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एक लघुकृत फास्फोरस निर्धारण विधि का उपयोग दानेदार घाट हीड्राकसीड पर Phosphonates के सोखना निर्धारित करने के लिए अनुकूलित प्रक्रिया

Published: May 18, 2018 doi: 10.3791/57618
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1
1Institute for Sanitary Engineering, Water Quality and Solid Waste Management, University of Stuttgart

Summary

यह कागज एक प्रक्रिया का परिचय करने के लिए लोहे पर phosphonates के सोखना-युक्त फिल्टर सामग्री, विशेष रूप से दानेदार घाट हीड्राकसीड, थोड़ा प्रयास और उच्च विश्वसनीयता के साथ की जांच । एक बफर समाधान में, phosphonate एक रोटेटर का उपयोग कर adsorbent के साथ संपर्क में लाया जाता है और फिर एक लघुकृत फास्फोरस निर्धारण विधि के माध्यम से विश्लेषण किया ।

Abstract

इस कागज एक प्रक्रिया का परिचय करने के लिए लौह युक्त फिल्टर सामग्री, विशेष रूप से दानेदार हीड्राकसीड (GFH) पर phosphonates के सोखना की जांच, थोड़ा प्रयास और उच्च विश्वसनीयता के साथ । द phosphonate, जैसे, nitrilotrimethylphosphonic एसिड (NTMP), एक रोटेटर में GFH के साथ संपर्क में लाया जाता है एक कार्बनिक अंल (जैसे, एसिटिक एसिड) या अच्छा बफर द्वारा बफर (जैसे, 2-(N-morpholino) ethanesulfonic एसिड) [एमईएस] और N-cyclohexyl-2-हाइड्रॉक्सिल-3-aminopropanesulfonic एसिड [CAPSO]) ५० मिलीलीटर केंद्रापसारक ट्यूबों में एक विशिष्ट समय के लिए 10 मिमी की एकाग्रता में । बाद में, झिल्ली निस्पंदन (०.४५ µm ताकना आकार) के बाद, कुल फास्फोरस (कुल पी) एकाग्रता एक विशेष रूप से विकसित संकल्प विधि (आईएसओमिनी) का उपयोग कर मापा जाता है । इस विधि एक संशोधन और आईएसओ ६८७८ विधि का सरलीकरण है: एक 4 मिलीलीटर नमूना एच2के साथ मिलाया जाता है तो4 और कश्मीर2एस2हे8 एक पेंच कैप शीशी में, 148-150 के लिए गरम ° c 1 h के लिए और फिर NaOH के साथ मिश्रित , ascorbic एसिड और acidified molybdate के साथ सुरमा (III) (अंतिम मात्रा 10 मिलीलीटर) एक नीले रंग का उत्पादन करने के लिए जटिल । रंग की तीव्रता, जो रैखिकता फास्फोरस एकाग्रता के लिए आनुपातिक है, spectrophotometrically मापा जाता है (८८० एनएम). यह प्रदर्शित किया जाता है कि बफर एकाग्रता इस्तेमाल पीएच 4 और 12 के बीच phosphonate के सोखना पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव है । बफ़र्स, इसलिए, सोखना साइटों के लिए phosphonate के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं करते । इसके अलावा, बफर के अपेक्षाकृत उच्च एकाग्रता ऑक्सीकरण एजेंट की एक उच्च खुराक एकाग्रता की आवश्यकता है (K2S2O8) पाचन के लिए कि से आईएसओ ६८७८ में निर्दिष्ट है, जो, साथ NaOH खुराक के साथ, मिलान किया जाता है प्रत्येक बफ़र के लिए । सरलीकरण के बावजूद, आईएसओमिनी विधि मानकीकृत विधि की तुलना में अपनी सटीकता के किसी भी खोना नहीं है ।

Introduction

प्रेरणा

सतह के पानी में पोषक तत्व आदानों को कम करने के प्रयास, जो आवश्यक हैं, अंय बातोंके साथ, यूरोपीय जल फ्रेमवर्क डायरेक्टर1के कार्यांवयन के संदर्भ में, फास्फोरस उत्सर्जन की एक और अधिक विस्तृत परीक्षा की आवश्यकता होती है । phosphonates के पदार्थ समूह (चित्रा 1), जो वस्त्र और कागज उद्योगों में ब्लीच स्थिरता के रूप में उपयोग किया जाता है, पीने के पानी के उपचार में antiscalants के रूप में, ठंडा पानी की कठोरता स्थिरता और डिटर्जेंट और सफाई एजेंटों में, है मात्रा और पर्यावरण प्रासंगिकता के मामले में विशेष रूप से प्रासंगिक2। Phosphonates जल निकायों के दीर्घकालिक eutrophication में योगदान करने का संदेह है2,3,4। उदाहरण के लिए, सूर्य के रोशनी की पराबैंगनी विकिरण के कारण या Mnद्वितीय और भंग ऑक्सीजन की उपस्थिति में, phosphonates microbiologically उपलब्ध फास्फेट में नीचा किया जा सकता है5,6. फॉस्फेट की अधिक आपूर्ति पारिस्थितिकी असंतुलित जल निकायों, जो फास्फोरस पानी निकायों की पारिस्थितिकी स्थिति के स्थाई सुधार के लिए एक महत्वपूर्ण लक्ष्य पदार्थ बनाता है की एक अनिवार्य विशेषता है ।

Phosphonates/flocculation जब लौह या एल्यूमीनियम लवण7,8,9,10का उपयोग करके अपशिष्ट जल से हटाया जा सकता है । इस प्रक्रिया में, धातुओं मुश्किल से घुलनशील धातु hydroxides में तब्दील हो रहे हैं । एक अपेक्षाकृत बड़े विशिष्ट सतह के साथ इन ध्रुवीय झुंड नकारात्मक आरोप लगाया phosphonates के लिए अधिशोषक के रूप में सेवा करते हैं । हालांकि, flocculation प्रक्रिया में दो मुख्य नुकसान हो सकते हैं । अपशिष्ट जल के आधार पर, नमूना मात्रा का 30% तक का कीचड़ वॉल्यूम11हो सकता है । इस कीचड़ के लिए अलग हो गया है, इलाज और एक और अवसादन या फिल्टर चरण में का निपटारा । इसके अलावा, phosphonates जोड़ा flocculants जटिल कर सकते है और इस तरह के झुंड के गठन को रोकने, कम पानी कठोरता के साथ अपशिष्ट जल में विशेष रूप से । इस प्रभाव से flocculant की बढ़ी हुई मात्रा की भरपाई की जा सकती है. हालांकि, यह बढ़ β मान के लिए लीड (β = दाढ़ flocculant के अनुपात अपशिष्ट जल में फास्फोरस के लिए)11,12. एक जटिल अपशिष्ट जल मैट्रिक्स, इसलिए, एक इष्टतम flocculant खुराक के नियंत्रण को जटिल कर सकते हैं.

Figure 1
चित्रा 1: महत्वपूर्ण phosphonates के संरचनात्मक सूत्र11. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

एक संभव विकल्प है कि धातु से युक्त करने के लिए phosphonates के उच्च सोखना संबध का दोहन-सतहों और कहा कि उपर्युक्त नुकसान नहीं है फिल्टर लौह (hydr) आक्साइड के आधार पर सामग्री रहे हैं । इस तरह के फिल्टर सामग्री के लिए, साहित्य मुख्य रूप से फॉस्फेट13,14,15,16के उन्मूलन में जांच प्रस्तुत करता है । इस कागज एक प्रक्रिया है जो चयनात्मक दानेदार फिल्टर सामग्री के सोखना क्षमता की जांच की अनुमति देता है परिचय, दानेदार घाट हीड्राकसीड (GFH) के साथ विशेष रूप से इस काम में, थोड़ा बोझ और महत्वपूर्ण के साथ phosphonates के बारे में लागत बचत । सोखना क्षमता के अध्ययन के निंनलिखित चरणों में विभाजित किया जा सकता है: phosphonate समाधान की तैयारी, सोखना परीक्षण (दानेदार के साथ phosphonate समाधान के संपर्क) और phosphonate विश्लेषण । सभी कदम पूरी तरह से समंवित होना चाहिए ।

सोखना परीक्षण और उपयुक्त बफ़र्स के उपयोग के लिए संकल्पना
सोखना क्षमता के अध्ययन के लिए, बैच या कॉलम परीक्षण किया जा सकता है । आदेश में सोखना isotherms या adsorbent के पीएच-निर्भरता निर्धारित करने के लिए, बैच दृष्टिकोण के बाद से कई परिणाम कई मापदंडों अलग की संभावना से समय की एक छोटी अवधि के भीतर प्राप्त किया जा सकता है पसंद है । पीएच मान सोखना को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक है । के साथ अनुपालन या पीएच मान का समायोजन प्रयोगशाला तकनीशियन के लिए एक बड़ी चुनौती है, adsorbent के साथ संपर्क करने के लिए पहले नमूना समाधान में पीएच मान के सरल समायोजन के रूप में आम तौर पर पर्याप्त नहीं है. प्रत्येक adsorbent सामग्री आमतौर पर शूंय चार्ज (PZC) के अपने बिंदु के आसपास लगभग पीएच के लिए प्रयास कर रहा है । तदनुसार, यह संभव है कि एक जलीय समाधान, जैसे, पीएच 3 के लिए समायोजित, 8 के एक पीएच मान में परिवर्तन जब adsorbent के साथ तत्काल संपर्क में । अपशिष्ट जल ज्यादातर एक प्राकृतिक बफर क्षमता है, जो इस प्रभाव क्षीणन । यदि, तथापि, केवल एक विशेष लक्ष्य पदार्थ को हटाने के लिए एक विशेष adsorbent के साथ जांच की जानी है, सिंथेटिक अपशिष्ट जल का इस्तेमाल किया जाना चाहिए, यानी, शुद्ध पानी, जो विशेष रूप से लक्ष्य पदार्थ के साथ नुकीला है या, उदा, प्रतिस्पर्धी ॠणायन. इसके विपरीत में पाउडर अधिशोषक, जहां पीएच मूल्य आसानी से वांछित रेंज में एसिड और अड्डों के खुले उभार पोत में जोड़कर बनाए रखा जा सकता है, इस फार्म में कोई पीएच समायोजन दानेदार के साथ एक बैच दृष्टिकोण में किया जा सकता है । granules homogeneously निलंबित रखने के लिए आदेश में, बहुत अधिक सरगर्मी गति की आवश्यकता है, जो सामग्री के बहुत तेजी से घर्षण में परिणाम होगा । यदि इस तरह के घर्षण अनायास है, विनंरता विधि के लिए बंद कर दिया जाता है केंद्रापसारक ट्यूबों के समाधान में लगातार मिश्रित granules रखने के लिए घुमाएगी । इस मामले में लगातार पीएच मान रखने का एकमात्र तरीका बफ़र्स का उपयोग करने के लिए है ।

