CS248958B1

CS248958B1 - Method of oxidoreducting potential's indicator preparation

Info

Publication number: CS248958B1
Application number: CS276683A
Authority: CS
Inventors: Peter Smigan; Miloslav Greksak; Peter Rusnak
Original assignee: Peter Smigan; Miloslav Greksak; Peter Rusnak
Priority date: 1983-04-19
Filing date: 1983-04-19
Publication date: 1987-03-12

Abstract

Predmetom riešenia je sposob přípravy indikátora oxidoredukčného potenciálu pre plynné prostredie, pozostávajúceho z prúžka filtračného papiera so sacou a adsorpčnou kapacitou, kedy sa nanesie vodný roztok aspoň dvoch farbív, reagujúcich na změnu oxidoredukčného potenciálu změnou farby, zvolených zo súboru metylénová modrá, resazurín, nilská modrá, Janusova zeleň, neutrálna červeň a benzylviologén o koncentrácii 0,5 až 5,0 g/dm3 na prúžok nosiča s následným vysušením a zredukováním bezprostředné před použitím roztokom ditioničitanu alkalického kovu. Takto připravený indikátor oxidoredukčného potenciálu je možné využiť v rozsahu od —359 mV do +11 mV pri určovaní oxidoredukčného potenciálu v anaeróbnych boxoch, v anaerostatoch laboratórií základného i klinického bakteriologického výskumu, pri anaeróbnych fermentáciách, v bioplynových staniciach a všade tam, kde sú nároky na anaerobiózu prostredia vysoké.The subject of the solution is the method of preparation indicator of redox potential for a gaseous environment consisting of a strip filter paper with suction and adsorption capacity when the aqueous solution is applied at least two color-reactive dyes redox potential by color change selected from methylene blue, resazurin, Nile blue, Janus green, neutral red and benzylviologene concentration 0.5 to 5.0 g / dm3 per carrier strip with subsequent drying and reduction immediately before use with dithionite solution alkali metal. So prepared indicator of redox potential can be used in the range of -359 mV to + 11 mV when determining redox potential in anaerobic boxes, in anaerostats basic and clinical laboratories bacteriological research, anaerobic fermentations, in biogas plants and wherever there are demands for anaerobiosis environment high.

Description

Predmetom vynálezu je spósob príprp.Vy indikátora oxidoredukčného potenciálu pre plynné prostredie.The subject of the invention is a method or an indicator of an oxidoreduction potential for a gaseous medium.

Pre indikáciu anaerobiózy v plyppm prostředí sa často používá metylénová modrá, ktorej oxidoredukčný potenciál E‘_o = +11 mV. Metylénová modrá v oxidovanej formě je modrého- zafarbenia, v redukovanej formě je bezfarebná. Uvedený oxidoredukčný systém sa obyčajne používá vo formě roztoku, alebo indikátorového papierika, ktorý je napuštěný metylénovou modrou a vhodným redukčným činidlom (Drollete D. D.: Amer. J. Med. Technol. 35, 758, 1969).Methylene blue is often used to indicate anaerobiosis in a plyppm environment, whose oxidation reduction potential E ' _o = +11 mV. Methylene blue in oxidized form is blue in color, in reduced form it is colorless. Said oxidoreduction system is generally used in the form of a solution or indicator paper that is impregnated with methylene blue and a suitable reducing agent (Drollete DD: Amer. J. Med. Technol. 35, 758, 1969).

Okrem chemických indikátorov anaerobiózy sa vy užívá jú aj tzv. bakteriálně indikátory. Najčastejšie sú to obligátny anaerob Clostridium tetani a aerob Pseudomonas aeruginosa. Sposob indikácie anaerobiózy je založený na diferencovanom raste týchto baktérií (Willis A. T.: Anaerobic Bacteriol-ogy, Clinical and Laboratory Practice, Butterwo-rths, London, 1977).In addition to chemical indicators of anaerobiosis, so-called bacterial indicators are also used. The most common are the obligatory anaerob Clostridium tetani and the aerob Pseudomonas aeruginosa. The manner of indicating anaerobiosis is based on differentiated growth of these bacteria (Willis A.T.: Anaerobic Bacteriology, Clinical and Laboratory Practice, Butterwoods, London, 1977).

Uvedené spósoby indikácie anaerobiózy majú viaceré nevýhody. Metylénová modrá, ktorá je najčastejšie používaným chemickým indikátorom anaerobiózy plynného prostredia má zásadný nedostatok v tom, že oblast jej použitia je velmi úzká, pretože móže indikovat anaerobiózu len v rozmedzí oxidoredukčného potenciálu +11 + 59 mV. Mikrobiologická metoda má tiež značné obmedzenie použitia. Je dostatočne spofahlivá len vtedy, ak v sledovanom pr-ostredí vyrastie len anaeróbny mikroorganizmus a aeróbny nie, pretože zastavenie rastu anaeróbneho mikroorganizmu može byť zapříčiněné aj inými faktormi.These methods of indicating anaerobiosis have several drawbacks. Methylene blue, which is the most commonly used chemical indicator of anaerobiosis in a gaseous environment, has a major drawback in that its field of application is very narrow, since it can only indicate anaerobiosis within the +11 + 59 mV oxidoreduction potential. The microbiological method also has considerable limitations on use. It is sufficiently reliable only if only the anaerobic microorganism grows in the monitored environment and not the aerobic one, because other factors may also cause the anaerobic microorganism to arrest.

