მეთილენის ლურჯის მეთოდი სულფიდის გასაზომად

მეთილენის ლურჯის მეთოდი სულფიდს ზომავს მისი ლურჯ საღებავად გარდაქმნითა და მიღებული აბსორბანსის გაზომვით. მეთილენის ლურჯი რეაქციის პროდუქტია, რომელიც ანალიზურ სიგნალს წარმოქმნის. წყალში მეთილენის ლურჯის ბოთლის შიგთავსის დამატება ამ ტესტს არ წარმოადგენს.

ხშირად რთული სწორედ ის არის, რომ რეაქციის დაწყებამდე ნიმუში წარმომადგენლობითი დარჩეს. აბსორბანსის ზუსტი გაზომვა ვერ აღადგენს სულფიდს, რომელიც ნიმუშის აღებისას დაიკარგა ან დაიჟანგა. ვერც თავისუფალ გოგირდწყალბადს განასხვავებს გოგირდის სხვა ფრაქციებისგან, რომლებიც ნიმუშის მომზადებისას გამოთავისუფლდა.

რა წარმოქმნის ლურჯ ფერს?

EPA-ს მეთოდში 376.2 სულფიდი რკინის(III) ქლორიდის თანაობისას რეაგირებს დიმეთილ-p-ფენილენდიამინთან და წარმოქმნის მეთილენის ლურჯს. მჟავე რეაგენტები საღებავის წარმოქმნისთვის საჭირო პირობებს ქმნის. შემდეგ ხელსაწყო მიღებული ხსნარის მიერ სინათლის შთანთქმას ზომავს.

რეაქციის პრინციპული სქემაა:

სულფიდი + N,N-დიმეთილ-p-ფენილენდიამინი + Fe(III), მჟავე პირობებში → მეთილენის ლურჯი → აბსორბანსის გაზომვა.

ეს ანალიზური სქემაა და არა გათანაბრებული რეაქციის განტოლება. რეაგენტების შემადგენლობა და კონცენტრაცია, ფერის განვითარების დრო, ტალღის სიგრძე და ოპტიკური გზის სიგრძე შერჩეული მეთოდიდან უნდა იყოს აღებული.

ამ დეტალების ურთიერთჩანაცვლება დაუშვებელია. EPA 376.2 გაზომვას 625 nm-ზე განსაზღვრავს. Hach 8131-ის პროცედურა, რომელიც მისი DR/5000 ხელსაწყოსთვისაა დოკუმენტირებული, იყენებს 665 nm-ს. ლიტერატურაში მოცემული მეთილენის ლურჯის აბსორბანსის მნიშვნელობა ვერ ჩაანაცვლებს კონკრეტული ანალიზისთვის განკუთვნილ პარამეტრებსა და კალიბრაციას.

აღებამდე განსაზღვრეთ სულფიდის ფრაქცია

„გოგირდწყალბადის კონცენტრაცია“ შეიძლება გაზომვის სხვადასხვა სამიზნეს გულისხმობდეს. წყალში გახსნილი H₂S და HS⁻ ერთმანეთთან მჟავა-ტუტოვანი ქიმიით არის დაკავშირებული. მათი თანაფარდობა დამოკიდებულია პირობებზე, მათ შორის pH-ზე. ნიმუშის დამჟავება ამ განაწილებას ცვლის და არ ინარჩუნებს თავდაპირველ განაწილებას შემდგომი დაკვირვებისთვის.

EPA 376.2 განსაზღვრულ წყლისა და ნარჩენების ნიმუშებში საერთო და გახსნილ სულფიდებს მოიცავს, თუმცა გამორიცხავს მჟავაში უხსნად სულფიდებს. ამიტომ ამ მეთოდით მომზადებულ ანგარიშში „საერთო“ არ უნდა გავიგოთ, როგორც ბოთლში არსებული ყველა გოგირდშემცველი ნაერთი. სულფატი სხვა ანალიზური კომპონენტია, ხოლო მჟავაში უხსნადი ლითონის სულფიდი შეიძლება გაზომვის მიღმა დარჩეს.