बफ़र्स के लिए निंन आवश्यकताओं को पूरा किया जाना चाहिए ताकि आयरन युक्त फिल्टर सामग्री पर फॉस्फेट और phosphonates के सोखना की जांच करने के लिए सक्षम होने के लिए: फास्फोरस से मुक्त; बेरंग; घुलनशील; सबसे अच्छा में, कोई जटिल एजेंटों; phosphonates के साथ कोई प्रतियोगिता ध्रुवीय फ़िल्टर सामग्री पर सोखना के बारे में; उपयोग किए गए बफ़र्स की समान संरचना; और बफ़र्स या उनके क्षरण उत्पादों कुल पी दृढ़ संकल्प के लिए पाचन के बाद रंग परिसर के वर्णक्रमीय अवशोषण पर एक नकारात्मक प्रभाव नहीं होना चाहिए । जैव रासायनिक अनुसंधान क्षेत्र के लिए, तथाकथित अच्छे थें17,18,19है, जो वास्तव में इन गुणों का विकास किया गया । इस प्रकार, इस कार्य की जांच के लिए, तालिका 1 में बफ़र्स चयनित किए गए थे । प्रत्येक बफ़र काकोई मान pK बफ़र द्वारा स्थिरांक रखा जा सकता जो श्रेणी इंगित करता है । पीएच श्रेणी के लिए < 5, हालांकि, ऑर्गेनिक एसिड जैसे साइट्रिक एसिड (CitOH) और एसिटिक एसिड (AcOH) का इस्तेमाल किया जाना चाहिए । साइट्रिक एसिड एक जटिल एजेंट है, लेकिन यह एक पीएच रेंज में बफ़र्स जहां सबसे लौह युक्त फिल्टर सामग्री वैसे भी अस्थिर हो जाते हैं । एसिटिक एसिड और MOPS पहले से ही Nowack और स्टोन के द्वारा प्रयोग किया गया7 NTMP के घोल पर goethite के सोखना की जांच करने के लिए (α-FeOOH) पीएच ४.६ और ७.२ में । हालांकि, सोखना की पीएच-निर्भरता पर उनके प्रयोगों बफ़रिंग के बिना जगह ले ली ।

Table 1
तालिका 1: pK एक मान 20 , सैद्धांतिक ऑक्सीजन मांग (ठोड) और विश्लेषण किया वास्तविक रासायनिक ऑक्सीजन की मांग (कॉड) के इस अध्ययन में प्रयुक्त बफ़र्स ।

कुल पी निर्धारण (आईएसओमिनी) बफर समाधान के लिए अनुकूलित
प्रत्येक सोखना परीक्षण के बाद, प्रत्येक समाधान अवशिष्ट phosphonate एकाग्रता के लिए विश्लेषण किया जाना चाहिए । हाल ही में, ०.१ µ g/L की सीमा में ठहराव की सीमा के साथ पर्यावरणीय नमूनों में phosphonates के निर्धारण के लिए एक विधि शुरू की गई थी । यह आईसी-आईसीपी-एमएस विधि और कटियन एक्सचेंजर्स के उपयोग पर आधारित है (में phosphonates के रूपांतरण के लिए "नि: शुल्क" phosphonic एसिड) और आयनों एक्सचेंजर्स (पूर्व के लिए phosphonates की एकाग्रता)21। इसके अलावा, पहले से ही १९९७ में Nowack से एक विधि22 का पता लगाने की उच्च सीमा के साथ पेश किया गया था 15-100 µ g/L, जो पूर्व के आधार पर है Fe के साथ phosphonates के परिसर मेंIII, HPLC का उपयोग कर प्रतिधारण और इन के भामिति का पता लगाने परिसरों. हालांकि, इन तरीकों बहुत समय लेने वाली और महंगी हैं । सिंथेटिक अपशिष्ट के साथ अध्ययनों में जिसमें केवल फास्फोरस युक्त यौगिक एक phosphonate है, यह कुल पी एकाग्रता निर्धारित करके phosphonate एकाग्रता का निर्धारण करने के लिए पर्याप्त है । अकार्बनिक फॉस्फेट का निर्धारण कुल पी के निर्धारण से अब तक कम समस्याओं के साथ प्रयोगकर्ता प्रस्तुत करता है, के रूप में बाद पिछले पाचन की आवश्यकता है । रसायनों की राशि है कि पहले से जोड़ा जा करने के लिए ठीक नमूने में मौजूद यौगिकों के लिए मिलान किया जाना चाहिए ।

फॉस्फेट का निर्धारण वर्तमान में मुख्य रूप से मर्फी और रिले23द्वारा शुरू की विधि का उपयोग किया जाता है । यह विधि एक तीव्रता से रंगीन phosphomolybdenum नीले परिसर ([PSb2Mo12ओ४०]− ८८० एनएम पर λमैक्स के साथ) जो फॉस्फेट की उपस्थिति में गठन किया है के स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक का पता लगाने पर आधारित है और acidified molybdate ascorbic एसिड और सुरमा (III) एजेंटों24को कम करने के रूप में प्रयोग । अन्य अध्ययनों में, [H+]: [Mo] का इष्टतम अनुपात 60-8025,26होना निर्धारित किया गया था । कुल पी, पाचन, यानी, पी-ओ-पी, सी-ओ-पी और सी-पी बांड के टूटने के लिए फास्फोरस युक्त यौगिकों और फास्फोरस फॉस्फेट के ऑक्सीकरण में phosphomolybdenum नीले गठन से पहले किया जाना चाहिए24 का निर्धारण करने के लिए . Eisenreich एट अल. 27 को अम्लीय वातावरण में ऑक्सीकरण एजेंट peroxodisulfate (K2S2O8) के उपयोग पर आधारित सरलीकृत विधि प्रस्तुत किया । इन निष्कर्षों के कई आईएसओ ६८७८28है, जो व्यवस्थित फॉस्फेट पी और पानी के नमूनों में कुल पी सांद्रता के निर्धारण के लिए प्रक्रिया बताते है के विकास में शामिल किया गया है (अपशिष्ट जल और समुद्री जल) ।

आईएसओ ६८७८ (चित्रा 2) के अनुसार कुल पी निर्धारण के नमूने की आवश्यकता है एक Erlenmeyer कुप्पी में K2S2O8 द्वारा एक अंलीय पीएच (सल्फर एसिड का उपयोग करने के लिए कम से कम 30 मिनट में पचा) । पाचन के बाद, पीएच मान 3-10 NaOH का उपयोग करने के लिए सेट है और Erlenmeyer कुप्पी की सामग्री एक ५० मिलीलीटर volumetric कुप्पी करने के लिए स्थानांतरित किया जाता है । इस कुप्पी, ascorbic एसिड और एक अंलीय molybdate और सुरमा युक्त समाधान नमूना में जोड़ रहे है और फिर पानी से भर दिया । 10-30 मिनट के बाद, इस नीले रंगाई की तीव्रता ८८० एनएम के एक तरंग दैर्ध्य पर मापा जाता है । फॉस्फेट निर्धारण के मामले में, पाचन छोड़ा जाता है । इसका मतलब है, नमूना ascorbic एसिड के साथ एक ५० मिलीलीटर volumetric कुप्पी में मिलाया जाता है और एक molybdate युक्त समाधान के साथ ही सुरमा, और नीले रंग रंगाई की तीव्रता फोटोमीटर में मापा जाता है ।

Figure 2
चित्र 2 : आईएसओ ६८७८ के अनुसार कुल पी निर्धारण की प्रक्रिया सल्फर एसिड और पोटेशियम peroxodisulfate का उपयोग कर पाचन लागू करने, NaOH के साथ एक अनुवर्ती पीएच समायोजन और ascorbic एसिड और molybdate युक्त समाधान का उपयोग रंगाई । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

कुल पी निर्धारण की प्रक्रिया बहुत जटिल है के बाद से पाचन के दौरान यह हमेशा ध्यान रखा जाना चाहिए कि नमूना पर फोड़ा नहीं करता है और पीएच 3-10 के लिए नमूने का समायोजन एक लंबे समय लेता है. आदेश में एक बहुत ही कम समय में संभव के रूप में कई नमूनों का विश्लेषण करने में सक्षम होने के लिए, कुल पी और ऑर्थो-फास्फेट दृढ़ संकल्प के एक लघुकृत फार्म इस आईएसओ विधि के आधार पर विकसित किया गया था । आरेख 3 इस विधि के अलग-अलग चरणों को संक्षिप्त करता है । इस लघुकृत निर्धारण विधि (isomini) में, रंग समाधान की अंतिम मात्रा 10 मिलीलीटर है (iso विधि में, यह ५० मिलीलीटर है) । तदनुसार, आईएसओमिनी विधि समाधान की मात्रा को कम कर देता है एक पांचवें के लिए इस्तेमाल किया जाएगा । आईएसओमिनी विधि में, पाचन एक थर्मोस्टेट में किया जाता है (आईएसओ विधि के विपरीत, जहां पाचन एक चूल्हा पर एक Erlenmeyer कुप्पी में प्रस्तावित है) 148-150 डिग्री सेल्सियस पर सबसे अधिक संभव ऑक्सीकरण प्राप्त करने के लिए । NaOH पाचन के बाद एक साथ ascorbic एसिड और अम्लीय molybdate समाधान के साथ जोड़ा जाता है ।

Figure 3
चित्र 3 : आईएसओ ६८७८ के एक संशोधित और लघुकृत फार्म के अनुसार कुल पी निर्धारण की प्रक्रिया (आईएसओमिनी) 10 मिलीलीटर पेंच टोपी शीशियों, बफर निर्भर पोटेशियम peroxodisulfate सांद्रता, एक थर्मोस्टेट में हीटिंग और के अलावा का उपयोग पूर्व में स्थानांतरित किए बिना पचता नमूना के लिए रंग सीधे एजेंट । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

कार्बनिक बफर नमूनों में निहित अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता में मौजूद होना चाहिए (10 मिमी) phosphonate की तुलना में (5-30 µ m) पीएच मान को प्रभावी ढंग से बनाए रखने के लिए. इन बफ़र्स सोखना परीक्षण के बाद कुल पी के विश्लेषण के लिए पचा जाना चाहिए । तदनुसार, ऑक्सीकरण एजेंट की खुराक राशि प्रत्येक बफर के लिए मिलान किया जाना चाहिए, खाते में ले कि बहुत अधिक ऑक्सीकरण एजेंट पाचन के बाद गठित रंग जटिल के गठन के साथ हस्तक्षेप नहीं करना चाहिए. आदेश में K2एस2O8 कुल पी निर्धारण में प्रत्येक बफर के पाचन के लिए आवश्यक मात्रा विश्लेषण रासायनिक ऑक्सीजन की मांग (कॉड) के आधार पर अनुमान करने में सक्षम होना करने के लिए, के दौरान कितने इलेक्ट्रॉनों की तुलना में परिवर्तित किया जा सकता कमी हे२ व K२S२हे८ आवश्यक आहे:

o2 + 4 ज+ + 4 ई- → 2 ज2ओ

एस2ओ82- + 2 ई- → 2 तो42-

इस प्रकार, एक विशेष अणु के ऑक्सीकरण के रूप में कई peroxodisulfate अणुओं के रूप में दो बार की आवश्यकता है O2 अणु । तदनुसार, 20 मिलीलीटर का एक नमूना मात्रा के मामले में, नमूना के कॉड से अधिक नहीं होना चाहिए ५०० mg/L जब आईएसओ विधि का उपयोग कर । हालांकि, यहां तक कि एमईएस के मामले में, तालिका 1से सबसे छोटी दाढ़ मास के साथ अच्छा बफर, पहले से ही २.४ g/L के एक कॉड 10 मिमी की एकाग्रता पर मौजूद है । सोखना परीक्षण और आईएसओमिनी विधि के कदम दर कदम प्रोटोकॉल के अलावा, इस कागज, इसलिए, आवश्यक बफर एकाग्रता की जांच, phosphonate सोखना और K2S2O8 पर बफ़र्स के प्रभाव पर आईएसओमिनी विधि में उनके पाचन के लिए आवश्यक मात्रा और NaOH खुराक ।

Freundlich मॉडल ऑफ सोखना
सोखना isotherms, अर्थात, लोड हो रहा है क्यू (जैसे, mg p/g adsorbent) में भंग एकाग्रता पर लागू (mg/L P) adsorptive के एक विशिष्ट संपर्क समय के बाद, Freundlich द्वारा प्रस्तावित समीकरण का उपयोग कर modeled किया जा सकता है29:

Equation 1

यदि प्रायोगिक रूप से प्राप्त किए गए मान q और c को किसी फ़ंक्शन के रूप में प्लॉट किया गया है ln (q) पर ln (c), रेखीय प्रतीपगमन द्वारा निर्धारित इस फ़ंक्शन की ढलान से संगत 1/n और y-अक्ष के लिए KF मान30अवरोधन ।

कार्यविधि का ओवरव्यू
phosphonates के संबंध में दानेदार घाट हीड्राकसीड की सोखना क्षमता निर्धारित करने के लिए पूरी प्रक्रिया कई चरणों में विभाजित है और प्रोटोकॉल अनुभाग में वर्णित है । विश्लेषण के लिए, यह एजेंट समाधान (प्रोटोकॉल में खंड 1) की पर्याप्त मात्रा तैयार करने के लिए आवश्यक है । ये कई हफ्तों के लिए टिकाऊ होते हैं । phosphonate युक्त समाधान तो (धारा २) तैयार किया जाता है, जिसके बाद सोखना परीक्षण (दानेदार सामग्री के साथ phosphonate समाधान का संपर्क) (सेक्शन ३) और लघुकृत आईएसओ विधि (सेक्शन ४) के अनुसार कुल पी का विश्लेषण होता है.

