Cikk
A metilénkék-módszer a szulfid mérésére
A metilénkék-alapú szulfidmeghatározás a szulfidot kék festékké alakítja, majd megméri a keletkező oldat abszorbanciáját. A metilénkék az analitikai jelet hordozó reakciótermék. Egy palack metilénkék vízhez adása nem ezt a vizsgálatot jelenti.
A nehézséget gyakran az jelenti, hogy a minta a reakció bekövetkeztéig reprezentatív maradjon. A pontos abszorbanciamérés nem tudja visszanyerni a mintavétel során eltávozott vagy oxidálódott szulfidot. A szabad hidrogén-szulfidot sem tudja megkülönböztetni a minta-előkészítés során felszabaduló egyéb kénfrakcióktól.
Mitől alakul ki a kék szín?
Az EPA 376.2 módszerben a szulfid dimetil-p-fenilén-diaminnal reagál vas(III)-klorid jelenlétében, és metilénkék képződik. A savas reagensek biztosítják a festékképződés feltételeit. A műszer ezután a keletkező oldat fényelnyelését méri.
A reakció elvi sémája:
Szulfid + N,N-dimetil-p-fenilén-diamin + Fe(III), savas körülmények között → metilénkék → abszorbanciamérés.
Ez analitikai séma, nem kiegyenlített reakcióegyenlet. A reagensek összetételét és koncentrációját, a színkifejlődési időt, a hullámhosszt és az optikai úthosszt a kiválasztott módszer előírásaiból kell átvenni.
Ezek a részletek nem cserélhetők fel egymással. Az EPA 376.2 625 nm hullámhosszon írja elő a mérést. A Hach DR/5000 műszeréhez dokumentált 8131 eljárás 665 nm hullámhosszt használ. A metilénkék abszorbanciájának szakirodalmi értéke nem helyettesíti az adott meghatározáshoz tartozó beállításokat és kalibrálást.
A mintavétel előtt határozza meg a szulfidfrakciót
A „hidrogén-szulfid-koncentráció” különböző mérési célokat takarhat. Vízben az oldott H₂S és HS⁻ között sav-bázis egyensúly áll fenn. Arányuk a körülményektől, többek között a pH-tól függ. A minta savanyítása megváltoztatja ezt a megoszlást; nem őrzi meg az eredeti megoszlást későbbi megfigyelés céljára.
Az EPA 376.2 meghatározott víz- és hulladékminták összes és oldott szulfidjára terjed ki, de nem foglalja magában a savban oldhatatlan szulfidokat. Ezért az e módszerrel készült jelentésben az „összes” nem értelmezhető úgy, hogy a palackban lévő minden kéntartalmú vegyületet jelent. A szulfát más meghatározandó komponens, a savban oldhatatlan fémszulfid pedig kimaradhat a mérésből.
Két laboratórium eredményeinek összehasonlítása előtt kérdezze meg, melyik eljárás milyen frakciót nyert vissza. Ellenőrizze az eredmények megadásának alapját is: a kénként megadott mg/L és a H₂S-ként megadott mg/L eltérő tömegalapot jelent. Az azonos számérték nem jelent egyezést, ha a mértékegység, az előkészítés és a meghatározandó komponens definíciója eltér.
A mérés megbízhatóságát védő munkafolyamat
Egy tervezett laboratóriumi munkafolyamat áttekintésekor kövesse az alábbi sorrendet. A borítóillusztráció a reakciót és az optikai kiolvasást mutatja; ez a táblázat az ezeket megelőző döntéseket azonosítja.
| Szakasz | Mit kell rögzíteni a továbblépés előtt? | Mit előz meg a dokumentálás? |
|---|---|---|
| Meghatározás | Víz-, hulladék- vagy biológiai mátrix; oldott vagy a módszer által meghatározott összes frakció | Különböző meghatározandó komponensek összehasonlítását ugyanazon „H₂S” megjelölés alatt |
| Mintavétel | Mintavételi idő, hőmérséklet, szűrés, tárolóedény és levegővel való érintkezés | A megváltozott minta eredeti vízként való kezelését |
| Stabilizálás | Pontos tartósítási eljárás és megengedett várakozási idő | Azt a feltételezést, hogy a hűtés önmagában minden mintát megőriz |
| Reakció | Módszerváltozat, reagenstétel, térfogatok és színkifejlődési idő | Különböző protokollok egymással össze nem egyeztethető részeinek kombinálását |
| Mérés | Hullámhossz, küvetta úthossza, vakminta, standardok és hígítás | A szín koncentrációvá alakítását megfelelő kalibrálás nélkül |
| Ellenőrzés | Visszanyerési ellenőrzések, párhuzamos mérések egyezése, jelentési határ és mértékegységek | A műszer által adott számérték közlését annak analitikai korlátai nélkül |
A Standard Methods 4500-S²⁻ D NEMI-összefoglalója a levegővel való érintkezés minimalizálását, valamint azonnali elemzést vagy meghatározott cink-acetátos tartósítást ír elő. Az összes szulfid tartósítási eljárása lúgos körülményeket és teljesen feltöltött palackot is alkalmaz. Ezek a követelmények a mintakezelési módszer részei, nem pusztán a laboratóriumi rend fenntartását szolgálják.
