تعیین کروم هکساولنت در رنگ ها با استفاده از یک ستون کروماتوگرافی NovaChrom

کروم شش‌ظرفیتی دارای سمیت بالا، سرطان‌زایی و پتانسیل تجمع زیستی است.اگر محتوای کروم شش‌ظرفیتی در رنگ‌ها از حد مجاز تجاوز کند، نه تنها محیط تولید را آلوده کرده و سلامت اپراتورها را در حین رنگرزی و پردازش نساجی به خطر می‌اندازد، بلکه از طریق محصولات نهایی مانند پوشاک و لوازم خانگی، با پوست تماس پیدا کرده یا وارد زنجیره غذایی می‌شود و در نتیجه خطرات سلامتی از جمله زخم‌های پوستی، بیماری‌های تنفسی و حتی سرطان را به همراه دارد. در همین حال، کروم شش‌ظرفیتی بیش از حد تخلیه شده با فاضلاب می‌تواند به اکوسیستم‌های آبی و خاکی آسیب برساند، فعالیت میکروبی را مهار کند و رشد گیاهان و جانوران را تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین، تعیین و کنترل دقیق محتوای کروم شش‌ظرفیتی در رنگ‌ها، اقدامات ضروری برای اجرای مقررات زیست‌محیطی، تضمین کیفیت محصول و حفاظت از سلامت عمومی و تعادل اکولوژیکی است.

در این مقاله، یک ستون کروماتوگرافی آنیونی NovaChrom (HS‑5A‑Cr، 4.0×250 میلی‌متر) و دستگاه کروماتوگراف مایع با کارایی بالا Wayeal برای تعیین کروم شش‌ظرفیتی در رنگ‌ها مطابق با GB/T 47088‑2026 استفاده شد که مرجعی برای تعیین کروم شش‌ظرفیتی در رنگ‌ها با HPLC ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها: ستون کروماتوگرافی یونی؛ رنگ‌ها؛ GB/T 47088-2026؛ کروم شش‌ظرفیتی؛ کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا؛ HS-5A-Cr.

1. آزمایش

1.1 ابزار و معرف‌های اصلی

کروماتوگراف مایع: کروماتوگراف مایع با کارایی بالا Wayeal، مجهز به آشکارساز UV؛

ستون کروماتوگرافی آنیونی: HS‑5A‑Cr، 4.0×250 میلی‌متر؛

ستون نگهدارنده آنیونی: HS‑5AG، 4×30 میلی‌متر؛

محلول استاندارد کروم شش‌ظرفیتی (1000 میلی‌گرم بر لیتر)؛

دی‌پتاسیم هیدروژن فسفات؛

سدیم سولفات بی‌ آب؛

محلول آمونیاک؛

متانول؛

اسید فسفریک؛

کارتریج C18 (SPE): 5 گرم، 20 میلی‌لیتر.

محلول بافر فسفات: 22.8 گرم دی‌پتاسیم هیدروژن فسفات (K₂HPO₄·3H₂O، جرم مولکولی نسبی 228) را وزن کرده، در 1000 میلی‌لیتر آب حل کنید، pH را با اسید فسفریک به 8.0±0.1 تنظیم کنید و در یک ژنراتور اولتراسونیک گاز زدایی کنید. محلول بافر فسفات باید تازه قبل از استفاده تهیه شود، یا در یخچال در دمای 0-4 °C تا 7 روز نگهداری شود؛ قبل از استفاده، آن را به دمای اتاق برسانید و دوباره گاز زدایی کنید.

سرنگ یکبار مصرف (20 میلی‌لیتر)؛

1.2 آماده‌سازی محلول

1.2.1 آماده‌سازی محلول مادر میانی

1 میلی‌لیتر از محلول استاندارد کروم شش‌ظرفیتی (1000 میلی‌گرم بر لیتر) را در یک فلاسک حجمی 100 میلی‌لیتری پیپت کنید، با محلول بافر فسفات به حجم برسانید و محلول مادر استاندارد کروم شش‌ظرفیتی 10 میلی‌گرم بر لیتر را به دست آورید.

1 میلی‌لیتر از محلول مادر استاندارد کروم شش‌ظرفیتی (10 میلی‌گرم بر لیتر) را در یک فلاسک حجمی 10 میلی‌لیتری پیپت کنید، با محلول بافر فسفات به حجم برسانید و محلول کاری استاندارد کروم شش‌ظرفیتی 1 میلی‌گرم بر لیتر را به دست آورید.