Protocol

1. कुल पी निर्धारण के लिए सभी आवश्यक समाधानों की तैयारी

नोट: नीचे वर्णित समाधानों में से कुछ की तैयारी ISO ६८७८28में समझाया गया है । इन तैयारी के तरीकों को थोड़ा इस काम की विधि के लिए अनुकूलित किया गया है । रसायनों की शुद्धता की आवश्यक डिग्री संलग्न सामग्री सूची में पाया जा सकता है ।

  1. h2की तैयारी तो4 समाधान (१३.५, 9 और ०.९ एम एच2तो4)
    चेतावनी: धुएं हुड के तहत काम करते हैं ।
    1. १३.५ एम एच2की तैयारी तो4
      1. 25 मिलीलीटर पानी के साथ एक १०० मिलीलीटर एेसे सिलेंडर भरें और उसे एक चोंच में रखे हुए बर्फ के क्यूब्स से घिरे १०० मिलीलीटर कांच की बोतल में ट्रांसफर करें ।
      2. केंद्रित सल्फर एसिड की ७५ मिलीलीटर के साथ ही एेसे सिलेंडर भरें और इसे बोतल में पानी के लिए सरगर्मी के तहत स्थानांतरण । सावधानी: गर्मी विकास ।
      3. बोतल को ध्यान से यूरिन से बाहर रखें जैसे ही यह पर्याप्त रूप से ठंडा हो जाए (max. ४० डिग्री सेल्सियस) ।
    2. 9 एम एच2की तैयारी तो4 (molybdate समाधान की तैयारी के लिए आवश्यक)
      1. ७०० मिलीलीटर पानी के साथ एक 1 एल स्नातक सिलेंडर भरें और यह एक बाल्टी में रखा बर्फ के क्यूब्स से घिरा एक 3 एल ग्लास चोंच में स्थानांतरण ।
      2. केंद्रित सल्फर एसिड की ७०० मिलीलीटर के साथ एक ही 1 एल स्नातक सिलेंडर भरें और 3 एल चोंच में पानी को सरगर्मी के तहत स्थानांतरण । सावधानी: गर्मी विकास ।
      3. 3 एल चोंच सावधानी से बाल्टी से बाहर ले के रूप में ही यह पर्याप्त नीचे ठंडा है (max. ४० डिग्री सेल्सियस) और एक 2 एल कांच की बोतल में अपनी सामग्री हस्तांतरण ।
    3. ०.९ एम एच2की तैयारी तो4
      1. लगभग १०० मिलीलीटर पानी के साथ एक २५० मिलीलीटर volumetric कुप्पी भरें ।
      2. 9 एम एच2तो4 के 25 मिलीलीटर स्थानांतरण (1.1.2 देखें) में २५० मिलीलीटर volumetric कुप्पी का उपयोग कर एक 25 मिलीलीटर volumetric पिपेट । सावधानी: गर्मी विकास ।
      3. पानी के साथ २५० एमएल volumetric कुप्पी को २५० एमएल रिंग मार्क तक भरें ।
      4. एक डाट के साथ volumetric कुप्पी बंद करो, यह homogenization के लिए कई बार हिला और एक २५० मिलीलीटर कांच की बोतल में volumetric कुप्पी की सामग्री हस्तांतरण ।
  2. एचसीएल कुल्ला समाधान (लगभग 2 मीटर) की तैयारी
    चेतावनी: धुएं हुड के तहत काम करते हैं ।
    1. 1 l पानी के साथ एक 2 एल स्नातक सिलेंडर भरें ।
    2. इस एेसे सिलेंडर को भरें ३२% एचसीएल (डब्ल्यू/डब्ल्यू) समाधान के ४०० मिलीलीटर के साथ ।
    3. अब एेसे सिलेंडर में 2 एल की कुल मात्रा हासिल करने के लिए ६०० मिलीलीटर पानी डालें ।
    4. एक छड़ी के साथ एेसे सिलेंडर की सामग्री हिलाओ (उदा., स्नातक पिपेट) और एक २.५ एल कांच की बोतल में एेसे सिलेंडर की सामग्री हस्तांतरण ।
    5. बोतल बंद करो और यह homogenization के लिए कई बार उल्टा हिला ।
    6. केवल एक रंग परिवर्तन स्पष्ट हो जाता है जब तक इस समाधान का पुन: उपयोग करें । फिर कुल्ला समाधान त्यागें और एक नया तैयार करें ।
  3. एचसीएल सॉल्यूशंस की तैयारी (१०.२ और 2 मी)
    चेतावनी: धुएं हुड के तहत काम करते हैं ।
    1. १०.२ M hcl के रूप में ३२% hcl (w/w) का उपयोग करें ।
    2. 2 मीटर एचसीएल की तैयारी
      1. एक 15 मिलीलीटर volumetric पिपेट का उपयोग कर ३२% एचसीएल (१०.२ मीटर) की 15 मिलीलीटर के साथ एक १०० मिलीलीटर volumetric कुप्पी भरें ।
      2. एक micropipette का उपयोग कर volumetric कुप्पी के लिए ३२% एचसीएल (१०.२ मीटर) का एक और ४.६७ मिलीलीटर जोड़ें ।
      3. पानी के साथ volumetric कुप्पी को १०० एमएल रिंग मार्क तक भरें ।
      4. एक डाट के साथ volumetric कुप्पी बंद करो और इसे हिला उल्टा homogenization के लिए कई बार और एक १०० मिलीलीटर कांच की बोतल में volumetric कुप्पी की सामग्री हस्तांतरण ।
  4. NaOH समाधान की तैयारी (10, 2, १.५ एम NaOH)
    चेतावनी: धुएं हुड के तहत काम करते हैं ।
    1. वज़न १००.० ग्राम (10 मीटर के लिए), 20 ग्राम (2 मीटर के लिए) या 15 ग्राम (१.५ मीटर के लिए) NaOH के एक छोटे से यूरिन में और यूरिन की सामग्री को २५० मिलीलीटर volumetric कुप्पी में ट्रांसफर करें ।
    2. पानी के साथ volumetric कुप्पी को २५० एमएल रिंग मार्क तक भरें । एक डाट के साथ volumetric कुप्पी बंद करो और इसे हिला उल्टा homogenization के लिए कई बार (सावधानी: समाधान गर्म हो सकता है) । यदि जल स्तर की ऊंचाई अब रिंग चिह्न से मेल खाती है, तो अधिक पानी (भंग प्रक्रिया के परिणामस्वरूप कुल मात्रा परिवर्तन) जोड़ें ।
    3. एक २५० मिलीलीटर प्लास्टिक की बोतल में volumetric कुप्पी की सामग्री स्थानांतरण (सावधानी: NaOH समाधान के लिए कांच की बोतलों का उपयोग न करें) ।
  5. K2S2O8 समाधान/निलंबन की तैयारी (८.३३, ४१.६७, ५०.००, ५८.३३, ६६.६६ g/
    नोट: फास्फोरस निर्धारण के लिए अलग तरह से केंद्रित peroxodisulfate मिश्रण की आवश्यकता होती है । उनमें से कुछ के बाद से कश्मीर के2एस2ओ8 की संतृप्ति सीमा से ऊपर है लगभग । ५० g/L 20 ° c पर, यह एक भूरे रंग के कांच की बोतल में सीधे K2S2O8 वजन करने के लिए सलाह दी जाती है और इस पर पानी की इसी मात्रा डालना (do तैयारी के लिए volumetric कुप्पी का प्रयोग न करें) ।
    1. वज़न २.०८ g (८.३३ g/L के लिए), १०.४२ g (४१.६७ g/l), १२.५० (५०.०० g/l), १४.५८ g (५८.३३ g/l) या १६.६७ g (६६.६६ g/l) ठोस K2S2O8 सीधे एक भूरे रंग की २५० मिलीलीटर कांच की बोतल में ।
    2. पानी की २५० मिलीलीटर के साथ एक एेसे सिलेंडर भरें और इस पानी की बोतल में कश्मीर2एस2ओ8 पर डालो ।
    3. जब तक सभी अवयवों को भंग कर रहे हैं या वहाँ केवल एक मामूली turbidity है जब तक बोतल की सामग्री हलचल ।
    4. undissolved k2s2o8 भी संभव के रूप में homogeneously के रूप में निकाला जा सकता है यह सुनिश्चित करने के लिए चुंबकीय सरगर्मी पर उच्च अशांति के तहत कश्मीर2एस2ओ8 के निष्कर्षण बाहर ले ।
  6. १०० g/L ascorbic एसिड के समाधान की तैयारी
    1. एक ५०० मिलीलीटर volumetric कुप्पी में ascorbic एसिड की ५० ग्राम वजन ।
    2. पानी के साथ volumetric कुप्पी को ५०० एमएल रिंग मार्क तक भरें ।
    3. जब तक ascorbic एसिड को पूरी तरह से भंग कर दिया जाता है चुंबकीय सरगर्मी पर volumetric कुप्पी की सामग्री हिलाओ । यह पानी की सतह के स्तर को सही करने के लिए यह एक छोटे से अधिक पानी जोड़कर अंगूठी निशान के साथ अनुकूल बनाने के लिए आवश्यक हो सकता है (सरगर्मी बार मात्रा के रूप में अच्छी तरह से दे रही सावधान रहना) । फिर एक भूरे रंग ५०० मिलीलीटर कांच की बोतल में volumetric कुप्पी की सामग्री हस्तांतरण ।
  7. Molybdate मैं समाधान की तैयारी (फास्फेट दृढ़ संकल्प के लिए आवश्यक)
    1. १३.० वजन के ठोस (एनएच4)6मो7ओ24∙ 4H2o सीधे एक १०० मिलीलीटर कांच की बोतल में । १०० मिलीलीटर पानी के साथ एक एेसे सिलेंडर भरें और उसे बोतल में डाल दें । एक चुंबकीय सरगर्मी पर बोतल की सामग्री हलचल जब तक यह पूरी तरह से भंग है ।
    2. वजन ०.३५ g सॉलिड K (SbO) C4h4o6∙ ½ ज2o सीधे एक ताजा १०० मिलीलीटर कांच की बोतल में । १०० मिलीलीटर पानी के साथ एक एेसे सिलेंडर भरें और यह कश्मीर (SbO) सी के साथ बोतल में डाल4एच4ओ6∙ ½ एच2ओ । बोतल की सामग्री जब तक यह पूरी तरह से भंग है हलचल ।
    3. 9 एम एच2की ३०० मिलीलीटर के साथ एक एेसे सिलेंडर भरें तो4 (1.1.2 देखें) और यह एक भूरे रंग ५०० मिलीलीटर कांच की बोतल में डालना ।
    4. जोड़ (एनएच4)6मो7ओ24∙ 4H2o समाधान के लिए ३०० एमएल 9 एम एच2तो4। फिर इस मिश्रण को K (SbO) C4h4o6∙ ½ ज2o समाधान जोड़ें । बोतल बंद करें और इसे हिला कई बार उल्टा homogenization के लिए ।
  8. Molybdate द्वितीय समाधान की तैयारी (कुल पी निर्धारण के लिए आवश्यक)
    1. १३.० वजन के ठोस (एनएच4)6मो7ओ24∙ 4H2o सीधे एक १०० मिलीलीटर कांच की बोतल में । १०० मिलीलीटर पानी के साथ एक एेसे सिलेंडर भरें और उसे बोतल में डाल दें । एक चुंबकीय सरगर्मी पर बोतल की सामग्री हलचल जब तक यह पूरी तरह से भंग है ।
    2. वजन ०.३५ g सॉलिड K (SbO) C4h4o6∙ ½ ज2o सीधे एक ताजा १०० मिलीलीटर कांच की बोतल में । १०० मिलीलीटर पानी के साथ एक एेसे सिलेंडर भरें और यह कश्मीर (SbO) सी के साथ बोतल में डाल4एच4ओ6∙ ½ एच2ओ । बोतल की सामग्री जब तक यह पूरी तरह से भंग है हलचल ।
    3. ७० मिलीलीटर पानी के साथ एक एेसे सिलेंडर भरें । 9 एम एच2तो4 के २३० मिलीलीटर जोड़ें (देखें 1.1.2) एेसे सिलेंडर में पानी के लिए (यानी, ३०० मिलीलीटर तक भरें) । सावधानी से एेसे सिलेंडर की सामग्री को रॉड (जैसे, एेसे पिपेट) से homogenize । एक भूरे रंग ५०० मिलीलीटर कांच की बोतल में स्नातकीय सिलेंडर की सामग्री स्थानांतरण (वर्तमान सामग्री: ६.९ एम एच2तो4) ।
    4. जोड़ (NH4)6मो7ओ24∙ 4H2o समाधान को ३०० एमएल के ६.९ एम एच2तो4. फिर इस मिश्रण को K (SbO) C4h4o6∙ ½ ज2o समाधान जोड़ें । बोतल बंद करें और इसे हिला कई बार उल्टा homogenization के लिए ।
  9. आंतरिक गुणवत्ता मानक की तैयारी (IQS: 1 मिलीग्राम/एल KH2PO4-पी में ०.९ mM एच2तो4)
    1. सूखी KH के कुछ ग्राम2पीओ4 में एक छोटे से ग्लास डिश में १०५ ° c सुखाने ओवन में जब तक बड़े पैमाने पर भक्ति हासिल की है और फिर KH2po4 नीचे एक desiccator में कमरे के तापमान को ठंडा ।
    2. वजन ०.२१९७ जी ± ०.०००२ जी के KH2PO4 सीधे desiccator से एक 1 एल volumetric कुप्पी में और volumetric कुप्पी में लगभग ८०० मिलीलीटर पानी जोड़ें ।
    3. अब 9 एम एच2तो4 के 5 मिलीलीटर जोड़ें (1.1.2 देखें) एक 5 मिलीलीटर volumetric पिपेट का उपयोग कर कुप्पी के लिए और 1 एल अंगूठी निशान तक पानी के साथ कुप्पी भरें ।
    4. चुंबकीय सरगर्मी पर volumetric कुप्पी की सामग्री हिलाओ और एक 1 एल कांच की बोतल में volumetric कुप्पी की सामग्री हस्तांतरण (वर्तमान सामग्री: ५० मिलीग्राम/l KH2PO4-पी में ४५ mM H2तो4) । यह समाधान इसके बाद IQS की तैयारी के लिए एक शेयर समाधान के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है ।
    5. इस समाधान के 10 मिलीलीटर स्थानांतरण एक ५०० मिलीलीटर volumetric कुप्पी में एक 10 मिलीलीटर volumetric पिपेट का उपयोग कर, पानी के साथ volumetric कुप्पी भरने के लिए ५०० एमएल अंगूठी निशान और चुंबकीय सरगर्मी पर volumetric कुप्पी की सामग्री हलचल ।
    6. एक ५०० मिलीलीटर कांच की बोतल में volumetric कुप्पी की सामग्री स्थानांतरण (वर्तमान सामग्री: 1 मिलीग्राम/एल KH2PO4-पी में ०.९ मिमी एच2तो4) । यह समाधान IQS है ।

