Članak
Metoda metilenskog modrila za mjerenje sulfida
Metoda metilenskog modrila za određivanje sulfida mjeri sulfide pretvaranjem u plavo bojilo i mjerenjem nastale apsorbancije. Metilensko modrilo reakcijski je produkt koji nosi analitički signal. Dodavanje sadržaja bočice metilenskog modrila u vodu nije ovaj test.
Često je najteže održati reprezentativnost uzorka do trenutka reakcije. Precizno očitanje apsorbancije ne može nadoknaditi sulfid koji je izašao iz uzorka ili oksidirao tijekom uzorkovanja. Niti može razlikovati slobodni sumporovodik od drugih frakcija sumpora oslobođenih pripremom uzorka.
Što stvara plavu boju?
U metodi EPA 376.2 sulfid reagira s dimetil-p-fenilendiaminom u prisutnosti željezova(III) klorida, pri čemu nastaje metilensko modrilo. Kiseli reagensi stvaraju uvjete za nastanak bojila. Instrument zatim mjeri apsorpciju svjetlosti u nastaloj otopini.
Pojednostavnjeni prikaz reakcije glasi:
Sulfid + N,N-dimetil-p-fenilendiamin + Fe(III), u kiselim uvjetima → metilensko modrilo → mjerenje apsorbancije.
Ovo je shematski prikaz analitičkog postupka, a ne uravnotežena jednadžba reakcije. Sastav i koncentracija reagensa, vrijeme razvoja boje, valna duljina i duljina optičkog puta moraju se preuzeti iz odabrane metode.
Ti parametri nisu međusobno zamjenjivi. EPA 376.2 propisuje mjerenje pri 625 nm. Postupak Hach 8131 dokumentiran za instrument DR/5000 koristi 665 nm. Literaturna vrijednost za apsorbanciju metilenskog modrila ne zamjenjuje postavke i kalibraciju koje pripadaju određenom postupku određivanja.
Definirajte frakciju sulfida prije uzorkovanja
„Koncentracija sumporovodika” može prikrivati različite ciljeve mjerenja. U vodi su otopljeni H₂S i HS⁻ povezani kiselinsko-baznom ravnotežom. Njihovi udjeli ovise o uvjetima, uključujući pH. Zakiseljavanje uzorka mijenja tu raspodjelu; ne čuva izvornu raspodjelu za naknadno promatranje.
EPA 376.2 obuhvaća ukupne i otopljene sulfide u određenim uzorcima vode i otpada, ali isključuje sulfide netopljive u kiselini. Stoga se izraz „ukupni” u izvještaju koji koristi ovu metodu ne smije tumačiti kao svaki spoj koji sadrži sumpor u bočici. Sulfat je drugi analit, a metalni sulfid netopljiv u kiselini može ostati neodređen.
Prije usporedbe rezultata dvaju laboratorija pitajte koju je frakciju svaki postupak obuhvatio. Provjerite i osnovu iskazivanja rezultata: mg/L izraženo kao sumpor i mg/L izraženo kao H₂S različiti su načini iskazivanja mase. Jednak broj bez jednakih jedinica, pripreme i definicije analita ne znači podudaranje.
Radni postupak koji štiti mjerenje
Pri pregledu predloženog laboratorijskog postupka primijenite sljedeći slijed. Naslovna ilustracija prikazuje reakciju i optičko očitanje; ova tablica navodi odluke koje im prethode.
| Faza | Što zabilježiti prije nastavka | Što zapis sprječava |
|---|---|---|
| Definiranje | Vodeni, otpadni ili biološki matriks; otopljena ili metodom definirana ukupna frakcija | Uspoređivanje različitih analita pod istom oznakom „H₂S” |
| Uzorkovanje | Vrijeme uzorkovanja, temperaturu, filtraciju, spremnik i izloženost zraku | Tretiranje promijenjenog uzorka kao izvorne vode |
| Stabilizacija | Točan postupak konzerviranja i dopušteno vrijeme odgode | Pretpostavku da samo hlađenje čuva svaki uzorak |
| Reakcija | Verziju metode, seriju reagensa, volumene i vrijeme razvoja boje | Kombiniranje nekompatibilnih dijelova različitih protokola |
| Mjerenje | Valnu duljinu, duljinu optičkog puta kivete, slijepu probu, standarde i razrjeđenje | Pretvaranje boje u koncentraciju bez odgovarajuće kalibracije |
| Provjera | Provjere analitičkog povrata, podudaranje duplikata, granicu izvještavanja i jedinice | Izvještavanje o brojčanoj vrijednosti s instrumenta bez njezinih analitičkih ograničenja |
Sažetak metode Standard Methods 4500-S²⁻ D u bazi NEMI zahtijeva minimalno prozračivanje te neposrednu analizu ili propisano konzerviranje cinkovim acetatom. Postupak konzerviranja za ukupne sulfide također zahtijeva lužnate uvjete i potpuno napunjenu bočicu. Ti zahtjevi pripadaju metodi obrade uzorka, a nisu tek dio opće laboratorijske prakse.
