Меркурійце типово глибокий метал, який є надзвичайно руйнівним, особливо при прийомі або ковтанні. Відстрочена сприйнятливість до ртуті може серйозно вплинути на процвітання, включаючи неврологічні пошкодження, розчарування нирок і занепокоєння. У світлі всього важливо розпізнавати та перевіряти рівні ртуті за різних обставин. Однією з прямих і переконливих стратегій сприйняття присутності ртутного кипіння є використанняРтутний індикаторний порошок. Однак наскільки однозначно діє цей незвичайний порошок?
Які принципи лежать в основі ртутного індикаторного порошку?
Порошок ртутного маркера містить сірку та барвник. Сірка реагує на будь-які пари ртуті в повітрі, тоді як плафон дає видимий сигнал, коли реакція відбувається.
Зокрема, ртуть дуже любить сірку і швидко формує сульфід ртуті, коли два компоненти вступають у контакт. Сульфід ртуті є темною або землистою темною сполукою. Таким чином, у вигляді парів ртуті сірка в порошку покажчика стане темною або коричневою. Відтінок гарантує, що ця різноманітна зміна зовні самоочевидна.
Кілька звичайних кольорів, які використовуються в порошку ртутного маркера, включають бенгальську троянду, флуоресцеїн і родамін B. Ці флуоресцентні відтінки зазвичай жовто-зелені. Однак, коли вони змішуються з темним сульфідом ртуті, загальний тон, очевидно, змінюється на коричневий або темний. Без кольорів сірку без будь-кого іншого було б важко побачити зовні, особливо при низькій фіксації ртуті.
Реакція між ртуттю та сіркою є незворотною за типових обставин. Таким чином, зміна різноманітності зберігається навіть після того, як дим ртуті поширюється. Рівень затемнення залежить від кількості присутньої ртуті. Таким чином, порошок покажчика дає приблизну суб’єктивну оцінку рівня ртуті.
Різні види сірки можуть реагувати на ртуть, включаючи важливу сірку та сульфіди важких металів, таких як мідь, залізо, цинк, олово та свинець. У будь-якому випадку ефірна сірка найчастіше використовується в ртутному маркерному порошку. Це дає найбільш емоційну візуальну різноманітність змін.
Яке застосування ртутного індикаторного порошку?
Індикаторний порошок ртутімає багато різноманітних застосувань у різних секторах:
1. Охорона праці:
Працівники галузей промисловості, де використовується ртуть, як-от гірничодобувна промисловість, виробництво хлорлугу та виробництво люмінесцентних ламп, мають високий ризик впливу парів ртуті.Індикаторний порошок ртутізабезпечує простий метод виявлення витоків ртуті в трубах, контейнерах і виробничих приміщеннях. Порошок можна наносити на поверхні або змішувати з фарбою та наносити на стіни. Будь-які точки виділення ртуті будуть позначені чорними ділянками.
2. Екологічний моніторинг:
Викиди ртуті забруднюють ґрунт і водойми поблизу вугільних електростанцій, металообробних заводів, звалищ та інших джерел. Він може скласти карту поширення цього забруднення ртуттю, розкидавши порошок в околицях. Групи диких тварин також використовують його для виявлення накопичення ртуті в середовищах існування видів, що знаходяться під загрозою зникнення.
3. Тестування повітря в приміщенні:
Пари ртуті можуть виділятися з розбитих термометрів, термостатів, люмінесцентних ламп і старомодної латексної фарби. Попадання всередину забрудненого повітря є небезпечним для здоров’я, особливо дітей. Сім’ї можуть перевірити свої домівки на наявність ртуті, помістивши індикаторний порошок навколо потенційних джерел. Будь-яка ртуть буде виявлена по зміні кольору порошку.
4. Безпека споживачів:
Ртуть іноді використовується в народних і ритуальних практиках у різних культурах. Прихильники можуть не знати про небезпеку. Це дозволяє їм перевіряти забруднення ртуттю у своїх домівках завдяки цим практикам. Це також допомагає ідентифікувати ртуть у рослинних або традиційних лікарських засобах, складові яких можуть бути неповними.