2. Phosphonate-युक्त बफ़र्ड समाधानों की तैयारी

  1. वजन या एक volumetric कुप्पी में वांछित बफर पिपेट (1 एल में ०.०१ मीटर बफर की एक लक्ष्य एकाग्रता में, उदा: ५७२ µ L की १००% AcOH, २.१०१४ g च्या CitOH · एच2ओ, एमईएस के १.९५२० ग्राम, MOPS के २.०९२६ ग्राम, HEPES के २.५२३३ ग्राम, EPPS के २.३७३२ ग्राम, CAPSO के २.२१३२ जी, कैप्स के २.३८३१ ग्राम, 2 एम NaOH के 5 मिलीलीटर) ।
  2. पानी के साथ के बारे में तीन तिमाहियों के लिए volumetric कुप्पी भरें और एक पहले से तैयार 1 जी/l phosphonate-p स्टॉक समाधान (1 के एक लक्ष्य एकाग्रता के लिए मिलीग्राम/l p 1 l, जैसे, 1 g/l phosphonate-p की 1 मिलीलीटर) ।
  3. अंगूठी के निशान तक पानी के साथ कुप्पी भरें, चुंबकीय सरगर्मी पर कुप्पी की सामग्री हलचल जब तक सभी अवयवों को भंग कर रहे हैं और यह एक गिलास की बोतल में स्थानांतरण.
  4. जबकि सरगर्मी, बफर समाधान में वांछित पीएच मान समायोजित (उदा., एचसीएल के साथ पीएच 6) (जैसे, 2 और १०.२ मीटर) या NaOH (जैसे, 2 और 10 मीटर) (दोनों अंलीय और बुनियादी समाधान के अलावा एक अनावश्यक को रोकने के लिए बचा जाना चाहिए ईओण ताकत की वृद्धि) ।
  5. phosphonate-P एकाग्रता निर्धारित करने के लिए, चरण 4 के अनुसार आगे बढ़ें ।

3. सोखना परीक्षण की प्रक्रिया

  1. आसुत जल के साथ अच्छी तरह से फिल्टर सामग्री धो लें (उदा., ०.५ mm का एक जाल आकार के साथ एक छलनी पर) और फिर यह ८० डिग्री सेल्सियस पर सूखी ।
    नोट: प्रोटोकॉल यहां ठहर सकता है ।
  2. फ़िल्टर सामग्री (जैसे, दानेदार घाट हीड्राकसीड) में एक ५० एमएल केंद्रापसारक ट्यूब वजन ।
    नोट: प्रोटोकॉल यहां ठहर सकता है ।
  3. जल्दी से phosphonate-युक्त समाधान के साथ ५० एमएल केंद्रापसारक ट्यूब को भरने के लिए ५० मिलीलीटर के निशान के ऊपर 2 कदम से ।
  4. जल्दी से ट्यूब बंद करने और इसे चलाने रोटेटर में दबाना (संपर्क समय अब से शुरू होता है) ।
  5. समय की एक विशिष्ट राशि के लिए प्रति मिनट 20 क्रांतियों पर ट्यूब घुमाएँ (उदा., 1 ज) ।
  6. एक खाली गिलास की बोतल में एक सिरिंज फिल्टर (०.४५ µm ताकना आकार) के साथ supernatant के लगभग 10-20 मिलीलीटर फिल्टर ।
    नोट: प्रोटोकॉल यहां ठहर सकता है ।
  7. निस्पंदन के पीएच मान का निर्धारण और phosphonate-P एकाग्रता चरण 4 के साथ आगे बढ़ना निर्धारित करने के लिए । फास्फेट सोखना की जांच के मामले में, कदम 5 के साथ आगे बढ़ना ।

4. ISOmini के अनुसार कुल p (Phosphonate-p) का निर्धारण

नोट: निंन कार्यविधि आरेख 3में भी दिखाई गई है ।

  1. नमूना का एक aliquot हस्तांतरण (Vनमूना) का विश्लेषण किया जा करने के लिए, मैक्स .4 एमएल) एक 10 मिलीलीटर पेंच टोपी शीशी में एक micropipette का उपयोग (टोपी सहित शीशी पूर्व एचसीएल के साथ कुल्ला किया जाना चाहिए (१.२ देखें) और एच2हे और 80-100 डिग्री सेल्सियस पर सूख) ।
    नोट: प्रोटोकॉल यहां ठहराया जा सकता है ।
  2. पहले जोड़े गए नमूने के साथ 4 मिलीलीटर की कुल मात्रा प्राप्त करने के लिए एक micropipette के साथ पानी जोड़ें (vwater = 4 मिलीलीटर-vनमूना).
    नोट: प्रोटोकॉल यहां ठहराया जा सकता है ।
  3. जोड़ें ०.९ एम एच2की ०.२ मिलीलीटर तो4 समाधान (1.1.3 देखें) एक micropipette का उपयोग कर । यदि नमूने में 1 मीटर NaOH की एकाग्रता है, के रूप में अक्सर पुनर्जनन समाधान के साथ मामला है, १३.५ एम एच2की ०.२ मिलीलीटर जोड़ें तो4 समाधान (1.1.1 देखें) (सावधानी: सल्फर एसिड का यह समाधान अत्यधिक ध्यान केंद्रित है) ।
    नोट: प्रोटोकॉल यहां ठहराया जा सकता है ।
  4. एक K2S2O8 समाधान/(१.५ देखें) की एकाग्रता जो नमूने में निहित बफर पर निर्भर करता है (0.01-1 एम NaOH पर आईएसओ के लिए संगत: ८.३३ g/L K2S2O8; ०.०१ मीटर CitOH, AcOH, एमईएस: ४१.६७ g/L; ०.०१ M MOPS: ५०.०० g/L; ०.०१ M HEPES: ५८.३३ g/L; ०.०१ एम EPPS, CAPSO, कैप्सन: ६६.६६ g/
  5. टोपी के साथ शीशी बहुत कसकर बंद करें और इसे हिला ।
  6. 1 एच के लिए 148-150 डिग्री सेल्सियस पर एक थर्मोस्टेट में शीशी गर्मी ।
  7. शीशी थर्मोस्टेट से बाहर ले लो और यह कमरे के तापमान के लिए शांत हो जाओ ।
    नोट: प्रोटोकॉल यहां ठहराया जा सकता है ।
  8. शीशी खोलो और १.५ मीटर NaOH समाधान की ०.४ मिलीलीटर जोड़ें (१.४ देखें) ।
    नोट: प्रोटोकॉल यहां ठहराया जा सकता है ।
  9. १०० g/L ascorbic एसिड समाधान की ०.२ मिलीलीटर जोड़ें (१.६ देखें) ।
  10. इसके बाद, जोड़ें ०.४ एमएल molybdate द्वितीय समाधान (१.८ देखें) ।
  11. शीशी को बंद कर उसे homogenization के लिए उल्टा कर दें ।
  12. रंग गठन के लिए 4 एच की एक अधिकतम करने के लिए ंयूनतम 15 मिनट रुको ।
  13. एक फोटोमीटर का उपयोग ८८० एनएम के एक तरंग दैर्ध्य में वर्णक्रमीय अवशोषक (एक) को मापने ।
  14. 4 मिलीलीटर पानी के लिए (एकअंधाके निर्धारण के लिए) के रूप में अच्छी तरह से 4 मिलीलीटर के लिए एक IQS (१.९ देखें) के लिए कदम 4.1-4.13 नियमित रूप से बाहर ले ।
  15. विश्लेषण नमूना (a) के विशिष्ट अवशोषण के आधार पर विश्लेषण नमूने के कुल p या phosphonate-p एकाग्रता की गणना, ब्लाइंड नमूना (एकअंधा) और नमूना मात्रा (Vनमूना) का उपयोग कर निम्न का पालन समीकरण (०.२८७ 1 सेमी cuvettes के साथ अंशांकन लाइन की ढलान से मेल खाती है और फोटोमीटर के आधार पर विचलित कर सकते हैं):
    Equation 2

