reacción e ópticas que para as mostras. Revise os resultados do branco e dos patróns de control antes de converter a absorbancia da mostra. Unha curva de calibración sen anomalías establece unha relación para eses patróns; a recuperación na mostra establece se esa relación se mantén na matriz.
Por último, o ensaio MBAS para tensioactivos aniónicos utiliza o azul de metileno de forma diferente. En EPA 425.1, o colorante xa existente asóciase con substancias tensioactivas e extráese nunha fase orgánica. A colorimetría de sulfuros forma o colorante. Ningún dos dous procedementos analíticos é unha instrución para o tratamento da auga. Identifique o analito e a reacción antes de seleccionar o reactivo ou interpretar a cor azul.