A zavaró hatások tévesen alacsony eredményt okozhatnak
Ugyanez a Standard Methods-összefoglaló olyan redukálószereket azonosít, amelyek gátolják a kék szín kialakulását, olyan fémeket, amelyek gyengén visszanyerhető, oldhatatlan szulfidokat képeznek, valamint ferro-cianidot, amely önmagában is kék színt hoz létre. A nagyon magas szulfidkoncentráció szintén gátolhatja a reakciót.
Ezért egy halvány színű kémcsőre több magyarázat is lehet: kevés szulfid, az elemzés előtti veszteség, hiányos visszanyerés vagy gátolt színkifejlődés. Egy sötét színű kémcsőben zavaró színeződés is jelen lehet. A szín és a zavarosság esetében a módszer által előírt háttérkorrekció szükséges; egy tetszőlegesen választott víz-vakminta értékének levonása nem feltétlenül elegendő.
Hasznos ellenőrzés, ha egy reprezentatív mintához ismert mennyiségű szulfidot adunk, majd végigvezetjük a megfelelő előkészítésen. Ha a várt növekmény nem nyerhető vissza, ki kell vizsgálni a mátrixot vagy a munkafolyamatot. Az EPA 9030B minőségellenőrzési előírásai szemléltetik, miért kell a dúsított mátrixmintát a vakmintákkal és ellenőrző standardokkal együtt a teljes módszeren végigvezetni. A csak közvetlenül a leolvasás előtt hozzáadott dúsítás nem alkalmas a korábbi veszteségek értékelésére.
Terepi példa: a forró víz felborítja a gondosan megtervezett protokollt
Az USGS Yellowstone-tanulmánya, amely az Open-File Report 2010-1192 jelentésben jelent meg, két metilénkék-eljárást hasonlított össze egy ionszelektív elektródos módszerrel tartósított geotermikus mintákon.
Az elektródos eredmények következetesen magasabbak voltak. A kutatók a forró mintáknál problémaként azonosították az oxidációt és a H₂S kigázosodását. A színképző reagensek előzetes összekeverése a minta hozzáadása előtt kissé magasabb kolorimetriás eredményeket adott, de újabb problémát okozott: a kevert reagens gyorsan bomlott, így az időzítés a pontatlanság egyik forrásává vált. Hét minta tioszulfátot is tartalmazott olyan koncentrációban, amelyet a szerzők a kolorimetriás eredmények valószínű alulbecslésével hoztak összefüggésbe.
Az általuk vizsgált geotermikus vizeknél a szerzők az azonnali, lúgos közegű antioxidáns stabilizálást, majd az elektródos mérést részesítették előnyben. Ez a forró vízre vonatkozó konkrét módszerválasztási megállapítás, nem pedig bizonyíték arra, hogy minden elektródos mérés jobb minden kolorimetriás meghatározásnál.
A kérdéshez válasszon módszert
| Analitikai kérdés | Értékelendő módszer | Fő feltétel vagy korlát |
|---|---|---|
| Visszanyerhető szulfid megfelelő vízmátrixban | Dokumentált metilénkék-kolorimetria | Őrizze meg az előírt frakciót, és igazolja a visszanyerést a mátrixból |
| Szulfid forró geotermikus vízben | Azonnali stabilizálás validált elektródos munkafolyamattal | Validálja a mintavételt és a tartósítást az adott hőmérsékletre és mátrixra |
| Szulfidok heterogén hulladékban vagy szilárd anyagokban | Frakcióspecifikus előkészítés, például EPA 9030B, az abban megadott meghatározási módszerrel | A savban oldhatatlan frakció visszanyerése hiányos maradhat; ne feltételezzen teljes körű extrakciót |
| Szabad szulfid és savra labilis frakciók megkülönböztetése biológiai mintákban | Szelektív megkötés vagy származékképzés elválasztással | Állapítsa meg, melyik kénfrakció hozza létre a mért jelet |
A biológiai mintáknál ez lényeges különbség. Shen és munkatársai 2011-es, laboratóriumi és egérplazmán végzett vizsgálatában a metilénkék-méréseket a háttérszín, az érzékenység és az előkészítés során felszabaduló, savra labilis kén korlátozta. Monobromobimán/HPLC módszerük elválasztott egy szulfidszármazékot, és a vizsgált körülmények között alacsonyabb koncentrációkat is kimutatott. Ez analitikai validálási munka volt, nem klinikai diagnosztikai küszöbérték meghatározása vagy kezelési hatás bizonyítása.
Kalibrálás és hasonló nevű vizsgálatok
A kalibrálást az eljárásban meghatározott szulfidstandardokkal végezze, a mintákéval azonos reakció- és optikai körülmények között. A minták abszorbanciájának átszámítása előtt ellenőrizze a vakminta és az ellenőrző standardok eredményeit. Egy megfelelő kalibrációs görbe az adott standardokra állapít meg összefüggést; a mintából történő visszanyerés igazolja, hogy ez az összefüggés a mátrixban is érvényes marad-e.
Végül az anionos felületaktív anyagok MBAS-vizsgálata másképp használja a metilénkéket. Az EPA 425.1 módszerben a már jelen lévő festék felületaktív anyagokkal társul, majd szerves fázisba extrahálják. A szulfid kolorimetriás meghatározása során a festék képződik. Egyik analitikai eljárás sem vízkezelési útmutató. A reagens kiválasztása vagy a kék szín értelmezése előtt azonosítsa a meghatározandó komponenst és a reakciót.