5. ओ के निर्धारण-PO43--पी के अनुसार आईएसओमिनी

नोट: यह दृढ़ संकल्प विधि इस्तेमाल किया जा सकता है जब सोखना अकार्बनिक ऑर्थो-फास्फेट पर दानेदार फिल्टर सामग्री पर जांच की जानी है । इस मामले में जांच की जाने वाली सैंपल को पचा नहीं पाती है ।

  1. नमूना का एक aliquot हस्तांतरण (Vनमूना) का विश्लेषण किया जा करने के लिए, मैक्स. ९.४ मिलीलीटर) एक micropipette के माध्यम से एक 10 मिलीलीटर पेंच टोपी की शीशी में (टोपी सहित शीशी पूर्व एचसीएल के साथ कुल्ला किया जाना चाहिए (१.२ देखें) और एच2हे और 80-100 डिग्री सेल्सियस पर सूख) ।
    नोट: प्रोटोकॉल यहां ठहराया जा सकता है ।
  2. पहले जोड़े गए नमूने के साथ ९.४ मिलीलीटर की कुल मात्रा प्राप्त करने के लिए एक micropipette के साथ पानी जोड़ें (vwater = ९.४ एमएल-vनमूना).
    नोट: प्रोटोकॉल यहां ठहराया जा सकता है ।
  3. १०० g/L ascorbic एसिड समाधान की ०.२ मिलीलीटर जोड़ें (१.६ देखें) ।
  4. बाद में, molybdate मैं समाधान के ०.४ मिलीलीटर जोड़ें (१.७ देखें) ।
  5. शीशी को बंद कर उसे homogenization के लिए उल्टा कर दें ।
  6. रंग गठन के लिए 4 एच की एक अधिकतम करने के लिए ंयूनतम 15 मिनट रुको ।
  7. एक फोटोमीटर का उपयोग ८८० एनएम के एक तरंग दैर्ध्य में वर्णक्रमीय अवशोषक (एक) को मापने ।
  8. ९.४ मिलीलीटर पानी के लिए नियमित रूप से कदम 5.1-5.7 बाहर ले (एकअंधाके निर्धारण के लिए) के रूप में अच्छी तरह के रूप में एक IQS के 4 मिलीलीटर के लिए (१.९ देखें).
  9. विश्लेषण नमूने के विशिष्ट अवशोषण के आधार पर (a), के ब्लाइंड नमूना (एकअंधा) और नमूना मात्रा (Vनमूना), विश्लेषण नमूना के ऑर्थो-फॉस्फेट-P एकाग्रता ४.१५ में समीकरण का उपयोग कर परिकलित किया जा सकता है ।

Representative Results

प्रस्तावित प्रक्रिया के साथ प्राप्त isotherms का उदाहरण
चित्रा 4 परिणामों का एक उदाहरण से पता चलता है जब विभिंन पीएच मूल्यों पर GFH द्वारा NTMP के सोखना की जांच के मामले में प्रोटोकॉल आवेदन प्राप्त किया । NTMP चयनित किया गया था क्योंकि, तीन phosphonate समूहों के साथ, यह संभावित phosphonates के व्यापक स्पेक्ट्रम के लिए सबसे अधिक प्रतिनिधि phosphonate है जिनमें से phosphonate समूहों की संख्या एक (PBTC) और पांच (DTPMP) के बीच बदलती है । इसके अलावा, NTMP के दाढ़ मास (२९९.०५ g/मोल) भी phosphonates (HEDP: २०६.०३ g/मोल, DTPMP: ५७३.२० g/मोल) के मध्य श्रेणी में स्थित है । चित्रा 4में, सोखना isotherms, यानी, अवशिष्ट phosphonate एकाग्रता के ऊपर phosphonate की लोडिंग, अलग बफर और पीएच मूल्यों पर 1 एच के एक संपर्क समय के बाद चित्रित कर रहे हैं । अब संपर्क समय अवांछनीय हो सकता है कणों के बीच बहुत लंबे समय से संपर्क के कारण सामग्री के घर्षण । प्रत्येक isotherm के लिए, 1 mg/L NTMP-P के साथ एक समाधान और, वांछित पीएच रेंज पर निर्भर करता है, ०.०१ मीटर की एकाग्रता में बफर तैयार किया गया था और एचसीएल या NaOH के माध्यम से एक प्रारंभिक पीएच मान को समायोजित किया गया. यह था ४.० (AcOH), ६.० (एमईएस), ८.० (EPPS), १०.० (कैप्स) और १२.० (NaOH). GFH एकाग्रता के आधार पर, 1 ज संपर्क समय के परिणामस्वरूप, समाधान में पीएच मान २.० की अधिकतम द्वारा परिवर्तित: 4.0-6.0 (AcOH), 6.0-7.3 (एमईएस), 8.0-8.2 (EPPS), 9.4-10.0 (कैप्स), 10.9-12.0 (NaOH) । GFH के PZC लगभग ८.६ है, तो यह है कि एक सेट पीएच मान के मामले में पीएच मान > ८.६ GFH के साथ संपर्क के कारण कमी आई है और एक पीएच मान < ८.६ पर बढ़ परिणामी है । आगे दूर इस समायोजित पीएच मान ८.६ से था, मजबूत पीएच परिवर्तन था ।

Figure 4
चित्र 4 : NTMP के लोड हो रहा है (1 mg/L NTMP-P की प्रारंभिक एकाग्रता) पर दानेदार घाट हीड्राकसीड खुराक पर ०.७ की सांद्रता- 1 h के बाद कमरे के तापमान पर संपर्क समय 14 g/L । ०.०१ मॉल/L की सांद्रता पर निम्न बफ़र्स ग्राफ़ में उल्लेखित पीएच मान पर उपयोग किया गया: AcOH (पीएच 4.0-6.0), एमईएस (पीएच 6.0-7.3), EPPS (पीएच 8.0-8.2), कैप्स (पीएच 9.4-10.0) और NaOH (पीएच 10.9-12.0) । घटता प्लॉट Freundlich isotherms हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

चित्रा 4 में सभी isotherms Freundlich समीकरण (बढ़ते पीएच: ०.८७५, ०.९०५, ०.८९०, ०.९८६, ०.९५२ के साथ सही करने के लिए छोड़ दिया से आर ² मूल्यों का उपयोग कर मॉडलिंग थे; संगत n मान: २.४८८, ३.०६७, ४.४४०, २.८२४, १.९४२; संगत KF मान: ०.६१९ , ०.३८४, ०.२६०, ०.२४५, ०.१४१). 4-6 के पीएच मूल्यों पर, अप करने के लिए ०.५५ मिलीग्राम NTMP-P/जी प्राप्त किया गया था, जो १.८ मिलीग्राम NTMP/ उच्च पीएच मान, सोखना के स्तर को कम । लौह hydroxides अपनी सतह पर Fe-OH समूहों की एक बड़ी संख्या है, जो protonated या पीएच मूल्य के आधार पर deprotonated हो सकता है । पीएच मान की गहराई के साथ, सतह मुख्य रूप से protonated है, यानी, सकारात्मक आरोप लगाया, जिसका अर्थ है कि multidentate phosphonates, जो नकारात्मक लगभग पूरे पीएच रेंज पर चार्ज कर रहे हैं, आकर्षित कर रहे हैं । एक उच्च पीएच मान नकारात्मक दिशा में लोहे के हीड्राकसीड सतह के प्रभारी पाली, जो बारी में वृद्धि हुई इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकारक7की ओर जाता है । दिलचस्प है, यहां तक कि पीएच 12, जो ०.०१ मीटर की एक ओह- एकाग्रता से मेल खाती है, सोखना हुई । इसलिए, सफल desorption के लिए, एक बहुत उच्च एकाग्रता के साथ NaOH समाधान इस्तेमाल किया जाना चाहिए ।

अंय शोधकर्ताओं के परिणामों की तुलना में, अप करने के लिए ०.५५ मिलीग्राम NTMP-P/इस काम में GFH के जी की अधिकतम लदान के बजाय कम होने लगता है । Boels एट अल. 14 GFH के ७१ मिलीग्राम NTMP/जी के एक अधिकतम लदान मिला, जो २१.७ मिलीग्राम NTMP-p/g GFH के साथ उनके प्रयोगों में एक सिंथेटिक रिवर्स असमस के साथ ध्यान केंद्रित के साथ 30 मिलीग्राम/l NTMP (९.३ mg/l NTMP-p) पीएच ७.८५ पर । वे पाउडर GFH इस्तेमाल किया और सिंथेटिक समाधान है, जो HCO3निहित- है कि भी एक बफर के रूप में कार्य करता है, 24 एच के लिए उभारा । इसलिए, उनके परिणाम सीधे इस काम के निष्कर्षों की तुलना में नहीं किया जा सकता है, क्योंकि वे एक बहुत अधिक प्रारंभिक एकाग्रता और पाउडर GFH, जो एक उच्च सतह क्षेत्र के लिए नेतृत्व की संभावना है और, इसलिए, एक बेहतर सोखना प्रदर्शन में परिणाम का इस्तेमाल किया । साथ ही, इस कार्य में संपर्क समय काफी लंबा था । Nowack और स्टोन7 एक ४० µ एम NTMP समाधान (३.७२ मिलीग्राम NTMP-P/l) के साथ प्रयोग किया जाता है एक पीएच में ७.२ के एक ०.४२ ग्राम/l goethite घोल में । समाधान 2 एच के लिए लगभग 30 µ एम NTMP/जी goethite (२.७९ मिलीग्राम के NTMP-पी/जी) की एक अधिकतम लदान के लिए अग्रणी हड़कंप मच गया । 1 mM MOPS एक बफर के रूप में इस्तेमाल किया गया था । फिर, परिणाम उच्च प्रारंभिक phosphonate एकाग्रता के कारण इस काम के परिणामों के लिए सीधे तुलना नहीं की जा सकती । इसके अलावा, घोल, जो goethite झुंड के शामिल एक उच्च सतह क्षेत्र था । हालांकि, Boels एट अल से isotherms की आकृतियों । 14 और Nowack और स्टोन7 इस काम के लोगों के साथ सहमत हैं, और उन सभी को अच्छी तरह से Freundlich मॉडल द्वारा सज्जित किया जा सकता है ।

phosphonate सोखना और आवश्यक बफर एकाग्रता पर बफर का प्रभाव
पिछले प्रयोग सोखना कैनेटीक्स का निर्धारण करने के लिए पता चला था कि भी बफर के उपयोग के साथ, एक संतुलन पीएच मूल्य समय की एक बहुत ही कम अवधि के भीतर पहुंच गया है । पीएच मान है कि पहले phosphonate-समाधान युक्त (पीएच समायोजित) में स्थापित किया गया था कि ph से काफी विचलित कर सकते हैं । इस संतुलन पीएच फिल्टर सामग्री है, जो दानेदार घाट हीड्राकसीड यहां चर्चा के लिए ८.६ था की PZC के लिए जाता है (अपनी जांच के अनुसार) । इसलिए, यह मान लिया जा सकता है कि संपर्क समय (अंतिम पीएच) के बाद पीएच मान किस हद तक phosphonate के सोखना के लिए निर्णायक होता है ।

