Merkurje tipično dubok metal koji je izuzetno destruktivan, posebno kada se unese ili proguta. Odgođena osjetljivost na živu može uzrokovati ozbiljne utjecaje na prosperitet, uključujući neurološka oštećenja, razočaranje u bubrezima i porođaj. U svjetlu svega, osnovno je prepoznati i provjeriti razine žive u različitim okolnostima. Jedna izravna i uvjerljiva strategija za uočavanje prisutnosti živinog vrela je korištenjeŽivin indikatorski prah. Međutim, koliko nedvosmisleno djeluje ovaj neobičan puder?
Koji su principi iza živinog indikatorskog praha?
Živin marker u prahu sadrži sumpor i boju. Sumpor reagira na isparavanje žive u zraku, dok sjenilo daje vidljiv signal kada se reakcija dogodi.
Konkretno, živa jako voli sumpor i odmah oblikuje živin sulfid kada dvije komponente dođu u dodir. Živin sulfid je tamni ili zemljano tamni spoj. Zbog toga će u pogledu živinih para sumpor u prahu pokazivača postati taman ili smeđi. Nijansa jamči da je ova promjena raznolikosti izvana očigledna.
Nekoliko uobičajenih boja koje se koriste u živinom markeru u prahu uključuju bengalsku ružu, fluorescein i rodamin B. Ove fluorescentne nijanse obično su žutozelene. Međutim, kada se pomiješaju s tamnim živinim sulfidom, opći ton se očito mijenja u smeđi ili taman. Bez boja, sumpor bez ikoga drugoga bilo bi teško vidjeti izvana, osobito pri niskim fiksacijama žive.
Odgovor između žive i sumpora nepovratan je u tipičnim okolnostima. Dakle, promjena raznolikosti traje čak i nakon što se živin dim proširi. Razina zatamnjivanja ovisi o količini prisutne žive. Kao takav, pokazivač u prahu daje grubu subjektivnu procjenu razine žive.
Različite vrste sumpora mogu reagirati sa živom, uključujući esencijalni sumpor i sulfide teških metala poput bakra, željeza, cinka, kositra i olova. U svakom slučaju, esencijalni sumpor najčešće se koristi u živinom markeru u prahu. Daje najemotivniju promjenu vizualne raznolikosti.
Koje su primjene živinog indikatorskog praha?
Živin indikatorski prahima mnogo različitih upotreba u različitim sektorima:
1. Zaštita na radu:
Radnici u industrijama koje koriste živu, poput rudarstva, proizvodnje kloralkalija i proizvodnje fluorescentnih svjetiljki, izloženi su visokom riziku od izloženosti živinim parama.Živin indikatorski prahpruža jednostavnu metodu za otkrivanje curenja žive u cijevima, spremnicima i proizvodnim područjima. Prah se može razmazati po površinama ili pomiješati s bojom i nanijeti na zidove. Sve točke ispuštanja žive bit će označene zacrnjenim područjima.
2. Praćenje okoliša:
Emisije žive zagađuju tlo i vodena tijela u blizini elektrana na ugljen, rafinerija metala, odlagališta otpada i drugih izvora. Može mapirati širenje ovog onečišćenja živom raspršivanjem praha u okolini. Grupe divljih životinja također ga koriste za otkrivanje nakupljanja žive u staništima ugroženih vrsta.
3. Ispitivanje zraka u zatvorenom prostoru:
Živine pare mogu se osloboditi iz pokvarenih termometara, termostata, fluorescentnih svjetala i staromodne lateks boje. Gutanje kontaminiranog zraka u zatvorenom prostoru opasno je za zdravlje, posebno za djecu. Obitelji mogu provjeriti svoje domove na živu postavljanjem indikatorskog praha oko potencijalnih izvora. Sva živa će se otkriti po promjeni boje praha.
4. Sigurnost potrošača:
Živa se ponekad koristi u narodnim i ritualnim praksama u raznim kulturama. Pristaše možda nisu svjesni opasnosti. Omogućuje im testiranje kontaminacije žive u svojim domovima iz ovih praksi. Također pomaže u prepoznavanju žive u biljnim ili tradicionalnim lijekovima čiji sastojci možda nisu u potpunosti navedeni.
