सल्फाइड मापन के लिए मेथिलीन ब्लू विधि

मेथिलीन ब्लू सल्फाइड विधि में सल्फाइड को एक नीले रंगक में बदलकर और उससे उत्पन्न अवशोषकता को मापकर सल्फाइड का मापन किया जाता है। मेथिलीन ब्लू अभिक्रिया का वह उत्पाद है जो विश्लेषणात्मक संकेत देता है। पानी में एक बोतल मेथिलीन ब्लू मिला देना यह परीक्षण नहीं है।

अक्सर कठिनाई यह सुनिश्चित करने में होती है कि अभिक्रिया होने तक नमूना अपनी मूल स्थिति का प्रतिनिधि बना रहे। अवशोषकता का सटीक मापन उस सल्फाइड को वापस नहीं ला सकता जो संग्रह के दौरान निकल गया या ऑक्सीकृत हो गया। न ही यह मुक्त हाइड्रोजन सल्फाइड को नमूना तैयार करने के दौरान मुक्त हुए अन्य सल्फर भंडारों से अलग कर सकता है।

नीला रंग किससे बनता है?

EPA विधि 376.2 में सल्फाइड, फेरिक क्लोराइड की उपस्थिति में डाइमेथिल-p-फेनिलीनडायमीन के साथ अभिक्रिया करके मेथिलीन ब्लू बनाता है। अम्लीय अभिकर्मक रंगक बनने के लिए आवश्यक परिस्थितियाँ तैयार करते हैं। इसके बाद उपकरण, परिणामी विलयन द्वारा प्रकाश के अवशोषण को मापता है।

अभिक्रिया को अवधारणात्मक रूप में इस तरह दिखाया जा सकता है:

सल्फाइड + N,N-डाइमेथिल-p-फेनिलीनडायमीन + Fe(III), अम्लीय परिस्थितियों में → मेथिलीन ब्लू → अवशोषकता मापन।

यह विश्लेषणात्मक प्रक्रिया की रूपरेखा है, संतुलित अभिक्रिया समीकरण नहीं। अभिकर्मक का संघटन और सांद्रता, रंग विकसित होने का समय, तरंगदैर्घ्य और प्रकाशीय पथ चुनी गई विधि के अनुसार होने चाहिए।

इन विवरणों को एक-दूसरे के स्थान पर इस्तेमाल नहीं किया जा सकता। EPA 376.2 में 625 nm पर मापन निर्धारित है। Hach के DR/5000 उपकरण के लिए प्रलेखित 8131 प्रक्रिया में 665 nm का उपयोग होता है। साहित्य में दिया गया मेथिलीन ब्लू की अवशोषकता का कोई मान किसी विशिष्ट परीक्षण की सेटिंग और अंशांकन का विकल्प नहीं है।

संग्रह से पहले सल्फाइड का अंश परिभाषित करें

“हाइड्रोजन सल्फाइड की सांद्रता” कहने से अलग-अलग मापन लक्ष्य अस्पष्ट रह सकते हैं। पानी में घुला हुआ H₂S और HS⁻ अम्ल-क्षार रसायन के माध्यम से जुड़े होते हैं। उनके अनुपात pH सहित विभिन्न परिस्थितियों पर निर्भर करते हैं। नमूने को अम्लीय बनाने से यह वितरण बदलता है; इससे मूल वितरण बाद में देखने के लिए सुरक्षित नहीं रहता।

EPA 376.2 निर्दिष्ट जल और अपशिष्ट नमूनों में कुल और घुले हुए सल्फाइड को शामिल करती है, लेकिन अम्ल में अघुलनशील सल्फाइड को नहीं। इसलिए इस विधि से तैयार रिपोर्ट में “कुल” का अर्थ बोतल में मौजूद हर सल्फर-युक्त यौगिक नहीं समझना चाहिए। सल्फेट एक अलग विश्लेष्य है, और अम्ल में अघुलनशील धातु सल्फाइड का मापन छूट सकता है।

दो प्रयोगशालाओं के परिणामों की तुलना करने से पहले पूछें कि प्रत्येक प्रक्रिया ने कौन-सा अंश प्राप्त किया। रिपोर्टिंग का आधार भी जाँचें: सल्फर के रूप में mg/L और H₂S के रूप में mg/L द्रव्यमान व्यक्त करने की अलग-अलग पद्धतियाँ हैं। इकाइयों, नमूना तैयारी और विश्लेष्य की परिभाषा के मेल के बिना संख्याओं का मिलना परिणामों की संगति नहीं है।

मापन को सुरक्षित रखने वाला कार्यप्रवाह

किसी प्रस्तावित प्रयोगशाला कार्यप्रवाह की समीक्षा करते समय निम्न क्रम अपनाएँ। आवरण चित्र अभिक्रिया और प्रकाशीय मापन दिखाता है; यह तालिका उनसे पहले लिए जाने वाले निर्णयों की पहचान करती है।

Standard Methods 4500-S²⁻ D के NEMI सारांश में हवा से न्यूनतम संपर्क और या तो तत्काल विश्लेषण या निर्दिष्ट जिंक-एसीटेट संरक्षण की आवश्यकता बताई गई है। इसकी कुल-सल्फाइड संरक्षण प्रक्रिया में क्षारीय परिस्थितियाँ और पूरी तरह भरी हुई बोतल भी आवश्यक हैं। ये आवश्यकताएँ नमूने से संबंधित विधि का हिस्सा हैं, केवल प्रयोगशाला के सामान्य रखरखाव का नहीं।