Figure 5
चित्रा 5: छोड़ दिया: NTMP के लोड हो रहा है (1 mg/l NTMP-P की प्रारंभिक एकाग्रता) पर २.५ g/l दानेदार अलग बफर सांद्रता पर पीएच मान के एक समारोह के रूप में हीड्राकसीड घाट पर एक संपर्क समय के बाद 1 ज. ठीक है: पीएच मान की तुलना 1 एच के बाद संपर्क समय शेयर समाधान में सेट बफ़र्स AcOH, एमईएस, MOPS, EPPS, CAPSO और टोपियां के विभिंन सांद्रता पर दानेदार घाट हीड्राकसीड के साथ संपर्क से पहले । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

दाएं हाथ के आरेख में चित्रा 5में, ph मान जो भिंन बफ़र सांद्रता पर NTMP-युक्त समाधान में सेट किए गए थे की तुलना अंतिम ph मान से 1 mg/l NTMP-P और २.५ g/l GFH के बीच 1 h संपर्क के बाद की जाती है । यह स्पष्ट हो जाता है कि पीएच मूल्य के बीच एक विशेष सहसंबंध पहले समाधान में सेट और अंतिम पीएच मान ही प्राप्य था और इस प्रकार एक अपेक्षाकृत विश्वसनीय पीएच समायोजन केवल जब 10 मिमी की सांद्रता में बफ़र्स इस्तेमाल किया गया था संभव था । यह बहुपद प्रतिगमन के माध्यम से निर्धारित सहसंबंध समारोह में परिलक्षित होता है और सही पर चित्र में reproduced । तथ्य यह है कि 2-4 के 10 मिमी पीएच मूल्यों के नीचे बफर सांद्रता के मामले में आदेश 6-7 के अंतिम पीएच मूल्यों को प्राप्त करने के लिए पूर्व निर्धारित किया जाना था कि अंतिम पीएच मान, जो सोखना के लिए निर्णायक है की भविष्यवाणी है, और इस प्रकार सोखना परीक्षणों के सुरक्षित निष्पादन च या ऐसे बफर सांद्रता चुनौती दे रहे थे ।

बाएं हाथ के आरेख में चित्रा 5में, सोखना की सीमा 1 mg/l NTMP-P पर २.५ g/l GFH अलग बफर सांद्रता के लिए अंतिम पीएच मान के एक समारोह के रूप में दर्शाया गया है । पीएच सीमा 4-12 में पीएच मूल्य पर लोड करने के समीकरण के अनुसार एक रैखिक निर्भरता मान y = कुल्हाड़ी + बी, सभी बफ़र सांद्रता की जांच के लिए रेखीय प्रतीपगमन द्वारा परिकलित मान बहुत समान थे (10 mm: a = − 0.0673, b = 1.0914, R ² = 0.9837; ६.६ mM : अ = − 0.0689, ब = 1.1047, नि ² = 0.9512; ३.३ मिमी: अ = − 0.0672, ब =-०.०६७२, नि ² = 0.9570; 0 मिमी: a = − 0.0708, b = 1.157, R ² = 0.8933) । दृढ़ संकल्प के गुणांक, जो 10 मिमी बफर के लिए सबसे अधिक था, बहुत स्पष्ट रूप से पता चला है कि इस बफर एकाग्रता के साथ न केवल अंतिम पीएच मान को समायोजित करने के लिए आसान था, लेकिन यह भी सोखना के संबंध में सबसे विश्वसनीय परिणाम प्राप्त किए गए. केवल बफ़र के बिना पाठ्यक्रम पीएच 5 और 7 के बीच सोखना सीमा के संभावित विचलन को इंगित करता है । हालांकि, आदेश में बफ़रिंग के बिना इन अंतिम पीएच मूल्यों को प्राप्त करने के लिए, बहुत कम पीएच मूल्यों के शेयर समाधान में स्थापित किया जाना था, जिनमें से कुछ ही थोड़ा ऊपर 2 थे । समायोजित पीएच और अंतिम पीएच के बीच बहुत मजबूत अंतर के कारण, यह है, इसलिए संभव है कि अंतिम पीएच मान नहीं बफर के मामले में सोखना की हद तक के लिए निर्णायक नहीं था । यह इस प्रकार मान लिया जा सकता है कि अच्छे बफ़र्स 1 तालिका में उल्लेख का उपयोग GFH पर phosphonates के सोखना पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव है, यानी, वहां phosphonate और बफर के बीच सोखना साइटों के लिए कोई प्रतिस्पर्धा है । ऐसी selectivity ही प्रचलित है क्योंकि GFH पर NTMP का सोखना मुख्य रूप से मोनो-और bidentate कॉम्प्लेक्स के गठन के कारण होता है15. अच्छा बफ़र्स, दूसरी ओर, छोटे धातु परिसरों17,19है, जो है क्यों NTMP अधिमानतः GFH से बंधे है फार्म की प्रवृत्ति है । ऐसे सक्रिय कार्बन के रूप में एक कम ध्रुवीय सतह के साथ अधिशोषक के मामले में, यह मान लिया जा सकता है कि अच्छा बफ़र्स भी मुक्त सोखना साइटों पर कब्जा और इस तरह phosphonate के सोखना प्रभाव । सक्रिय कार्बन पर phosphonates के सोखना का अध्ययन करने के लिए इन बफ़र्स का उपयोग इसलिए अनुशंसित नहीं है ।

आईएसओ के अंशांकन मिनी विधि और ISO के साथ अनुपालन
चित्रा 6 आंतरिक गुणवत्ता मानक का उपयोग अंशांकन लाइनों से पता चलता है (IQS: 1 mg/L KH2पीओ4-P में ०.९ mM H2तो4) के अनुसार iso ६८७८ के साथ-साथ कुल पी और ओ-पीओ के लिए संशोधित isoमिनी विधि4 3--पी निर्धारण । एक रैखिक प्रतीपगमन के आधार पर, ISO ६८७८ के समतुल्य अंशांकन फ़ंक्शन y = ०.००३३ + 0.2833 x (R ² = 0.99978) था. रैखिक प्रतीपगमन लघुकृत संस्करण के लिए लागू किया गया के लिए फॉस्फेट निर्धारण अंशांकन समारोह में परिणाम y = ०.००५८ + 0.2864 x (R ² = 0.99999). y = ०.००२० + 0.2890 x के साथ (R ² = 0.99985) आईएसओमिनी विधि के अनुसार कुल पी निर्धारण के लिए अंशांकन समारोह बहुत समान और बहुत ही सटीक था । सभी वेरिएंट निर्धारण का एक बहुत ही उच्च गुणांक था, जिसका अर्थ है कि आईएसओमिनी विधि नमूना मात्रा की कमी से एक पांचवें करने के लिए सटीकता से समझौता नहीं करता है । रूपांतरण समीकरण से विश्लेषण नमूना में P एकाग्रता का निर्धारण करने के लिए अंशांकन फ़ंक्शंस के माध्यम से निर्धारित की मापी वर्णक्रमीय absorbances चरण ४.१५ में प्रोटोकॉल में दिया गया है । अनुभव से पता चला है कि अंधे नमूने के अवशोषण आमतौर पर ८८० एनएम फोटोमीटर द्वारा उत्सर्जित संकेत बहुत छोटे माप रेंज में बहुत जोरदार कूद कर सकते हैं के बाद से उपेक्षित किया जा सकता है । इस प्रकार, 4 मिलीलीटर नमूना मात्रा (ISOmini) पर ०.२८७ की एक मापा मान 1 मिलीग्राम/L P की एक फास्फोरस एकाग्रता से मेल खाती है ।

Figure 6
चित्रा 6: कुल पी और ऑर्थो-फॉस्फेट-पी के निर्धारण के लिए अंशांकन लाइनों आईएसओ ६८७८ और आईएसओमिनीके अनुसार । एक IQS (1 mg/L KH2पीओ4-P in ०.९ mM H2तो4) प्रोटोकॉल के बिंदु १.९ के अनुसार इस्तेमाल किया गया था. आईएसओ विधि के लिए, IQS 4, 8, 12, 16 और 20 एमएल के aliquots में और ०.८, १.६, २.४, ३.२ और ४.० एमएल के aliquots में संशोधित आईएसओमिनी विधि के लिए इस्तेमाल किया गया था । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

ISO के दिखावट और बफ़र-निर्भर खुराक मात्रा मिनी विधि
के रूप में पहले से ही उल्लेख किया है, सोखना परीक्षण में एक विश्वसनीय पीएच समायोजन ०.०१ मीटर की एक बफर एकाग्रता के साथ ही संभव है. हालांकि, इस तरह के एक बफर एकाग्रता की आवश्यकता है एक उच्च K2S2O8 खुराक से अधिकांश बफ़र्स के लिए ISO ६८७८ में निर्दिष्ट । इसके अलावा, आईएसओ निर्धारित किया है कि पीएच मान 3-10 करने के लिए पाचन के बाद एक पीएच जांच का उपयोग करने के लिए सेट करना होगा । चूंकि इस तरह के एक पीएच समायोजन एक छोटे से पेंच टोपी शीशी में नहीं किया जा सकता है, अलग बफर समाधान के लिए मिलान NaOH खुराक मात्रा निर्धारित किया जाना था । चित्रा 7 के साथ अलग बफर समाधान के अवशोषण से पता चलता है 1 mg/L NTMP-P जब इन अलग K2S2O8 मात्रा के साथ आईएसओमिनी के अनुसार पचा रहे थे और की मात्रा बदलती के साथ इलाज पाचन के बाद NaOH । तदनुसार, प्रत्येक मैट्रिक्स निंनलिखित प्रक्रिया पर आधारित था: एक समाधान के 4 मिलीलीटर ०.२ एमएल ०.९ एम एच2तो4के साथ मिलाया गया था, अलग K2एस2ओ8 मात्रा के साथ प्रदान की है और एक ही एच2ओ के साथ भरा 9 मिलीलीटर की कुल मात्रा । यह अब प्रोटोकॉल (148-150 डिग्री सेल्सियस पर 1 एच) के अनुसार पचा गया था । ठंडा करने के बाद, अलग NaOH मात्रा जोड़ा और ९.४ एमएल के एक कुल मात्रा में एच2के साथ भर गया । बाद में, ascorbic एसिड समाधान की ०.२ मिलीलीटर और molybdate द्वितीय समाधान के ०.४ मिलीलीटर जोड़ा गया । अवशोषक का निर्धारण (८८० एनएम) इन रंग रिएजेंट के अलावा के बाद 4 ज बाहर किया गया था । इस बार यह सुनिश्चित करने के लिए चुना गया था कि विशिष्ट अवशोषक स्थिर था । 1 mg/L NTMP-P और 1 M NaOH के साथ एक समाधान की भी जांच की गई । हालांकि, के बजाय कश्मीर2एस2ओ8 और NaOH मात्रा, एच2तो4 मात्रा में यह सुनिश्चित करें कि पीएच पाचन के लिए काफी कम था विविध थे । लक्षित अवशोषक मूल्य ०.२८७ था (अंशांकन पंक्ति चित्रा 6में देखें). इस प्रकार, चित्रा 7 में उन मूल्यों को हल्के हरे रंग में दिखाया गया है कि इस लक्ष्य मूल्य से 5% की एक अधिकतम द्वारा किंचित । प्रत्येक मैट्रिक्स में एक मूल्य एक गहरे हरे रंग के साथ प्रकाश डाला है । यह K2S2O8 और NaOH खुराक मात्रा इस प्रकार के बफ़र समाधान के लिए नियमित ISOमिनी विधि के लिए अनुशंसित चिह्नित करता है ।