1.2.2 آماده‌سازی سری محلول‌های کاری استاندارد

0.2 میلی‌لیتر، 0.5 میلی‌لیتر، 1.0 میلی‌لیتر، 2.5 میلی‌لیتر و 5 میلی‌لیتر از محلول میانی استاندارد کروم شش‌ظرفیتی (1 میلی‌گرم بر لیتر) را در مجموعه‌ای از فلاسک‌های حجمی 25 میلی‌لیتری پیپت کنید، حجم را با محلول بافر فسفات ثابت کنید و خوب مخلوط کنید؛ این کار سری استانداردی از پنج غلظت مختلف را آماده می‌کند. جدول غلظت جرمی برای سری منحنی استاندارد در جدول 1 زیر نشان داده شده است.

جدول 1 سری گرادیان غلظت برای منحنی کالیبراسیون

1.3 شرایط عملیاتی دستگاه

دمای ستون: 30°C؛

الوت: محلول آبی سولفات آمونیوم 0.25 مولار، تنظیم شده به pH 8.0±0.2 با آب آمونیاک؛

نرخ جریان: 1 میلی‌لیتر در دقیقه؛

حجم تزریق: 50μL؛

طول موج تشخیص: 372 نانومتر.

1.4 پیش‌تصفیه

1.4.1 استخراج

1.0 گرم از نمونه آزمایشی (با دقت 0.0001 گرم) را در یک فلاسک مخروطی شیشه‌ای درپوش‌دار 100 میلی‌لیتری وزن کنید، دقیقاً 50.0 میلی‌لیتر محلول بافر فسفات اضافه کنید و به مدت 20 دقیقه در حمام اولتراسونیک استخراج اولتراسونیک انجام دهید. عصاره را از فیلتر سرنگ عبور دهید و برای استفاده بعدی کنار بگذارید. اگر نمونه آزمایشی کاملاً حل شد، می‌توان مرحله فیلتراسیون را حذف کرد.

1.4.2 پاکسازی

کارتریج C18 را روی مانیفولد استخراج فاز جامد نصب کنید و کارتریج را به طور متوالی با 20 میلی‌لیتر متانول، 40 میلی‌لیتر آب و 40 میلی‌لیتر محلول بافر فسفات شرطی کنید. دقیقاً 10.0 میلی‌لیتر از عصاره را روی کارتریج منتقل کنید، با 30 میلی‌لیتر محلول بافر فسفات الوت کنید، تمام الوت را جمع‌آوری کنید، الوت را به یک فلاسک حجمی 50 میلی‌لیتری منتقل کنید و با محلول بافر فسفات به حجم برسانید.

2. نتایج و بحث

2.1 آزمایش منحنی کالیبراسیون

شکل 1 کروماتوگرام‌های همپوشان آزمایش منحنی کالیبراسیون

جدول 2 خطی بودن کروم شش‌ظرفیتی

2.2 آزمایش حد تشخیص– آزمایش در غلظت کروم شش‌ظرفیتی 0.004 میلی‌گرم بر لیتر

شکل 2 کروماتوگرام کروم شش‌ظرفیتی در 0.004 میلی‌گرم بر لیتر

جدول 3 داده‌های آزمایش حد تشخیص نظری

2.3 آزمایش نمونه و نمونه اسپایک شده

شکل 3 کروماتوگرام نمونه رنگ.

توجه: پس از پیش‌تصفیه و تجزیه و تحلیل ابزاری مطابق با الزامات استاندارد، هیچ یک از سه نمونه شناسایی نشدند.

شکل 4 کروماتوگرام نمونه اسپایک شده در 2.5 میلی‌گرم بر کیلوگرم.

جدول 4 داده‌های آزمایش نمونه اسپایک شده در 2.5 میلی‌گرم بر کیلوگرم

شکل 5 کروماتوگرام‌های همپوشان 7 تزریق متوالی نمونه اسپایک شده در 2.5 میلی‌گرم بر کیلوگرم.

جدول 5 داده‌های آزمایش 7 تزریق متوالی نمونه اسپایک شده در 2.5 میلی‌گرم بر کیلوگرم

3. نتیجه‌گیری

با استفاده از ستون کروماتوگرافی آنیونی NovaChrom HS‑5A‑Cr (4×250 میلی‌متر) برای تعیین کروم شش‌ظرفیتی در رنگ‌ها مطابق با GB/T 47088‑2026، این روش خطی بودن عالی و حد تشخیص رضایت‌بخشی را نشان داد. بازیابی نمونه‌های اسپایک شده در 2.5 میلی‌گرم بر کیلوگرم از 95.8 % تا 96.8 % متغیر بود که کاملاً با الزامات استاندارد مطابقت دارد.