ორი ლაბორატორიის შედეგების შედარებამდე გაარკვიეთ, რომელი ფრაქცია განსაზღვრა თითოეულმა პროცედურამ. ასევე შეამოწმეთ შედეგის გამოსახვის საფუძველი: mg/L გოგირდის მიხედვით და mg/L H₂S-ის მიხედვით მასის გამოსახვის განსხვავებული წესებია. ერთნაირი რიცხვი, ერთნაირი ერთეულების, მომზადებისა და ანალიზური კომპონენტის განსაზღვრების გარეშე, შედეგების თანხვედრას არ ნიშნავს.

სამუშაო პროცესი, რომელიც გაზომვას იცავს

შემოთავაზებული ლაბორატორიული სამუშაო პროცესის განხილვისას გამოიყენეთ შემდეგი თანმიმდევრობა. გარეკანის ილუსტრაციაზე ნაჩვენებია რეაქცია და ოპტიკური გაზომვა; ეს ცხრილი კი მათ წინმსწრებ გადაწყვეტილებებს გამოყოფს.

Standard Methods 4500-S²⁻ D-ის NEMI-ს შეჯამება მოითხოვს მინიმალურ აერაციას და ან დაუყოვნებლივ ანალიზს, ან თუთიის აცეტატით განსაზღვრულ კონსერვაციას. საერთო სულფიდის კონსერვაციის პროცედურა ასევე იყენებს ტუტე პირობებსა და ბოლომდე შევსებულ ბოთლს. ეს მოთხოვნები ნიმუშთან მუშაობის მეთოდის ნაწილია და არა უბრალოდ ლაბორატორიული წესრიგის საკითხი.

ხელშემშლელმა ფაქტორებმა შეიძლება მცდარად დაბალი შედეგი შექმნას

Standard Methods-ის იმავე შეჯამებაში დასახელებულია აღმდგენი აგენტები, რომლებიც ლურჯი ფერის წარმოქმნას თრგუნავს; ლითონები, რომლებიც წარმოქმნის უხსნად სულფიდებს, რომელთა აღდგენაც დაბალია; და ფეროციანიდი, რომელიც თავად წარმოქმნის ლურჯ ფერს. სულფიდის ძალიან მაღალმა კონცენტრაციებმაც შეიძლება რეაქცია შეაფერხოს.

შესაბამისად, მკრთალად შეფერილ სინჯარას რამდენიმე შესაძლო ახსნა აქვს: სულფიდის მცირე რაოდენობა, დანაკარგი ანალიზამდე, არასრული აღდგენა ან ფერის განვითარების დათრგუნვა. მუქი სინჯარა შეიძლება ხელშემშლელ შეფერილობას შეიცავდეს. ფერისა და სიმღვრივისთვის საჭიროა მეთოდით განსაზღვრული ფონის კორექცია; ნებისმიერი წყლის ბლანკის მაჩვენებლის გამოკლება ყოველთვის საკმარისი არ არის.

სასარგებლო შემოწმებაა წარმომადგენლობით ნიმუშში სულფიდის ცნობილი რაოდენობის დამატება და შესაბამისი მომზადების ყველა ეტაპის გავლა. თუ მოსალოდნელი მატება არ აღდგება, მატრიცა ან სამუშაო პროცესი გამოსაკვლევია. EPA 9030B-ის ხარისხის კონტროლის დებულებები აჩვენებს, რატომ უნდა გაიაროს ცნობილი დანამატით გამდიდრებულმა მატრიცულმა ნიმუშმა მთელი მეთოდი ბლანკებსა და საკონტროლო სტანდარტებთან ერთად. მხოლოდ უშუალოდ გაზომვის წინ დამატებული ცნობილი რაოდენობა ადრინდელ დანაკარგებს ვერ შეაფასებს.