Figure 7
चित्रा 7: वर्णक्रमीय अवशोषक (× १०००) के विभिंन phosphonate-और बफर से युक्त समाधान विभिंन कश्मीर के साथ2एस2ओ8 और NaOH खुराक मात्रा में ८८० एनएम के एक तरंग दैर्ध्य में 1 सेमी cuvettes । प्रक्रिया: 4 मिलीलीटर समाधान (जैसा कि चित्रा में दिखाया गया है और गोल्डबर्ग एट अल के ऊष्मा pk के मूल्यों से अनुकूलित बफर के pK केएक मूल्य के लिए समायोजित । 20 एक एकाग्रता करने के लिए ०.०१ मीटर और 25 डिग्री सेल्सियस31) एक 10 मिलीलीटर पेंच कैप शीशी में रखा गया था, ०.९ एम एच2तो4 और कश्मीर2एस2ओ8 के विभिंन मात्रा के साथ (जैसा कि चित्रा में दिखाया गया है) के ०.२ मिलीलीटर के साथ मिश्रित । पानी तो पाचन से पहले सभी नमूनों के लिए 9 मिलीलीटर की कुल मात्रा प्राप्त करने के लिए जोड़ा गया था । अब शीशियों 1 एच (पाचन) के लिए 148-150 डिग्री सेल्सियस पर थर्मोस्टेट में गर्म किया गया । कमरे के तापमान को ठंडा करने के बाद, NaOH के विभिंन मात्रा (जैसा कि चित्र में दिखाया गया है) और पानी के अलावा के साथ, यह सुनिश्चित किया गया था कि ९.४ मिलीलीटर की कुल मात्रा सभी शीशियों में मौजूद था । 4 एच ascorbic एसिड समाधान और molybdate द्वितीय समाधान के ०.४ मिलीलीटर की ०.२ मिलीलीटर के अलावा के बाद, ८८० एनएम में अवशोषित निर्धारित किया गया था । समाधान l के मामले में (1 mg/l NTMP-P में 1 M NaOH), H2की मात्रा इतनी4 के बजाय K2S2O8के लिए विविध थी । इधर, सभी नमूनों में NaOH की खुराक राशि १.५ मीटर NaOH के ०.४ मिलीलीटर, यानी, ०.६० mmol के NaOH के अनुरूप है. हल्का हरा: लक्ष्य मूल्य से अधिकतम 5% विचलन: २८७. गहरा हरा: इस बफ़र और phosphonate-युक्त समाधान के लिए अनुशंसित सेटिंग । डैश्ड रेखा: कॉड, सीधी रेखा: ठोड । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

यद्यपि प्रतिआगमनात्मक स्थितियां रंग निर्माण प्रक्रिया में प्रबल होनी चाहिए और अत्यधिक K2S2O8 इस के साथ हस्तक्षेप कर सकता है, समाधान a और b (चित्र 7) के लिए परिणाम, जिसके लिए कोई (IQS) या केवल K2 की एक बहुत छोटी मात्रा s2o8 (केवल NTMP बफ़र के बिना) की आवश्यकता है, दिखाएँ कि अधिक मात्रा में K2s2o8 की आवश्यकता से अधिक नहीं स्वचालित रूप से अवशोषित की एक अचानक कमी करने के लिए नेतृत्व. यह भी यहां उल्लेख किया जाना चाहिए कि समाधान में अंय phosphonates के अनुरूप समाधान बी के साथ 1 mg/L PBTC-P (अवशोषक: ०.३००५), 1 mg/l HEDP-p (०.३०३५), 1 mg/l EDTMP-p (०.२९५२) या 1 mg/l DTPMP-p (०.२९३६) पूरी तरह से ISOmini का उपयोग करके पचता थे विधि के अनुसार प्रोटोकॉल के साथ ०.०४ g K2S2O8 और ०.६ mmol NaOH. इस प्रकार, इस विधि भी NTMP के अलावा अंय phosphonates के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।

तालिका 1 प्रत्येक बफर के ऑक्सीकरण और रासायनिक ऑक्सीजन की मांग (कॉड) Hach LCK ५१४ cuvette रैपिड टेस्ट द्वारा एक ०.०१ मीटर बफर समाधान में मापा के लिए सैद्धांतिक ऑक्सीजन मांग (ठोड) से पता चलता है । यह ज्ञात है कि पोटेशियम dichromate, कॉड निर्धारण के लिए इस्तेमाल किया ऑक्सीडेंट, जैविक रूप से बाध्य नाइट्रोजन३२नहीं है । अच्छे बफ़र्स के लिए, मापा कॉड हमेशा सी और एच के ऑक्सीकरण और सी, एच और एस के ऑक्सीकरण के लिए सैद्धांतिक राशि के बीच था । केवल एक सी के साथ बफ़र्स के लिए-OH समूह (HEPES, EPPS, CAPSO) मापा मान किया सी के ऑक्सीकरण के लिए सैद्धांतिक मूल्य के अनुरूप, एच और एस. बफ़र्स में एक सी-OH समूह (एमईएस, MOPS, कैप्स) शामिल नहीं है, sulfo समूह स्पष्ट रूप से सल्फेट करने के लिए पूरी तरह से नीचा नहीं है.

समाधान के लिए 7c के लिए 7j, यह बहुत स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है कि K2एस2महत्वपूर्ण ऑक्सीकरण एजेंट की मात्रा के नीचे काफी मात्रा में बफर के कॉड के अनुसार आवश्यक, NaOH राशि के स्वतंत्र रूप से, नहीं लक्ष्य मूल्य की उपलब्धि में योगदान करें । 10 मिमी, इन समाधानों में बफर NTMP की तुलना में लगभग १००० गुना अधिक की एकाग्रता थी । यदि बफर नहीं पचता है, यह गारंटी नहीं किया जा सकता है कि phosphonate पूरी तरह से ऑक्सीकरण हो सकता है । केवल कश्मीर2एस2ओ8 मात्रा से परे कॉड लक्ष्य मूल्य की विश्वसनीय प्राप्त करने के लिए योगदान दिया । इस प्रकार, यह आवश्यक नहीं था सभी बफ़र्स बफ़र के पूर्ण ऑक्सीकरण के लिए सैद्धांतिक ऑक्सीडेंट आवश्यकता लागू करने के लिए (ठोड) क्योंकि नाइट्रोजन और स्पष्ट रूप से भी कुछ बफ़र्स के लिए, sulfo समूहों पूरी तरह से विघटित नहीं थे । कॉड से परे किसी भी ऑक्सीकरण एजेंट बफर के साथ प्रतिक्रिया नहीं था, और इसलिए, वहां पर्याप्त कश्मीर के2एस2ओ8 के अतिरिक्त phosphonate ऑक्सीकरण करने के लिए किया गया था । NTMP में भी नाइट्रोजन होता है । हालांकि यह पूरी तरह से नाइट्रेट के ऑक्सीकरण नहीं हो सकता है, सभी phosphonate समूहों स्पष्ट रूप से फॉस्फेट के लिए ऑक्सीकरण हो जाता है । अंयथा, एक अवशोषक है कि 1 मिलीग्राम के लिए मौजूद है नहीं मिलेगा/एल पी. के प्रचुर मात्रा में k2s2O8 निश्चित रूप से भी phosphonate का पूरा ऑक्सीकरण करने के लिए योगदान है, लेकिन बाद पाचन कुछ कश्मीर2एस2 हे8 अभी भी मौजूद था और ascorbic एसिड, जो ब्लू molybdate-फॉस्फेट परिसर की कमी के लिए आवश्यक है के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है । परिणाम लक्ष्य मान से कम एक अवशोषक था ।

प्रत्येक पंक्ति में, NaOH की एक निश्चित राशि से शुरू NaOH की मात्रा के साथ अवशोषक वृद्धि हुई है । इस प्रकार, यह भी हुआ है कि ऑक्सीकरण एजेंट बफर के कॉड के अनुसार आवश्यक की राशि के नीचे, मापा अवशोषण मूल्य लक्ष्य मूल्य के अनुसार हो सकता है, हालांकि NTMP स्पष्ट रूप से पूरी तरह से पचा नहीं था (समाधान 7cदेखें, 7f, और 7h) । इस मामले में, अवशोषण में वृद्धि आत्म के कारण molybdate आयन की कमी के कारण एक बहुत कम [H+]: [Mo] अनुपात26, और किसी भी पत्राचार इसलिए केवल यादृच्छिक है । तदनुसार, उच्च k2एस2ओ8 मात्रा के साथ, अधिक NaOH पाचन के बाद इस्तेमाल किया जा सकता है, के रूप में कश्मीर2एस2ओ8 पीएच मूल्य कम कर देता है ।

अधिकांश समाधानों में, कोई NaOH खुराक लागू नहीं होने पर भी लक्ष्य मान के अनुसार अवशोषक होता था. कभी-कभार, तथापि, इस मूल्य से विचलन हुआ है, जो हो सकता है क्योंकि NaOH के अभाव तथ्य यह है कि इष्टतम [H+]: [मो] अनुपात नहीं रखा गया था और इस तरह रंग परिसर अस्थिर हो गया । इसलिए, चाहे विश्लेषण समाधान, ०.६ mmol NaOH की एक खुराक की सिफारिश की है, के रूप में, इस तरह, रंग परिसरों सबसे अधिक स्थिर साबित हुआ । पुनर्जनन समाधान अक्सर 1 मीटर NaOH की एकाग्रता है । ऐसा ही एक मामला मैट्रिक्स एल द्वारा कवर किया जाता है यहां, यह दिखाया गया है कि केवल एच2की एक बहुत ही संकीर्ण स्पेक्ट्रम तो4 खुराक की अनुमति है, साबित करना है कि एक पीएच जांच के उपयोग के लिए पाचन के बाद पीएच समायोजित यहां एक सुरक्षित प्रक्रिया हो सकती है ।

चित्रा 7 (n = 12) में सभी डार्क ग्रीन अवशोषक मूल्यों, चित्रा 6में अंशांकन लाइन के अनुसार कुल पी एकाग्रता में परिवर्तित, १.०१३ मिलीग्राम/L का एक औसत मूल्य दे. मानक विचलन है ०.०१४ मिलीग्राम/ लक्ष्य मूल्य से ठेठ विचलन (१.००० mg/L) इसलिए केवल 0.11---------(१.०१३-०.०१४-१.०००)/१.००० × १००% = ०.११% है; (१.०१३ + ०.०१४-१.०००)/१.००० × १००% = २.६७%) । यह ISOmini पद्धति की एक उच्च सटीकता दिखाता है ।

