Rtęćto zwykle występujący, głęboki metal, który jest niezwykle destrukcyjny, szczególnie gdy zostanie przyjęty lub połknięty. Odroczona wrażliwość na rtęć może powodować poważne zaburzenia dobrobytu, w tym uszkodzenia neurologiczne, rozczarowanie nerek i pustynię porodową. W świetle powyższego podstawowe znaczenie ma rozpoznawanie i kontrolowanie poziomu rtęci w różnych okolicznościach. Jedną z bezpośrednich i przekonujących strategii wykrywania obecności rtęci jest użycieProszek wskaźnikowy rtęci. Jak jednak jednoznacznie działa ten niezwykły puder?
Jakie są zasady stojące za proszkiem wskaźnikowym rtęci?
Proszek do markera rtęciowego zawiera siarkę i barwnik. Siarka reaguje oparami rtęci w powietrzu, a klosz daje widoczny sygnał, gdy zachodzi reakcja.
W szczególności rtęć bardzo lubi siarkę i szybko tworzy siarczek rtęci, gdy oba składniki zetkną się. Siarczek rtęci jest ciemnym lub ziemistym ciemnym związkiem. Dlatego w zasięgu wzroku oparów rtęci siarka w proszku wskaźnikowym stanie się ciemna lub brązowa. Odcień gwarantuje, że ta zmiana odmiany będzie widoczna na zewnątrz.
Kilka normalnych kolorów stosowanych w proszku do markerów rtęciowych obejmuje róż bengalski, fluoresceinę i rodaminę B. Te fluorescencyjne odcienie są zwykle żółto-zielone. Jednakże, gdy zmieszają się z ciemnym siarczkiem rtęci, ogólny ton najwyraźniej zmienia się na brązowy lub ciemny. Bez kolorów siarka bez kogokolwiek innego byłaby trudna do zobaczenia na zewnątrz, szczególnie przy niskim stężeniu rtęci.
W typowych okolicznościach reakcja rtęci i siarki jest nieodwracalna. Zatem zmiana odmiany utrzymuje się nawet po rozprzestrzenieniu się oparów rtęci. Poziom zaciemnienia zależy od ilości obecnej rtęci. Jako taki, proszek wskaźnikowy pozwala na przybliżoną, subiektywną ocenę poziomu rtęci.
Różne rodzaje siarki mogą reagować z rtęcią, w tym siarka niezbędna i siarczki metali ciężkich, takich jak miedź, żelazo, cynk, cyna i ołów. W każdym razie siarka niezbędna jest najczęściej stosowana w proszku znacznikowym rtęci. Daje najbardziej emocjonalną zmianę wizualną.
Jakie są zastosowania proszku wskaźnikowego rtęci?
Proszek wskaźnikowy rtęcima wiele różnorodnych zastosowań w różnych sektorach:
1. Bezpieczeństwo pracy:
Pracownicy branż wykorzystujących rtęć, takich jak górnictwo, produkcja chloroalkalii i produkcja lamp fluorescencyjnych, są narażeni na wysokie ryzyko narażenia na opary rtęci.Proszek wskaźnikowy rtęcizapewnia łatwą metodę wykrywania wycieków rtęci w rurach, pojemnikach i obszarach produkcyjnych. Proszek można rozprowadzić na powierzchniach lub zmieszać z farbą i nakładać na ściany. Wszelkie punkty uwolnienia rtęci zostaną oznaczone poczerniałymi obszarami.
2. Monitoring środowiska:
Emisje rtęci zanieczyszczają glebę i zbiorniki wodne w pobliżu elektrowni węglowych, rafinerii metali, składowisk śmieci i innych źródeł. Może mapować rozprzestrzenianie się zanieczyszczenia rtęcią poprzez rozproszenie proszku w otoczeniu. Grupy zajmujące się dziką przyrodą wykorzystują go również do wykrywania gromadzenia się rtęci w siedliskach zagrożonych gatunków.
3. Testowanie powietrza w pomieszczeniu:
Opary rtęci mogą wydzielać się z uszkodzonych termometrów, termostatów, świetlówek i staromodnej farby lateksowej. Spożycie zanieczyszczonego powietrza w pomieszczeniach stanowi zagrożenie dla zdrowia, zwłaszcza dla dzieci. Rodziny mogą sprawdzać swoje domy pod kątem rtęci, umieszczając proszek wskaźnikowy wokół potencjalnych źródeł rtęci. Jakakolwiek rtęć zostanie ujawniona poprzez zmianę koloru proszku.
4. Bezpieczeństwo konsumentów:
Rtęć jest czasami wykorzystywana w praktykach ludowych i rytualnych w różnych kulturach. Zwolennicy mogą nie być świadomi zagrożeń. Umożliwia im testowanie skażenia rtęcią w ich domach w wyniku tych praktyk. Pomaga także zidentyfikować rtęć w lekach ziołowych lub tradycyjnych, które mogą nie zawierać pełnego wykazu składników.