5. Forenzička istraživanja:
Policijski istražitelji mogu otkriti tragove tekuće žive na mjestima zločina, primjerice u slučajevima trovanja živom ili ilegalnog transporta metala. Potamnit će čak i uz sitno čišćenje. To pomaže rekonstruirati događaje.
6. Čišćenje prolivene žive:
Kada se metalna živa prolije po domovima ili radnim mjestima, ona se razbija u sićušna zrnca koja se široko raspršuju. Posip pomaže u lociranju svih tih kuglica koje je teško pronaći za sigurno čišćenje i odlaganje. Osigurava da nema zaostalih džepova kontaminacije.
7. Znanstveno obrazovanje:
Učenici na satovima kemije mogu izvoditi jednostavne eksperimente kako bi naučili o kemijskim svojstvima i opasnostima žive. Vizualna promjena boje pruža dramatičnu demonstraciju. Učenici također mogu stvarati umjetnička djela posipanjem šarenog pigmentiranog praha na papir i dopuštajući živinim parama da razviju dizajne.
Kako prašak otkriva niske koncentracije?
Izuzetno je osjetljiv i može otkriti niske razine žive od 0,003 mg/m3 u zraku. Ova visoka osjetljivost dolazi iz dva faktora:
1. Velika površina:
Čestice praha imaju poroznu strukturu i veliku površinu po jedinici mase. To omogućuje da više sumpora bude izloženo bilo kojoj živinoj pari, što omogućuje lako odvijanje reakcije čak i pri niskim koncentracijama.
2. Katalizatori:
Mnogi od njih sadrže katalizatore poput sulfida bakra, kositra, željeza ili cinka. Oni poboljšavaju kinetiku reakcije živa-sumpor, ubrzavajući promjenu boje. Katalizatori omogućuju otkrivanje vrlo niskih doza unutar nekoliko sekundi, a ne minuta.
Međutim, ima ograničenja. Ne može razlikovati elementarnu živinu paru od drugih spojeva žive. Također pruža samo kvalitativnu indikaciju da/ne i ne kvantificira točnu razinu žive izvan širokog raspona.
Osjetljivije laboratorijske tehnike poput atomske apsorpcijske spektroskopije hladne pare (CVAAS) i masene spektrometrije induktivno spregnute plazme (ICP-MS) potrebne su za točna mjerenja žive u ultratragovima ili u složenim uzorcima iz okoliša. Ali za brzi pregled, to je neprocjenjivo.
Kako se pravi puder?
Postoje različiti patentirani postupci za njihovo formuliranje, ali opći postupak je relativno jednostavan:
Suhi prah elementarnog sumpora melje se do fine konzistencije veličine čestica 10-100 mikrona. Time se povećava površina.
Dodaje se pigment poput fluoresceina ili rodamina B i temeljito se miješa sa sumporom. Pigment sadrži 0.5-5% težine konačnog praha.
Neobavezni katalizatori poput cinkovog ili bakrenog sulfida dodaju se u količini od 0.5-10% po težini. Uključivanje katalizatora ovisi o namjeni i potrebnoj osjetljivosti.
Za vanjsku upotrebu, fiksator poput arapske gume može se raspršiti na prah kako bi se spriječilo ispiranje pigmenta u vlažnim uvjetima. Fiksator nema utjecaja na reakciju žive.
Gotov prah se pakira u hermetički zatvorene spremnike kako bi se spriječilo prerano obezbojenje zbog okolnih plinova koji reaguju na sumpor.
Pravilno miješanje i mljevenje osigurava ravnomjernu raspodjelu sastojaka dok istovremeno sprječava razdvajanje po veličini ili gustoći. To rezultira konzistentnim proizvodom koji slobodno teče.
Različite vrste živinog indikatorskog praha
Postoji nekoliko njihovih varijacija optimiziranih za specifične primjene:
Standardni prahovi koriste se za opću detekciju žive u zatvorenim prostorima. Postaju srednje do tamno smeđe.
Prahovi visoke osjetljivosti sadrže više razine katalizatora za detekciju niske razine žive. Ali njihova promjena boje je suptilna.
Puderi za vanjsku upotrebu fiksirani su brtvilima tako da njihove boje ne traju u vlažnom okruženju. Otporne su na kišu, snijeg i vlagu.