व्यवधान के कारण नमूने का मान गलत तरीके से कम दिख सकता है

उसी Standard Methods सारांश में ऐसे अपचायक पदार्थ बताए गए हैं जो नीले रंग के बनने को दबाते हैं, ऐसी धातुएँ जो कम पुनर्प्राप्त होने वाले अघुलनशील सल्फाइड बनाती हैं, और फेरोसाइनाइड, जो स्वयं नीला रंग उत्पन्न करता है। सल्फाइड की बहुत अधिक सांद्रता भी अभिक्रिया को बाधित कर सकती है।

इसलिए हल्के रंग वाली नली के कई संभावित कारण हो सकते हैं: सल्फाइड की कम मात्रा, विश्लेषण से पहले उसकी हानि, अधूरी पुनर्प्राप्ति या रंग विकसित होने में बाधा। गहरे रंग वाली नली में व्यवधान उत्पन्न करने वाला रंग हो सकता है। रंग और धुंधलेपन के लिए विधि में निर्धारित पृष्ठभूमि सुधार आवश्यक है; मनमाने जल ब्लैंक का मान घटाना जरूरी नहीं कि पर्याप्त हो।

एक उपयोगी जाँच यह है कि किसी प्रतिनिधि नमूने में सल्फाइड की ज्ञात मात्रा मिलाकर उसे संबंधित तैयारी प्रक्रिया से गुजारा जाए। यदि अपेक्षित वृद्धि प्राप्त नहीं होती, तो मैट्रिक्स या कार्यप्रवाह की जाँच आवश्यक है। EPA 9030B के गुणवत्ता-नियंत्रण प्रावधान स्पष्ट करते हैं कि ज्ञात मात्रा मिलाए गए मैट्रिक्स नमूने को ब्लैंक और जाँच मानकों के साथ पूरी विधि से क्यों गुजारा जाता है। केवल मापन से ठीक पहले मिलाई गई ज्ञात मात्रा से पहले हुई हानियों का आकलन नहीं किया जा सकता।

क्षेत्रीय अध्ययन का एक उदाहरण: गर्म पानी सुव्यवस्थित प्रोटोकॉल को भी विफल कर देता है

Open-File Report 2010-1192 में प्रस्तुत USGS येलोस्टोन अध्ययन में संरक्षित भू-तापीय नमूनों पर दो मेथिलीन ब्लू प्रक्रियाओं की तुलना आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड विधि से की गई।

इलेक्ट्रोड से मिले परिणाम लगातार अधिक थे। शोधकर्ताओं ने गर्म नमूनों में ऑक्सीकरण और H₂S के गैस के रूप में निकलने को समस्याओं के तौर पर पहचाना। नमूना मिलाने से पहले रंग अभिकर्मकों को आपस में मिलाने पर वर्णमितीय परिणाम थोड़े अधिक मिले, लेकिन इससे एक और समस्या पैदा हुई: मिश्रित अभिकर्मक तेजी से खराब हुआ, जिससे समय का अंतर मापन में असटीकता का स्रोत बन गया। सात नमूनों में थायोसल्फेट भी ऐसी सांद्रताओं में मौजूद था जिन्हें लेखकों ने वर्णमितीय मापन में संभावित रूप से कम मान मिलने से जोड़ा।

अपने भू-तापीय जल नमूनों के लिए लेखकों ने तत्काल क्षारीय एंटीऑक्सीडेंट स्थिरीकरण के बाद इलेक्ट्रोड मापन को प्राथमिकता दी। यह गर्म पानी के लिए विधि चयन से जुड़ा एक ठोस निष्कर्ष है, इस बात का प्रमाण नहीं कि हर इलेक्ट्रोड मापन हर वर्णमितीय परीक्षण से बेहतर होता है।

प्रश्न के अनुसार विधि चुनें

जैविक नमूनों में यह अंतर महत्वपूर्ण है। Shen और सहकर्मियों के 2011 के प्रयोगशाला तथा चूहे के प्लाज़्मा संबंधी अध्ययन में मेथिलीन ब्लू मापन पृष्ठभूमि के रंग, संवेदनशीलता और तैयारी के दौरान अम्ल से मुक्त हुए सल्फर के कारण सीमित थे। उनकी मोनोब्रोमोबिमेन/HPLC विधि ने सल्फाइड के एक व्युत्पन्न को अलग किया और परीक्षण की गई परिस्थितियों में कम सांद्रताओं का पता लगाया। यह विश्लेषणात्मक सत्यापन का कार्य था, न कि नैदानिक निदान के लिए कोई सीमा-मान या किसी उपचार प्रभाव का प्रमाण।

अंशांकन और मिलते-जुलते नाम वाले परीक्षण

नमूनों जैसी ही अभिक्रिया और प्रकाशीय परिस्थितियों का उपयोग करते हुए प्रक्रिया में परिभाषित सल्फाइड मानकों के आधार पर अंशांकन करें। नमूने की अवशोषकता को सांद्रता में बदलने से पहले ब्लैंक और जाँच मानक के परिणामों की समीक्षा करें। एक सुव्यवस्थित अंशांकन वक्र उन मानकों के लिए संबंध स्थापित करता है; नमूने की पुनर्प्राप्ति यह स्थापित करती है कि मैट्रिक्स में भी वह संबंध बना रहता है या नहीं।

अंत में, ऋणायनिक सर्फैक्टेंट के लिए MBAS परीक्षण में मेथिलीन ब्लू का उपयोग अलग तरीके से होता है। EPA 425.1 में पहले से मौजूद रंगक सतह-सक्रिय पदार्थों से जुड़ता है और एक कार्बनिक प्रावस्था में निष्कर्षित किया जाता है। सल्फाइड वर्णमिति में रंगक बनता है। इनमें से कोई भी विश्लेषणात्मक प्रक्रिया जल उपचार का निर्देश नहीं है। अभिकर्मक चुनने या नीले रंग की व्याख्या करने से पहले विश्लेष्य और अभिक्रिया की पहचान करें।