5. Dochodzenia kryminalistyczne:
Policjanci mogą wykryć ślady ciekłej rtęci na miejscach zbrodni, na przykład w przypadku zatrucia rtęcią lub nielegalnego transportu metalu. Ściemni się nawet po wykonaniu tinycleanup. Pomaga to zrekonstruować wydarzenia.
6. Usuwanie rozlanej rtęci:
Kiedy rtęć metaliczna rozleje się w domach lub miejscach pracy, rozpada się na drobne kulki, które rozprzestrzeniają się szeroko. Posypka pomaga zlokalizować wszystkie trudne do znalezienia koraliki w celu bezpiecznego oczyszczenia i utylizacji. Gwarantuje, że nie pozostaną żadne kieszenie zanieczyszczeń.
7. Edukacja naukowa:
Uczniowie na lekcjach chemii mogą przeprowadzać proste eksperymenty, aby poznać właściwości chemiczne rtęci i jej zagrożenia. Wizualna zmiana koloru zapewnia dramatyczną demonstrację. Uczniowie mogą również tworzyć dzieła sztuki, posypując papier kolorowym pigmentowanym proszkiem i pozwalając oparom rtęci na tworzenie projektów.
W jaki sposób proszek wykrywa niskie stężenia?
Jest niezwykle czuły i może wykryć stężenie rtęci w powietrzu tak niskie, jak 0,003 mg/m3. Ta wysoka czułość wynika z dwóch czynników:
1. Duża powierzchnia:
Cząsteczki proszku mają porowatą strukturę i dużą powierzchnię na jednostkę masy. Pozwala to na wystawienie większej ilości siarki na działanie par rtęci, umożliwiając łatwe zajście reakcji nawet przy niskich stężeniach.
2. Katalizatory:
Wiele z nich zawierają katalizatory, takie jak siarczki miedzi, cyny, żelaza lub cynku. Poprawiają one kinetykę reakcji rtęci z siarką, przyspieszając zmianę koloru. Katalizatory umożliwiają wykrywanie bardzo małych dawek w ciągu kilku sekund, a nie minut.
Ma to jednak ograniczenia. Nie potrafi odróżnić par rtęci elementarnej od innych związków rtęci. Zapewnia również jedynie jakościowe wskazanie „tak/nie” i nie określa ilościowo dokładnego poziomu rtęci poza szerokim zakresem.
Do dokładnych pomiarów rtęci w ultraśladowych ilościach lub w złożonych próbkach środowiskowych potrzebne są bardziej czułe techniki laboratoryjne, takie jak atomowa spektroskopia absorpcyjna na zimno (CVAAS) i spektrometria mas w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-MS). Ale w przypadku szybkiego przeglądu jest to nieocenione.
Jak powstaje proszek?
Istnieją różne opatentowane procesy ich formułowania, ale ogólna procedura jest stosunkowo prosta:
Suchy proszek siarki elementarnej jest mielony do drobnej konsystencji o wielkości cząstek 10-100 mikronów. Zwiększa to powierzchnię.
Dodaje się pigment taki jak fluoresceina lub rodamina B i dokładnie miesza się z siarką. Pigment stanowi 0,5-5% wagowych końcowego proszku.
Opcjonalne katalizatory, takie jak cynk lub siarczek miedzi, dodaje się w ilości 0.5-10% wagowych. Włączenie katalizatora zależy od zamierzonego zastosowania i wymaganej czułości.
W przypadku zastosowań zewnętrznych na proszek można spryskać utrwalacz, taki jak guma arabska, aby zapobiec wypłukiwaniu pigmentu w wilgotnych warunkach. Utrwalacz nie ma wpływu na reakcję rtęci.
Gotowy proszek jest pakowany w hermetyczne pojemniki, aby zapobiec przedwczesnemu odbarwieniu pod wpływem otaczających gazów reagujących z siarką.
Właściwe mieszanie i mielenie zapewnia równomierne rozprowadzenie składników, jednocześnie zapobiegając segregacji ze względu na wielkość lub gęstość. W rezultacie otrzymujemy sypki, spójny produkt.
Różne rodzaje proszku wskaźnikowego rtęci
Istnieje kilka ich odmian zoptymalizowanych pod kątem konkretnych zastosowań:
Do ogólnego wykrywania rtęci w pomieszczeniach stosuje się standardowe proszki. Przybierają kolor od średniego do ciemnobrązowego.
Proszki o wysokiej czułości zawierają wyższą zawartość katalizatora do wykrywania niskiego poziomu rtęci. Ale ich zmiana koloru jest subtelna.
Proszki do stosowania na zewnątrz są utrwalane za pomocą uszczelniaczy, dzięki czemu ich kolory nie tracą koloru w wilgotnym środowisku. Są odporne na deszcz, śnieg i wilgoć.