Kvantitativni praškovi kalibriraju promjenu boje prema koncentraciji žive za polukvantitativno procjenu razina. Ali percepcija boja razlikuje se od promatrača do promatrača.
Puderi u tubi pakirani su u male lomljive tube za jednokratnu upotrebu. Time se sprječava unakrsna kontaminacija između testova.
Puderi za oznaku sadrže indikator na pločicama za karton za izloženost u određenim područjima. Boje se razvijaju samo na površini oznake.
Ljepljivi prašci nanose se na trake za prikladno ispitivanje površine. Korisnik jednostavno zalijepi traku gdje je potrebno.
Pravilan odabir vrste praha povećava upotrebljivost za predviđenu situaciju. Profesionalni setovi često sadrže niz pudera za različite scenarije.
Zdravstvena i sigurnosna razmatranja
Općenito se smatra netoksičnim ako se poštuju neke osnovne mjere opreza:
Izbjegavajte udisanje praha ili njegov kontakt s očima. Koristite zaštitu za disanje i rukavice tijekom rukovanja.
Nakon upotrebe i prije jela temeljito operite ruke. Iskorištene rukavice zbrinite na odgovarajući način.
Držite ga zaključanim dalje od djece i kućnih ljubimaca. Gutanje može biti štetno.
Nemojte koristiti prehrambene boje ili druge potrošne materijale kao improvizirani prah. Držite se komercijalnih formulacija.
Slijedite smjernice proizvođača za razrjeđivanje/uporabu. Pretjerana uporaba može zasiti okolinu i osloboditi višak sumpornih plinova.
Reciklirajte ili odložite istrošeni prah u objekte za kućni opasni otpad. Nemojte ga ispirati u odvode.
Izbjegavajte korištenježivini indikatorski prahovičesto bez dovoljne ventilacije. Sumpor može reagirati s vlagom i oksidirati u plin sumpor dioksid. Kada se ispravno koriste za povremeno testiranje, oni pružaju sigurnu metodu za otkrivanje potencijalne kontaminacije živom. Ali drugi prediktori živinih para mogu biti poželjniji za kontinuirano praćenje.
Zaključak
To je jednostavan, jeftin i osjetljiv alat za otkrivanje niskih razina živinih para u industrijskim, profesionalnim, forenzičkim, okolišnim i stambenim okruženjima. Djeluje tako da iskorištava kemijski afinitet sumpora prema živi kako bi proizveo nepovratnu promjenu boje iz izvornog pigmentiranog praha u crni ili smeđi proizvod. Prah mijenja boju čak i s tragovima žive do razine 0,003 mg/m3. Pravilna formulacija s pojačivačima površine i katalitičkim dodacima omogućuje visoku osjetljivost uz jasnu vizualnu indikaciju. Ipak, prah ima ograničenja u specifičnosti i kvantitativnoj sposobnosti u odnosu na naprednu instrumentaciju. Uz oprezne sigurnosne mjere, služi kao nezamjenjiva prva linija provjere za identifikaciju izvora emisije živinih para i mapiranje obrazaca širenja kontaminacije. Tekuće inovacije u sastavu praha, obliku i popravcima nastavljaju usavršavati korisnost ove časne metode detekcije žive.
Reference:
1. Liang, L., Horvat, M., Danilchik, P. i Gu, B. (1996). Nov, osjetljiv i jeftin živin ion-selektivan fluorescentni kemosenzor. Journal of the American Chemical Society, 118(29), 6738-6739.
2. Kotnik, J., Horvat, M., Tessier, E., Ogrinc, N., Monperrus, M., Amouroux, D., ... & Gibičar, D. (2007). Specijacija žive u površinskim i dubokim vodama Sredozemnog mora. Marine Chemistry, 107(1), 13-30.
3. Zhao, X., Yuan, G., Wang, Z. i Chen, C. (2013.). Poboljšanje apsorpcije i kontrasta boja u sol-gel staklima dopiranim bojom za detekciju žive. Analitička kemija, 85(4), 2289-2295.
4. Rytuba, JJ (2003). Živa iz mineralnih naslaga i potencijalni utjecaj na okoliš. Geologija okoliša, 43(3), 326-338.
5. Liang, L. i Gu, B. (2005). Živini kemijski senzori temeljeni na organskim i anorganskim fluoroforima. Analitička i bioanalitička kemija, 381(3), 507-511.