5. Судово-медичні дослідження:
Поліцейські слідчі можуть виявити сліди рідкої ртуті на місці злочину, наприклад, у випадках отруєння ртуттю або незаконного транспортування металу. Він стане темним навіть після невеликого очищення. Це допомагає реконструювати події.
6. Очищення розливу ртуті:
Коли металева ртуть розливається вдома чи на робочих місцях, вона розпадається на крихітні кульки, які широко розлітаються. Це бризка допомагає знайти всі ці кульки, які важко знайти, для безпечного очищення та утилізації. Це гарантує, що не залишиться вогнищ забруднення.
7. Наукова освіта:
Учні на уроках хімії можуть проводити прості експерименти, щоб дізнатися про хімічні властивості та небезпеку ртуті. Візуальна зміна кольору забезпечує яскраву демонстрацію. Студенти також можуть створювати витвори мистецтва, посипаючи кольоровий пігментований порошок на папір і дозволяючи парам ртуті розвивати малюнки.
Як порошок визначає низькі концентрації?
Він надзвичайно чутливий і може виявляти рівень вмісту ртуті в повітрі до 0,003 мг/м3. Така висока чутливість зумовлена двома факторами:
1. Висока площа поверхні:
Частинки порошку мають пористу структуру і велику площу поверхні на одиницю маси. Це дозволяє більшій кількості сірки піддаватися дії будь-яких парів ртуті, завдяки чому реакція відбувається легко навіть за низьких концентрацій.
2. Каталізатори:
Багато з них містять каталізатори, такі як сульфіди міді, олова, заліза або цинку. Вони посилюють кінетику ртутно-сірчаної реакції, прискорюючи зміну кольору. Каталізатори дозволяють виявляти дуже низькі дози протягом секунд, а не хвилин.
Однак він має обмеження. Він не може відрізнити пари елементарної ртуті від інших сполук ртуті. Він також надає лише якісну індикацію «так/ні» і не визначає точний рівень ртуті за межами широкого діапазону.
Більш чутливі лабораторні методи, такі як атомно-абсорбційна спектроскопія з холодною парою (CVAAS) і мас-спектрометрія з індуктивно зв’язаною плазмою (ICP-MS), необхідні для точних вимірювань вмісту ртуті в ультраслідових кількостях або в складних зразках навколишнього середовища. Але для швидкої перевірки це безцінне.
Як виготовляється порошок?
Існують різні запатентовані процеси для їх формулювання, але загальна процедура відносно проста:
Сухий порошок елементарної сірки подрібнюють до тонкої консистенції розміром часток 10-100 мкм. Це збільшує площу поверхні.
Додається такий пігмент, як флуоресцеїн або родамін В, і ретельно змішується з сіркою. Пігмент становить 0.5-5% від маси кінцевого порошку.
Необов’язкові каталізатори, такі як сульфід цинку або міді, додають у кількості 0.5-10% за вагою. Включення каталізатора залежить від передбачуваного використання та необхідної чутливості.
Для зовнішнього використання на порошок можна розпорошити закріплювач, наприклад гуміарабік, щоб уникнути вимивання пігменту у вологих умовах. Закріплювач не впливає на реакцію ртуті.
Готовий порошок упаковується в герметичні контейнери, щоб запобігти передчасному знебарвленню від навколишніх газів, що реагують на сірку.
Правильне змішування та подрібнення забезпечує рівномірний розподіл інгредієнтів, запобігаючи поділу за розміром або щільністю. Це призводить до вільної текучості однорідного продукту.
Різні типи ртутного індикаторного порошку
Є кілька їх варіацій, оптимізованих для конкретних застосувань:
Стандартні порошки використовуються для загального виявлення ртуті в приміщеннях. Вони стають середньо-темно-коричневими.
Високочутливі порошки містять більш високий рівень каталізатора для виявлення низьких рівнів ртуті. Але зміна їх кольору незначна.
Порошки для зовнішнього використання фіксуються герметиками, щоб їхні кольори не розпливалися у вологому середовищі. Вони стійкі до дощу, снігу та вологи.