Discussion

phosphonates की बढ़ती महत्ता अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों की रक्षा या पानी निकायों प्राप्त करने के लिए अपशिष्ट जल से इन यौगिकों को हटाने के विश्वसनीय तरीकों के लिए अनुसंधान की आवश्यकता है । वर्तमान में, बहुत कुछ अध्ययनों से औद्योगिक अपशिष्ट जल5,11,12,13,14,16से phosphonates को हटाने पर किया गया है । प्रक्रिया यहां प्रस्तुत से पता चलता है कि सोखना द्वारा phosphonates के उन्मूलन के बारे में ध्रुवीय आयरन ऑक्साइड सामग्री युक्त, विशेष रूप से दानेदार घाट हीड्राकसीड में जांच, बाहर किया जा सकता है जल्दी और मज़बूती से जब अनुसार में प्रोटोकॉल दिया ।

सोखना अध्ययन आयोजित करने में निर्णायक बिंदु पीएच मान के रखरखाव है । यह एक बफर का उपयोग कर के बिना केंद्रापसारक ट्यूबों घूर्णन में नहीं किया जा सकता है । इस आलेख में, यह दिखाया गया है कि अच्छा बफ़र्स केवल ०.०१ M की एकाग्रता पर एक स्वीकार्य पीएच समायोजन की अनुमति दें और यहां तक कि इस एकाग्रता पर GFH पर phosphonates के सोखना पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव है । अच्छा बफ़र्स के आवेदन भी कारण है कि यहां प्रस्तुत की प्रक्रिया को phosphonates के सोखना पर नहीं बल्कि गैर पर अध्ययन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है-ध्रुवीय सामग्री जैसे सक्रिय कार्बन के रूप में । अच्छा बफ़र्स मुक्त सोखना साइटों के लिए phosphonates के साथ प्रतिस्पर्धा करेंगे ।

HPLC के माध्यम से phosphonates के प्रत्यक्ष विश्लेषण के बाद से22 या आईसी-आईसीपी-MS21 बहुत जटिल और महंगा है, प्रस्तुत विधि से पता चलता है कि adsorbent के साथ संपर्क के बाद phosphonate संकल्प के माध्यम से अप्रत्यक्ष रूप से मापा जाना चाहिए कुल पी. के. एक मानकीकृत विधि (आईएसओ ६८७८28) आम तौर पर कुल पी निर्धारण के लिए प्रयोग किया जाता है, जिसमें एक पाचन एच2के माध्यम से किया जाता है तो4 और कश्मीर2एस2ओ8 एक चूल्हा पर, पीएच मान तो 3-10 के माध्यम से करने के लिए सेट है NaOH और एक नीला रंग जटिल (जो की रंग तीव्रता फॉस्फेट एकाग्रता के लिए आनुपातिक रैखिकता है) ascorbic एसिड और molybdate समाधान की सहायता से बनाई है । यह मानकीकृत विधि बहुत परिश्रम और समय लगता है, यही वजह है कि आईएसओ विधि (आईएसओमिनी) का एक तेजी से संस्करण विकसित किया गया था । ISOmini विधि कुल वॉल्यूम को एक-पांचवे तक कम कर देती है । पाचन एक थर्मोस्टेट में आराम से जगह लेता है और पाचन के बाद NaOH खुराक तय हो जाती है । इस विधि से एक बहुत कम समय के भीतर किया जा करने के लिए फास्फोरस निर्धारण की एक बड़ी संख्या में सक्षम बनाता है और आईएसओ विधि की तुलना में सटीकता समझौता नहीं है ।

प्रत्येक बफ़र एक अलग कॉड है । इसके अलावा, ०.०१ मीटर की अपेक्षाकृत उच्च आवश्यक बफर एकाग्रता का मतलब है कि, आदेश में नमूना घटकों के पर्याप्त पाचन सुनिश्चित करने के लिए, ऑक्सीकरण एजेंट की काफी अधिक मात्रा में यह आईएसओ विधि में निर्धारित है की तुलना में खुराक लेने के लिए है । यदि K2S2O8 खुराक बहुत कम है या बहुत अधिक है, तो गलत माप परिणाम हो । आईएसओमिनी विधि में, यह कश्मीर2एस2ओ8 खुराक इस प्रकार व्यक्तिगत रूप से प्रत्येक बफर करने के लिए मिलान किया जाता है । एक अंय महत्वपूर्ण बिंदु NaOH की खुराक है । एक नियम के रूप में, पुनर्जनन समाधान > ०.१ एम के NaOH सांद्रता है । से बचने के लिए कि [एच+]: [एमओ] अनुपात रंग जटिल25के गठन के लिए आवश्यक है,26 का पालन नहीं किया है, तो4 मात्रा के पाचन से पहले2के एक उचित समायोजन इसलिए है आवश्यक. समस्या पैदा होती है जब पुनर्जनन समाधान कई बार reused है, जिससे इसके पीएच मूल्य और कॉड बदल रहा है । के बाद से एक विश्वसनीय और सरल पीएच माप पेंच टोपी शीशियों में संभव नहीं है और एक उचित पीएच समायोजन प्रदान नहीं की है, आईएसओमिनी विधि यहां प्रस्तुत है, इस प्रकार, बहुत उच्च पीएच मूल्यों के साथ नमूनों के लिए अपनी सीमा तक पहुंचता है । पुनर्जनन समाधान के लिए यह इसलिए आईएसओ विधि का उपयोग करने के लिए अनुशंसित है ।

Disclosures

ब्याज का कोई विरोध नहीं घोषित ।

Acknowledgments

लेखक विली-हैगर-Stiftung, स्टटगार्ट द्वारा वित्तीय सहायता के लिए आभारी हैं । हम भी phosphonate नमूने प्रदान करने के लिए Zschimmer एंड Schwarz Mohsdorf GmbH एंड कं किग्रा के कर्मचारियों को धंयवाद देना चाहूंगा ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Sulfuric acid (H2SO4) Merck (Darmstadt, Germany) 1120802510 98% (p.a.)
Hydrochloric acid (HCl) VWR Chemicals (Fontenay-sous-Bois, France) 20254.401 32% (AnalaR NORMAPUR, p.a.)
Sodium hydroxide (NaOH) Merck (Darmstadt, Germany) 1064981000 ≥99% (p.a.)
Acetic acid (AcOH) VWR Chemicals (Fontenay-sous-Bois, France) 20104.334 100% (p.a.)
2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid (MES) SigmaAldrich (St. Louis, MO, USA) M3671-250G ≥99%
3-(N-morpholino)propanesulfonic acid (MOPS) SigmaAldrich (St. Louis, MO, USA) M1254-250G ≥99.5%
4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES) SigmaAldrich (St. Louis, MO, USA) H3375-250G ≥99.5%
4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinepropanesulfonic acid (EPPS) SigmaAldrich (St. Louis, MO, USA) E9502-250G ≥99.5%
N-cyclohexyl-2-hydroxyl-3-aminopropanesulfonic acid (CAPSO) SigmaAldrich (St. Louis, MO, USA) C2278-100G ≥99%
N-cyclohexyl-3-aminopropanesulfonic acid (CAPS) SigmaAldrich (St. Louis, MO, USA) C2632-250G ≥98%
2-Phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid (PBTC) Zschimmer & Schwarz (Mohsdorf, Germany) CUBLEN P 50 50% technical
1-Hydroxyethane 1,1-diphosphonic acid monohydrate (HEDP·H2O) SigmaAldrich (St. Louis, MO, USA) 54342-50G ≥95.0%
Nitrilotris(methylene phosphonic acid) (NTMP) SigmaAldrich (St. Louis, MO, USA) 72568-50G ≥97.0%
Ethylenediamine tetra(methylene phosphonic acid) (EDTMP·1.4H2O) Zschimmer & Schwarz (Mohsdorf, Germany) -
Diethylenetriamine penta(methylene phosphonic acid) (DTPMP·6H2O) Zschimmer & Schwarz (Mohsdorf, Germany) -
Potassium dihydrogen phosphate (KH2PO4) Merck (Darmstadt, Germany) 1048731000 ≥99.5% (p.a.)
Potassium peroxodisulfate (K2S2O8) Merck (Darmstadt, Germany) 1050920250 ≥99.0% (p.a.)
L(+)-Ascorbic acid (C6H8O6) Merck (Darmstadt, Germany) 1004680500 ≥99.7% (p.a.)
Ammonium heptamolybdate tetrahydrate ((NH4)6Mo7O24·4H2O) Merck (Darmstadt, Germany) 1011800250 ≥99.0% (p.a.)
Granular ferric hydroxide (GFH) Hego BioTec (Berlin, Germany) - FerroSorp RW
Syringe membrane filters Sartorius Stedim Biotech GmbH (Göttingen, Germany) 17765----------Q Minisart RC Hydrophilic 25 mm 0.45 μm pore size
Single-use syringes for membrane filtration Henke Sass Wolf (Tuttlingen, Germany) 5200.X00V0 3-part Soft-Ject Luer 20 mL
Rotator LLG Labware (Meckenheim, Germany) 6.263 660 uniROTATOR2
Clamp for rotator LLG Labware (Meckenheim, Germany) 6.263 664 Clamp for uniROTATOR2
Screw cap vial Glasgerätebau Ochs (Bovenden, Germany) 135215 Präparatenglas Duran, 16x100 mm, thread GL18, cap with PTFE seal
Micropipette Eppendorf (Hamburg, Germany) 3123000047 eppendorf Research plus 10–100 µL
Micropipette Eppendorf (Hamburg, Germany) 3123000063 eppendorf Research plus 100–1000 µL
Micropipette Eppendorf (Hamburg, Germany) 3123000071 eppendorf Research plus 0.5–5 mL
Precision balance Precisa Gravimetrics (Dietikon, Switzerland) - Precisa LX 220 A SCS
Thermostat Hach (Berlin, Germany) LTV077 HT200S High Temperature Thermostat
Thermostat Merck (Darmstadt, Germany) 1712000001 Spectroquant TR 320
Spectrophotometer Jasco Labor- u. Datentechnik (Groß-Umstadt, Germany) - UV/VIS Spectrophotometer Jasco V-550
Centrifuge tube Sarstedt (Nümbrecht, Germany) 62.559.001 Tube 50 mL, 115x28 mm, flat/conical base PP, assembled cap
pH probe WTW (Weilheim, Germany) 103635 WTW pH-Electrode SenTix 41
pH device WTW (Weilheim, Germany) - WTW Multi 350i
COD determination Hach (Berlin, Germany) LCK514 100–2000 mg/L O2
Sieve Retsch (Haan, Germany) 60.131.000500 Test sieve 0.5 mm mesh (ISO 3310/1) stainless steel
Drying cabinet Memmert (Schwabach, Germany) - Modell 600

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References

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पर्यावरण विज्ञान अंक १३५ Phosphonates NTMP सोखना दानेदार घाट हीड्राकसीड कुल पी निर्धारण अच्छा buffers संशोधित मोलिब्डेनम ब्लू विधि ।
एक लघुकृत फास्फोरस निर्धारण विधि का उपयोग दानेदार घाट हीड्राकसीड पर Phosphonates के सोखना निर्धारित करने के लिए अनुकूलित प्रक्रिया
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Rott, E., Reinhardt, T., Wasielewski, S., Raith-Bausch, E., Minke, R. Optimized Procedure for Determining the Adsorption of Phosphonates onto Granular Ferric Hydroxide using a Miniaturized Phosphorus Determination Method. J. Vis. Exp. (135), e57618, doi:10.3791/57618 (2018).

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