Ilościowe proszki kalibrują zmianę koloru w zależności od stężenia rtęci w celu półilościowego oszacowania poziomów. Ale postrzeganie kolorów różni się w zależności od obserwatora.
Proszki w tubkach pakowane są w małe, łamliwe tuby przeznaczone do jednorazowego użytku. Zapobiega to zanieczyszczeniu krzyżowemu pomiędzy testami.
Proszki do etykiet zawierają na etykietach kartonowych wskaźnik ekspozycji w określonych obszarach. Kolory rozwijają się wyłącznie na powierzchni znacznika.
Proszki klejące nakłada się na paski taśm w celu wygodnego testowania powierzchni. Użytkownik po prostu przykleja taśmę tam, gdzie jest to potrzebne.
Właściwy dobór rodzaju proszku zwiększa użyteczność w zamierzonej sytuacji. Profesjonalne zestawy często zawierają szeroką gamę proszków do różnych scenariuszy.
Względy BHP
Ogólnie uważa się, że jest nietoksyczny, jeśli przestrzegane są pewne podstawowe środki ostrożności:
Unikaj wdychania proszku i dostania się go do oczu. Podczas obchodzenia się z nim należy stosować ochronę dróg oddechowych i rękawice.
Dokładnie umyć ręce po użyciu i przed jedzeniem. Zużyte rękawice należy utylizować w odpowiedni sposób.
Trzymaj go w zamknięciu z dala od dzieci i zwierząt domowych. Połknięcie może być szkodliwe.
Nie używaj barwników spożywczych ani innych materiałów eksploatacyjnych jako improwizowanego proszku. Trzymaj się komercyjnych formuł.
Postępuj zgodnie ze wskazówkami producenta dotyczącymi rozcieńczania/użycia. Nadużywanie może nasycić otoczenie i uwolnić nadmiar gazów siarkowych.
Zużyty proszek należy poddać recyklingowi lub utylizacji w domowych zakładach zajmujących się odpadami niebezpiecznymi. Nie spłukuj go do ścieków.
Unikaj używaniaproszki wskaźnikowe rtęciczęsto bez wystarczającej wentylacji. Siarka może reagować z wilgocią i utleniać się, tworząc gazowy dwutlenek siarki. Właściwie stosowane do sporadycznych testów stanowią bezpieczną metodę wykrywania potencjalnego skażenia rtęcią. Jednak w przypadku ciągłego monitorowania preferowane mogą być inne czynniki predykcyjne par rtęci.
Wniosek
Jest to proste, niedrogie i czułe narzędzie do wykrywania niskiego poziomu oparów rtęci w warunkach przemysłowych, zawodowych, kryminalistycznych, środowiskowych i mieszkaniowych. Działa poprzez wykorzystanie chemicznego powinowactwa siarki do rtęci w celu uzyskania nieodwracalnej zmiany koloru z oryginalnego pigmentowanego proszku na czarny lub brązowy produkt. Proszek zmienia kolor nawet przy śladowych ilościach rtęci do poziomu 0.003 mg/m3. Właściwy skład ze środkami zwiększającymi powierzchnię i dodatkami katalitycznymi zapewnia wysoką czułość i wyraźne wskazanie wizualne. Jednak proszek ma ograniczenia pod względem specyficzności i możliwości ilościowych w porównaniu z zaawansowanym instrumentarium. Przy zachowaniu ostrożnych środków bezpieczeństwa służy jako niezastąpiona metoda przesiewowa pierwszej linii w celu identyfikacji źródeł emisji par rtęci i mapowania wzorców rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń. Ciągłe innowacje w zakresie składu, formy i poprawek proszku w dalszym ciągu udoskonalają użyteczność tej szacownej metody wykrywania rtęci.
Bibliografia:
1. Liang, L., Horvat, M., Danilchik, P. i Gu, B. (1996). Nowatorski, czuły i niedrogi chemosensor fluorescencyjny selektywny wobec jonów rtęci. Dziennik Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego, 118(29), 6738-6739.
2. Kotnik, J., Horvat, M., Tessier, E., Ogrinc, N., Monperrus, M., Amouroux, D., ... i Gibičar, D. (2007). Specjacja rtęci w wodach powierzchniowych i głębokich Morza Śródziemnego. Chemia morska, 107(1), 13-30.
3. Zhao, X., Yuan, G., Wang, Z. i Chen, C. (2013). Zwiększenie absorpcji i kontrastu barw w szkłach zolowo-żelowych domieszkowanych barwnikiem do wykrywania rtęci. Chemia analityczna, 85(4), 2289-2295.
4. Rytuba, JJ (2003). Rtęć ze złóż mineralnych i potencjalny wpływ na środowisko. Geologia środowiska, 43(3), 326-338.
5. Liang, L. i Gu, B. (2005). Rtęciowe czujniki chemiczne oparte na organicznych i nieorganicznych fluoroforach. Chemia analityczna i bioanalityczna, 381(3), 507-511.