Кількісні порошки калібрують зміну кольору відповідно до концентрації ртуті до рівнів напівкількісної оцінки. Але сприйняття кольору різниться між спостерігачами.
Порошки в тюбиках упаковані в маленькі ламкі тюбики для одноразового використання. Це запобігає перехресному забрудненню між тестами.
Порошки для міток містять індикатор на тегах карток для експозиції в певних областях. Кольори проявляються лише на поверхні бирки.
Клейкі порошки наносяться на смужки стрічки для зручного тестування поверхні. Користувач просто приклеює стрічку, де потрібно.
Правильний вибір типу порошку підвищує зручність використання в передбачуваній ситуації. Професійні набори часто містять ряд порошків для різних сценаріїв.
Міркування щодо здоров’я та безпеки
Як правило, він вважається нетоксичним, якщо дотримуються деяких основних запобіжних заходів:
Уникайте вдихання порошку або потрапляння його в очі. Під час роботи використовуйте засоби захисту органів дихання та рукавички.
Ретельно мийте руки після використання та перед їжею. Утилізуйте використані рукавички належним чином.
Тримайте його подалі від дітей і домашніх тварин. Проковтування може бути шкідливим.
Не використовуйте харчові барвники та інші витратні матеріали як саморобний порошок. Дотримуйтеся комерційних рецептур.
Дотримуйтеся вказівок виробника щодо розведення/використання. Надмірне використання може наситити середовище та вивільнити надлишок сірчаних газів.
Утилізуйте або утилізуйте відпрацьований порошок разом із побутовими небезпечними відходами. Не змивайте його в каналізацію.
Уникайте використанняртутні індикаторні порошкичасто без достатньої вентиляції. Сірка може реагувати з вологою та окислюватися з утворенням діоксиду сірки. При належному використанні для епізодичного тестування вони забезпечують безпечний метод виявлення потенційного забруднення ртуттю. Але інші предиктори парів ртуті можуть бути кращими для постійного моніторингу.
Висновок
Це простий, недорогий і чутливий інструмент для виявлення низьких рівнів парів ртуті в промислових, професійних, судових, екологічних і житлових умовах. Він працює, використовуючи хімічну спорідненість сірки з ртуттю для незворотної зміни кольору оригінального пігментованого порошку на чорний або коричневий продукт. Порошок змінює колір навіть із слідами ртуті до 0,003 мг/м3. Правильний склад із підсилювачами площі поверхні та каталітичними добавками забезпечує високу чутливість разом із чіткою візуальною індикацією. Проте порошок має обмеження щодо специфічності та кількісної здатності порівняно з передовими інструментами. З розумними заходами безпеки він служить незамінним методом скринінгу першої лінії для виявлення джерел викидів парів ртуті та картографування моделей поширення забруднення. Постійні інновації у складі порошку, формі та виправленнях продовжують удосконалювати корисність цього поважного методу виявлення ртуті.
Література:
1. Лян Л., Горват М., Данильчик П. та Гу Б. (1996). Новий, чутливий і недорогий іонселективний ртутний флуоресцентний хемосенсор. Журнал Американського хімічного товариства, 118(29), 6738-6739.
2. Котнік Дж., Хорват М., Тесьє Е., Огрінк Н., Монперрус М., Амуру Д. ... та Гібічар Д. (2007). Видоутворення ртуті в поверхневих і глибоких водах Середземного моря. Морська хімія, 107(1), 13-30.
3. Чжао, X., Юань, G., Wang, Z., і Chen, C. (2013). Посилення поглинання та кольорового контрасту в легованих барвником золь-гелевих стеклах для виявлення ртуті. Аналітична хімія, 85(4), 2289-2295.
4. Ритуба, Й. Й. (2003). Ртуть з родовищ корисних копалин і потенційний вплив на навколишнє середовище. Екологічна геологія, 43(3), 326-338.
5. Лян Л. та Гу Б. (2005). Ртутні хімічні сенсори на основі органічних і неорганічних флуорофорів. Аналітична та біоаналітична хімія, 381(3), 507-511.