Sülfür ölçümü için metilen mavisi yöntemi

Metilen mavisiyle sülfür ölçüm yöntemi, sülfürü mavi bir boyaya dönüştürüp oluşan absorbansı ölçerek sülfür miktarını belirler. Metilen mavisi, analitik sinyali taşıyan reaksiyon ürünüdür. Suya bir şişe metilen mavisi eklemek bu testin uygulanması anlamına gelmez.

Zor olan kısım, çoğu zaman reaksiyon gerçekleşene kadar numunenin temsil niteliğini korumaktır. Hassas bir absorbans ölçümü, numune alma sırasında ortamdan uzaklaşan veya oksitlenen sülfürü geri getiremez. Ayrıca serbest hidrojen sülfürü, numune hazırlığı sırasında açığa çıkan diğer kükürt havuzlarından ayırt edemez.

Mavi rengi ne oluşturur?

EPA Yöntemi 376.2 kapsamında sülfür, demir(III) klorür varlığında dimetil-p-fenilendiamin ile reaksiyona girerek metilen mavisi oluşturur. Asidik reaktifler, boya oluşumu için gerekli koşulları sağlar. Ardından cihaz, oluşan çözeltinin ışık soğurmasını ölçer.

Kavramsal reaksiyon şöyledir:

Sülfür + N,N-dimetil-p-fenilendiamin + Fe(III), asidik koşullarda → metilen mavisi → absorbans ölçümü.

Bu, dengelenmiş bir reaksiyon denklemi değil, analitik bir şemadır. Reaktif formülasyonu ve derişimi, renk gelişim süresi, dalga boyu ve optik yol uzunluğu, seçilen yöntemden alınmalıdır.

Bu ayrıntılar birbirinin yerine kullanılamaz. EPA 376.2, ölçümün 625 nm dalga boyunda yapılmasını belirtir. Hach'ın DR/5000 cihazı için belgelenmiş 8131 prosedürü ise 665 nm kullanır. Metilen mavisi absorbansı için literatürde verilen bir değer, belirli bir analize ait ayarların ve kalibrasyonun yerini tutmaz.

Numuneyi almadan önce sülfür fraksiyonunu tanımlayın

“Hidrojen sülfür derişimi” ifadesi, farklı ölçüm hedeflerini gizleyebilir. Suda çözünmüş H₂S ile HS⁻, asit-baz kimyası yoluyla ilişkilidir. Oranları, pH dahil olmak üzere ortam koşullarına bağlıdır. Numuneyi asitleştirmek bu dağılımı değiştirir; daha sonra gözlemlemek üzere başlangıçtaki dağılımı korumaz.

EPA 376.2, belirtilen su ve atık numunelerindeki toplam ve çözünmüş sülfürleri kapsar, ancak asitte çözünmeyen sülfürleri kapsam dışı bırakır. Bu nedenle, bu yöntemi kullanan bir rapordaki “toplam” ifadesi, şişedeki kükürt içeren her bileşik olarak yorumlanmamalıdır. Sülfat farklı bir analittir ve asitte çözünmeyen bir metal sülfür ölçüm dışında kalabilir.

İki laboratuvarın sonuçlarını karşılaştırmadan önce, her prosedürün hangi fraksiyonu geri kazandığını sorun. Ayrıca raporlama esasını kontrol edin: kükürt cinsinden mg/L ile H₂S cinsinden mg/L farklı kütle esaslarıdır. Birimler, hazırlık ve analit tanımı aynı değilse, sayıların eşleşmesi sonuçların uyumlu olduğu anlamına gelmez.

Ölçümü koruyan bir iş akışı

Önerilen bir laboratuvar iş akışını değerlendirirken aşağıdaki sırayı kullanın. Kapak görseli reaksiyonu ve optik ölçümü gösterir; bu tablo ise bunlardan önce alınması gereken kararları belirtir.

Standard Methods 4500-S²⁻ D'nin NEMI özeti, havayla temasın en aza indirilmesini ve analizin ya hemen yapılmasını ya da belirtilen çinko asetatla koruma prosedürünün uygulanmasını ister. Toplam sülfür için koruma prosedürü ayrıca alkali koşullar ve tamamen doldurulmuş bir şişe gerektirir. Bu gereklilikler yalnızca laboratuvar düzenine değil, numuneye uygulanan yönteme aittir.