Interferencije mogu dati lažno nizak rezultat za uzorak
Isti sažetak metode Standard Methods navodi reducense koji potiskuju nastanak plave boje, metale koji stvaraju netopljive sulfide s niskim analitičkim povratom te ferocijanid koji i sam stvara plavu boju. Vrlo visoke koncentracije sulfida također mogu inhibirati reakciju.
Stoga slabo obojena epruveta ima nekoliko mogućih objašnjenja: malo sulfida, gubitak prije analize, nepotpun analitički povrat ili potisnut razvoj boje. Tamno obojena epruveta može sadržavati interferirajuću boju. Boja i mutnoća zahtijevaju korekciju pozadine propisanu metodom; oduzimanje proizvoljne slijepe probe s vodom nije nužno dovoljno.
Korisna je provjera dodati poznatu količinu sulfida reprezentativnom uzorku i provesti ga kroz odgovarajuću pripremu. Ako se očekivano povećanje ne utvrdi, potrebno je istražiti matriks ili radni postupak. Odredbe o kontroli kvalitete u metodi EPA 9030B pokazuju zašto se uzorak matriksa s dodatkom poznate količine analita obrađuje kroz cijelu metodu, uz slijepe probe i kontrolne standarde. Dodatak unesen tek neposredno prije očitanja ne može procijeniti ranije gubitke.
Primjer s terena: vruća voda narušava uredan protokol
Studija USGS-a u Yellowstoneu objavljena u izvještaju Open-File Report 2010-1192 usporedila je dva postupka s metilenskim modrilom s metodom ionski selektivne elektrode na konzerviranim geotermalnim uzorcima.
Rezultati dobiveni elektrodom bili su dosljedno viši. Istraživači su prepoznali oksidaciju i otplinjavanje H₂S kao probleme kod vrućih uzoraka. Prethodno miješanje reagensa za razvoj boje prije dodavanja uzorka dalo je neznatno više kolorimetrijske rezultate, ali je uvelo drugi problem: pomiješani reagens brzo se razgrađivao, pa je vremenski raspored postao izvor nepreciznosti. Sedam uzoraka sadržavalo je i tiosulfat u koncentracijama koje su autori povezali s vjerojatnim podcjenjivanjem pri kolorimetrijskom određivanju.
Za svoje geotermalne vode autori su dali prednost neposrednoj stabilizaciji u lužnatim uvjetima uz antioksidans, nakon koje slijedi mjerenje elektrodom. To je konkretan zaključak o odabiru metode za vruću vodu, a ne dokaz da je svako mjerenje elektrodom bolje od svakog kolorimetrijskog određivanja.
Odaberite metodu prema pitanju
| Analitičko pitanje | Metoda koju treba razmotriti | Glavni uvjet |
|---|---|---|
| Sulfid koji se može odrediti u prikladnom vodenom matriksu | Dokumentirana kolorimetrija s metilenskim modrilom | Očuvati propisanu frakciju i dokazati analitički povrat iz matriksa |
| Sulfid u vrućoj geotermalnoj vodi | Neposredna stabilizacija uz validiran postupak mjerenja elektrodom | Validirati uzorkovanje i konzerviranje za odgovarajuću temperaturu i matriks |
| Sulfidi u heterogenom otpadu ili krutim uzorcima | Priprema specifična za frakciju, poput EPA 9030B, uz navedenu metodu završnog određivanja | Analitički povrat sulfida netopljivih u kiselini može ostati nepotpun; ne pretpostavljati iscrpnu ekstrakciju |
| Slobodni sulfid nasuprot frakcijama osjetljivima na kiselinu u biološkim uzorcima | Selektivno hvatanje ili derivatizacija uz razdvajanje | Utvrditi koja frakcija sumpora stvara izmjereni signal |
Razlika u biološkim uzorcima znatna je. U laboratorijskoj studiji Shena i suradnika iz 2011., koja je uključivala mišju plazmu, mjerenja metilenskim modrilom bila su ograničena pozadinskom bojom, osjetljivošću i sumporom oslobođenim iz frakcija osjetljivih na kiselinu tijekom pripreme. Njihova metoda s monobromobimanom/HPLC-om razdvojila je derivat sulfida i otkrila niže koncentracije u ispitivanim uvjetima. Bio je to rad na analitičkoj validaciji, a ne utvrđivanje kliničkog dijagnostičkog praga ili dokaz učinka liječenja.
Kalibracija i testovi sličnih naziva
Kalibrirajte prema standardima sulfida definiranima postupkom, koristeći iste reakcijske i optičke uvjete kao za uzorke. Prije pretvaranja apsorbancije uzorka u koncentraciju pregledajte rezultate slijepe probe i kontrolnih standarda. Uredna kalibracijska krivulja uspostavlja odnos za te standarde; analitički povrat iz uzorka pokazuje vrijedi li taj odnos i u matriksu.
Naposljetku, MBAS testiranje anionskih površinski aktivnih tvari koristi metilensko modrilo na drukčiji način. U metodi EPA 425.1 postojeće se bojilo povezuje s površinski aktivnim tvarima i ekstrahira u organsku fazu. Pri kolorimetrijskom određivanju sulfida bojilo nastaje. Nijedan od tih analitičkih postupaka nije uputa za obradu vode. Utvrdite analit i reakciju prije odabira reagensa ili tumačenja plave boje.