საველე მაგალითი: ცხელი წყალი გამართულ პროტოკოლს არღვევს

USGS-ის იელოუსტოუნის კვლევაში, რომელიც გამოქვეყნდა ღია ანგარიშში 2010-1192, კონსერვირებულ გეოთერმულ ნიმუშებზე მეთილენის ლურჯის ორი პროცედურა იონშერჩევითი ელექტროდის მეთოდს შეადარეს.

ელექტროდით მიღებული შედეგები მუდმივად უფრო მაღალი იყო. მკვლევრებმა ცხელი ნიმუშების პრობლემებად ჟანგვა და H₂S-ის აირად გამოყოფა დაასახელეს. ნიმუშის დამატებამდე ფერის წარმომქმნელი რეაგენტების წინასწარმა შერევამ ოდნავ უფრო მაღალი კოლორიმეტრიული შედეგები გამოიღო, თუმცა სხვა პრობლემა წარმოშვა: შერეული რეაგენტი სწრაფად იშლებოდა, რის გამოც დროის ფაქტორი არაზუსტობის წყაროდ იქცა. შვიდი ნიმუში ასევე შეიცავდა თიოსულფატს ისეთი კონცენტრაციებით, რომლებიც ავტორებმა კოლორიმეტრიული შედეგების სავარაუდო შემცირებას დაუკავშირეს.

მათი გეოთერმული წყლებისთვის ავტორებმა უპირატესობა მიანიჭეს დაუყოვნებლივ ტუტე ანტიოქსიდანტურ სტაბილიზაციას, რასაც ელექტროდით გაზომვა მოჰყვებოდა. ეს ცხელი წყლისთვის მეთოდის შერჩევის კონკრეტული დასკვნაა და არა მტკიცებულება იმისა, რომ ელექტროდით ნებისმიერი გაზომვა ყველა კოლორიმეტრიულ ანალიზს სჯობს.

მეთოდი საკვლევი საკითხის მიხედვით შეარჩიეთ

ბიოლოგიურ ნიმუშებში ეს განსხვავება არსებითია. შენისა და კოლეგების 2011 წლის ლაბორატორიულ და თაგვის პლაზმის კვლევაში მეთილენის ლურჯით გაზომვას ზღუდავდა ფონური შეფერილობა, მგრძნობელობა და მომზადებისას გამოთავისუფლებული მჟავასადმი ლაბილური გოგირდი. მათი მონობრომობიმანის/HPLC მეთოდი სულფიდის წარმოებულს აცალკევებდა და გამოცდილი პირობების ფარგლებში უფრო დაბალ კონცენტრაციებს აღმოაჩენდა. ეს ანალიზური ვალიდაციის სამუშაო იყო და არა კლინიკური დიაგნოსტიკური ზღვარი ან მკურნალობის ეფექტის მტკიცებულება.

კალიბრაცია და მსგავსი სახელწოდების ტესტები

კალიბრაცია ჩაატარეთ პროცედურით განსაზღვრული სულფიდის სტანდარტებით, იმავე რეაქციისა და ოპტიკური პირობების გამოყენებით, რომლებიც ნიმუშებისთვის გამოიყენება. ნიმუშის აბსორბანსის კონცენტრაციად გადაყვანამდე შეამოწმეთ ბლანკისა და საკონტროლო სტანდარტების შედეგები. გამართული კალიბრაციის მრუდი ამ სტანდარტებისთვის კავშირს ადგენს; ნიმუშიდან აღდგენა კი აჩვენებს, ნარჩუნდება თუ არა ეს კავშირი მატრიცაში.

დაბოლოს, ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების MBAS ტესტირება მეთილენის ლურჯს სხვაგვარად იყენებს. EPA 425.1-ში უკვე არსებული საღებავი ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს უკავშირდება და ორგანულ ფაზაში ექსტრაგირდება. სულფიდის კოლორიმეტრია კი საღებავს წარმოქმნის. არცერთი ანალიზური პროცედურა არ არის წყლის დამუშავების ინსტრუქცია. რეაგენტის შერჩევამდე ან ლურჯი ფერის ინტერპრეტაციამდე განსაზღვრეთ ანალიზური კომპონენტი და რეაქცია.