Girişimler, bir numunenin olduğundan düşük görünmesine neden olabilir

Aynı Standard Methods özeti, mavi renk oluşumunu baskılayan indirgen maddeleri, geri kazanımı düşük olan çözünmez sülfürler oluşturan metalleri ve kendisi mavi renk oluşturan ferrosiyanürü belirtir. Çok yüksek sülfür derişimleri de reaksiyonu engelleyebilir.

Bu nedenle, soluk renkli bir tüpün birkaç olası açıklaması vardır: az miktarda sülfür, analiz öncesi kayıp, eksik geri kazanım veya baskılanmış renk gelişimi. Koyu renkli bir tüp ise girişime neden olan renk içerebilir. Renk ve bulanıklık için yöntemin öngördüğü arka plan düzeltmesi gerekir; gelişigüzel seçilmiş bir su körünün değerini çıkarmak her zaman yeterli değildir.

Yararlı bir kontrol, temsil edici bir numuneye bilinen miktarda sülfür eklemek ve bu numuneyi ilgili hazırlık aşamalarından geçirmektir. Beklenen artış geri kazanılamıyorsa matriksin veya iş akışının incelenmesi gerekir. EPA 9030B'deki kalite kontrol hükümleri, bilinen miktarda analit eklenmiş bir matriks numunesinin, kör numuneler ve kontrol standartlarıyla birlikte neden yöntemin tamamından geçirildiğini gösterir. Yalnızca ölçümden hemen önce yapılan bir ekleme, önceki kayıpları değerlendiremez.

Bir saha örneği: sıcak su, düzenli bir protokolü zorlar

Open-File Report 2010-1192'de bildirilen USGS Yellowstone çalışması, koruma uygulanmış jeotermal numunelerde iki metilen mavisi prosedürünü bir iyon seçici elektrot yöntemiyle karşılaştırmıştır.

Elektrot sonuçları tutarlı biçimde daha yüksekti. Araştırmacılar, sıcak numunelerde oksidasyonu ve H₂S'nin gaz halinde uzaklaşmasını sorun olarak belirledi. Numune eklenmeden önce renk reaktiflerinin karıştırılması, biraz daha yüksek kolorimetrik sonuçlar verdi; ancak başka bir sorun yarattı: karışım halindeki reaktif hızla bozunduğundan zamanlama, ölçüm kesinliğini etkileyen bir etken haline geldi. Ayrıca yedi numune, yazarların kolorimetrik ölçümlerin muhtemelen düşük çıkmasıyla ilişkilendirdiği derişimlerde tiyosülfat içeriyordu.

Yazarlar, inceledikleri jeotermal sular için hemen uygulanan alkali antioksidan stabilizasyonunun ardından elektrotla ölçümü tercih etti. Bu, sıcak su için somut bir yöntem seçimi bulgusudur; her elektrot ölçümünün her kolorimetrik analizden üstün olduğuna dair kanıt değildir.

Yöntemi soruya göre seçin

Biyolojik numunelerdeki bu ayrım önemlidir. Shen ve meslektaşlarının 2011 tarihli laboratuvar ve fare plazması çalışmasında, metilen mavisi ölçümleri arka plan rengi, duyarlılık ve hazırlık sırasında açığa çıkan, asitte ayrışabilen kükürt nedeniyle sınırlanmıştır. Monobromobiman/HPLC yöntemleri bir sülfür türevini ayırmış ve test edilen koşullarda daha düşük derişimleri saptamıştır. Bu, analitik bir doğrulama çalışmasıdır; klinik bir tanı eşiği veya bir tedavi etkisinin kanıtı değildir.

Kalibrasyon ve benzer ad taşıyan testler

Numunelerle aynı reaksiyon ve optik koşulları kullanarak, prosedürün tanımladığı sülfür standartlarına göre kalibrasyon yapın. Numune absorbansını derişime dönüştürmeden önce kör numune ve kontrol standardı sonuçlarını inceleyin. Sorunsuz bir kalibrasyon eğrisi, bu standartlar için bir ilişki kurar; numunede geri kazanım ise bu ilişkinin matriks içinde geçerliliğini koruyup korumadığını gösterir.

Son olarak, anyonik yüzey aktif maddeler için MBAS testi metilen mavisini farklı biçimde kullanır. EPA 425.1 kapsamında mevcut boya, yüzey aktif maddelerle birleşir ve organik faza ekstrakte edilir. Sülfür kolorimetrisinde ise boya oluşur. Bu analitik prosedürlerin hiçbiri bir su arıtma talimatı değildir. Reaktifi seçmeden veya mavi rengi yorumlamadan önce analiti ve reaksiyonu belirleyin.