Raksts
Metilēnzilā metode sulfīdu noteikšanai
Metilēnzilā metode nosaka sulfīdus, pārvēršot tos zilā krāsvielā un izmērot iegūto absorbciju. Metilēnzilais ir reakcijas produkts, kas nodrošina analītisko signālu. Metilēnzilā pievienošana ūdenim no pudeles nav šī analīze.
Bieži vien grūtākais ir saglabāt parauga reprezentativitāti līdz reakcijas norisei. Precīzs absorbcijas mērījums nevar atgūt sulfīdus, kas parauga ņemšanas laikā izdalījušies vai oksidējušies. Tas arī nevar atšķirt brīvo sērūdeņradi no citām sēra frakcijām, kas atbrīvojas parauga sagatavošanas laikā.
Kas rada zilo krāsu?
EPA metodē 376.2 sulfīds reaģē ar dimetil-p-fenilēndiamīnu dzelzs(III) hlorīda klātbūtnē, veidojot metilēnzilo. Skābie reaģenti rada krāsvielas veidošanai nepieciešamos apstākļus. Pēc tam instruments mēra iegūtā šķīduma gaismas absorbciju.
Reakcijas principiālā shēma ir šāda:
Sulfīds + N,N-dimetil-p-fenilēndiamīns + Fe(III) skābā vidē → metilēnzilais → absorbcijas mērījums.
Tā ir analītiska shēma, nevis līdzsvarots reakcijas vienādojums. Reaģentu sastāvs un koncentrācija, krāsas attīstīšanās laiks, viļņa garums un optiskā ceļa garums jāņem no izvēlētās metodes.
Šie parametri nav savstarpēji aizstājami. EPA 376.2 nosaka mērījumu pie 625 nm. Hach 8131 procedūrā, kas dokumentēta instrumentam DR/5000, izmanto 665 nm. Literatūrā norādīta metilēnzilā absorbcijas vērtība neaizstāj konkrētās analīzes iestatījumus un kalibrēšanu.
Definējiet sulfīdu frakciju pirms parauga ņemšanas
Apzīmējums “sērūdeņraža koncentrācija” var slēpt atšķirīgus mērījuma mērķus. Ūdenī izšķīdušo H₂S un HS⁻ saista skābju un bāzu līdzsvars. To proporcijas ir atkarīgas no apstākļiem, tostarp pH. Parauga paskābināšana maina šo sadalījumu; tā nesaglabā sākotnējo sadalījumu vēlākai novērošanai.
EPA 376.2 aptver kopējos un izšķīdušos sulfīdus noteiktos ūdens un atkritumu paraugos, bet neietver skābē nešķīstošos sulfīdus. Tāpēc ziņojumā, kurā izmantota šī metode, vārdu “kopējie” nedrīkst interpretēt kā visus pudelē esošos sēru saturošos savienojumus. Sulfāts ir cits analīts, un skābē nešķīstošs metāla sulfīds var palikt nenoteikts.
Pirms salīdzināt divu laboratoriju rezultātus, noskaidrojiet, kādu frakciju katra procedūra atguva. Pārbaudiet arī rezultātu izteikšanas pamatu: mg/L, izsakot kā sēru, un mg/L, izsakot kā H₂S, ir atšķirīgi masas izteikšanas veidi. Vienāds skaitlis bez vienādām mērvienībām, sagatavošanas un analīta definīcijas nenozīmē rezultātu saskaņu.
Darbplūsma, kas aizsargā mērījuma kvalitāti
Izvērtējot piedāvāto laboratorijas darbplūsmu, izmantojiet tālāk norādīto secību. Vāka ilustrācijā attēlota reakcija un optiskā signāla nolasīšana; šajā tabulā norādīti lēmumi, kas jāpieņem pirms tiem.
| Posms | Kas jāreģistrē pirms turpināšanas | Ko šāda uzskaite novērš |
|---|---|---|
| Definēšana | Ūdens, atkritumu vai bioloģiskā matrica; izšķīdusī vai metodē definētā kopējā frakcija | Atšķirīgu analītu salīdzināšanu ar vienu un to pašu “H₂S” apzīmējumu |
| Parauga ņemšana | Parauga ņemšanas laiks, temperatūra, filtrēšana, trauks un saskare ar gaisu | Izmainīta parauga uzskatīšanu par sākotnējo ūdeni |
| Stabilizēšana | Precīza konservēšanas procedūra un pieļaujamais laiks līdz analīzei | Pieņēmumu, ka tikai atdzesēšana saglabā ikvienu paraugu |
| Reakcija | Metodes versija, reaģentu partija, tilpumi un krāsas attīstīšanās laiks | Nesaderīgu dažādu protokolu daļu apvienošanu |
| Mērīšana | Viļņa garums, kivetes optiskā ceļa garums, tukšais paraugs, standarti un atšķaidījums | Krāsas pārvēršanu koncentrācijā bez pareizas kalibrēšanas |
| Pārskatīšana | Atgūstamības pārbaudes, paralēlo mērījumu saskaņa, ziņošanas robeža un mērvienības | Instrumenta uzrādītā skaitļa ziņošanu bez tā analītiskajiem ierobežojumiem |
NEMI kopsavilkumā par Standard Methods 4500-S²⁻ D prasīta minimāla aerācija un vai nu tūlītēja analīze, vai noteikta konservēšana ar cinka acetātu. Kopējo sulfīdu konservēšanas procedūrā paredzēta arī sārmaina vide un pilnībā piepildīta pudele. Šīs prasības ir daļa no parauga apstrādes metodes, nevis tikai laboratorijas darba organizācijas.
Traucējošie faktori var radīt maldīgi zemu rezultātu
Tajā pašā Standard Methods kopsavilkumā norādīti reducētāji, kas nomāc zilās krāsas veidošanos, metāli, kas veido slikti atgūstamus nešķīstošus sulfīdus, un ferocianīds, kas pats rada zilu krāsu. Arī ļoti augsta sulfīdu koncentrācija var kavēt reakciju.
Tāpēc bālai krāsai mēģenē ir vairāki iespējamie skaidrojumi: maz sulfīdu, zudumi pirms analīzes, nepilnīga atgūšana vai nomākta krāsas veidošanās. Tumšā mēģenē var būt traucējošs krāsojums. Krāsojumam un duļķainībai nepieciešama metodē paredzētā fona korekcija; patvaļīgi izvēlēta ūdens tukšā parauga signāla atņemšana ne vienmēr ir pietiekama.
Noderīga pārbaude ir pievienot reprezentatīvam paraugam zināmu sulfīdu daudzumu un veikt visu attiecīgo sagatavošanu. Ja paredzētais pieaugums netiek atgūts, jāizpēta matrica vai darbplūsma. EPA 9030B kvalitātes kontroles noteikumi parāda, kāpēc paraugs ar zināmu analīta piedevu matricā jāapstrādā visā metodes gaitā līdztekus tukšajiem paraugiem un kontrolstandartiem. Piedeva, kas pievienota tikai tieši pirms nolasīšanas, neļauj novērtēt agrākos zudumus.
Piemērs no lauka pētījuma: karsts ūdens izjauc rūpīgi izstrādātu protokolu
USGS Jeloustonas pētījumā, kas aprakstīts Open-File Report 2010-1192, konservētiem ģeotermālajiem paraugiem salīdzināja divas metilēnzilā procedūras ar jonselektīvā elektroda metodi.
Elektroda rezultāti bija konsekventi augstāki. Pētnieki konstatēja, ka karstiem paraugiem problēmas rada oksidēšanās un H₂S izdalīšanās gāzes veidā. Krāsas veidošanās reaģentu iepriekšēja sajaukšana pirms parauga pievienošanas deva nedaudz augstākus kolorimetriskos rezultātus, taču radīja citu problēmu: sajauktais reaģents strauji noārdījās, padarot laika ievērošanu par neprecizitātes avotu. Septiņi paraugi saturēja arī tiosulfātu tādā koncentrācijā, kuru autori saistīja ar iespējami pazeminātiem kolorimetriskajiem rezultātiem.
Saviem ģeotermālajiem ūdeņiem autori deva priekšroku tūlītējai stabilizēšanai sārmainā vidē ar antioksidantu, kam sekoja mērījums ar elektrodu. Tas ir konkrēts secinājums par metodes izvēli karstam ūdenim, nevis pierādījums, ka ikviens mērījums ar elektrodu ir labāks par jebkuru kolorimetrisko analīzi.
Izvēlieties metodi atbilstoši jautājumam
| Analītiskais jautājums | Izvērtējamā metode | Galvenais nosacījums |
|---|---|---|
| Atgūstami sulfīdi piemērotā ūdens matricā | Dokumentēta metilēnzilā kolorimetrija | Saglabāt noteikto frakciju un pierādīt atgūstamību no matricas |
| Sulfīdi karstā ģeotermālā ūdenī | Tūlītēja stabilizēšana ar validētu elektrodu mērījumu darbplūsmu | Validēt parauga ņemšanu un konservēšanu attiecīgajai temperatūrai un matricai |
| Sulfīdi neviendabīgos atkritumos vai cietās vielās | Frakcijai pielāgota sagatavošana, piemēram, EPA 9030B, ar tajā norādīto noteikšanas metodi | Skābē nešķīstošo sulfīdu atgūšana var palikt nepilnīga; nepieņemt, ka ekstrakcija ir pilnīga |
| Brīvie sulfīdi salīdzinājumā ar skābē labilajām frakcijām bioloģiskos paraugos | Selektīva uztveršana vai derivatizācija ar atdalīšanu | Noteikt, kura sēra frakcija rada izmērīto signālu |
Bioloģisko frakciju atšķirība ir būtiska. Šena un kolēģu 2011. gada laboratorijas un peļu plazmas pētījumā metilēnzilā mērījumus ierobežoja fona krāsojums, jutība un skābē labilais sērs, kas atbrīvojās sagatavošanas laikā. Viņu monobrombimāna/HPLC metode atdalīja sulfīda atvasinājumu un pārbaudītajos apstākļos noteica zemākas koncentrācijas. Tas bija analītiskās validācijas darbs, nevis klīniskas diagnostikas robežvērtība vai ārstēšanas iedarbības pierādījums.
Kalibrēšana un līdzīgi nosauktas analīzes
Kalibrējiet ar procedūrā definētajiem sulfīdu standartiem, izmantojot tādus pašus reakcijas un optiskos apstākļus kā paraugiem. Pirms parauga absorbcijas pārrēķināšanas pārskatiet tukšā parauga un kontrolstandartu rezultātus. Nevainojama kalibrēšanas līkne nosaka sakarību šiem standartiem; parauga atgūstamība parāda, vai šī sakarība saglabājas arī matricā.
Visbeidzot, MBAS analīzē anjonu virsmaktīvo vielu noteikšanai metilēnzilo izmanto citādi. EPA 425.1 jau esoša krāsviela saistās ar virsmaktīvajām vielām un tiek ekstrahēta organiskajā fāzē. Sulfīdu kolorimetrijā krāsviela veidojas. Neviena no šīm analītiskajām procedūrām nav ūdens apstrādes instrukcija. Pirms reaģenta izvēles vai zilās krāsas interpretēšanas nosakiet analītu un reakciju.