Obidve zmienené metody majú spoločný nedostatok v tom, že pracujú na principe „áno — nie“. To znamená, že neum-ožňujú v meranom systéme určit oxidoredukčný potenciál, čo je v mnohých prípadoch nevyhnutné.The two methods have a common drawback in that they work on the "yes - no" principle. This means that they do not allow to determine the oxidoreduction potential in the measured system, which is in many cases necessary.

Uvedené nedostatky indikácie oxidoredukčného· potenciálu v anaeróbnom, najma v plynnom prostředí, možno odstrániť indikátor-om, ktorého spósob přípravy podl'a vynálezu spočívá v tom, že na prúžok filtračného papiera so sacou a absorpčnou kapacitou sa nanesie vodný roztok aspoň dvoch farbív, reagujúcich na změnu oxidoredukčnébo potenciálu změnou farby, zvolených zo súboru inetylén-ová modrá, resazurín, nilská modrá, Janusova zeleň, neutrálna červeň a benzylviologén, -o koncentrácii 0,5 až 5,0 g/dm³, s následným vysušením a zredukováním bezprostredne před použitím s roztokom ditioničitanu alkalického kovu. Takto připravený indikátorový papierik umožňuje indikáciu oxidoredukčnéh-o potenciálu plynného prostredia v rozmedzí od —359 mV do + mV (tab. 1).The aforementioned drawbacks of indicating the redox potential in an anaerobic, especially gaseous, environment can be overcome by an indicator whose method of preparation according to the invention consists in applying an aqueous solution of at least two reactive dyes to the strip of filter paper with suction and absorption capacity. to change the oxidoreduction potential by changing the color selected from the group of inethylene blue, resazurin, nile blue, Janus green, neutral red and benzylviologene, at a concentration of 0.5 to 5.0 g / dm ³ , followed by drying and reducing immediately before use with an alkali metal dithionite solution. The indicator paper thus prepared allows the indication of the oxidoreduction potential of the gaseous medium in the range of -359 mV to + mV (Table 1).

Tabulka 1Table 1

Farbivá indikátorového papierika a ich Indicator paper dyes and their štandardný oxidoredukčný standard oxidoreduction potenciál E‘_o.potential E ' _o . Farbivo Dye E₀‘ (mVjE ₀ '(mVj 1. Metylénová modrá 1. Methylene blue +11 +11 2. Resazurín 2. Resazurin —42 —42 3. Nilská modrá 3. Nile Blue — 116 - 116 4. Janusova zeleň 4. Janus Green —225 —225 5. Neutrálna červeň 5. Neutral red — 340 - 340 6. Benzylviologén 6. Benzylviologen —359 —359

Vynález je možné prakticky uskutečnit podta niektorého z nasledovných príkladov bez toho, aby sa na ne výlučné obmedzoval.The invention can be practiced according to one of the following examples without being limited thereto.

Příklad 1Example 1

Indikátorový papierik sa připravil z filtračného papiera Whatman No. 50 o rozmeroch 85 x 10 mm, na ktorý sa naniesli 4 mm široké pásiky v 10 mm vzájomných vzdialenostiach, oxidovaných foriem farbív indikujúcich oxidoredukčný potenciál, a to v nasledovnom poradí a koncentráciách ich vodných roztokov: 1,0 g/dm³ metylénová modrá, 0,75 g/dm³ resazurín, 1,0 g/dm³ nilská modrá. Po vysušení sú indikátorové papieriky okamžité použitelné, alebo sú skladovatelné v suchom prostředí prakticky po ne-obmedzenú dobu. Takto připravený indikátor oxidoredukčného potenciálu je použitelný na meranie v rozsahu od —116 mV do +11 mV.The indicator paper was prepared from Whatman No. 1 filter paper. 50 with dimensions of 85 x 10 mm, on which 4 mm wide strips were applied at 10 mm spacing, oxidized forms of dyes indicating oxidoreduction potential, in the following order and concentrations of their aqueous solutions: 1.0 g / dm ³ methylene blue, 0.75 g / dm ³ resazurin, 1.0 g / dm ³ Nile blue. After drying, the indicator papers are immediately usable or can be stored in a dry environment for virtually unlimited time. The oxidoreduction potential indicator thus prepared is usable for measurements in the range of –116 mV to +11 mV.

Před použitím, po vnesení indikátorového papierika do anaeróbneho prostredia, sa papierik asi na 20 sekúnd ponořil do vodného roztoku (1,0 g/dm³) ditioničitanu sodného. V dosledku redukcie farbív sa farebné pásiky indikátorového papierika odfarbili. V závislosti na hodnotě oxidoredukčného potenciálu, ktorý je kritériom koncentrácie kyslíka v skúšanej plynnej atmosféře, sa v priebehu 30 až 50 sekúnd postupné vyfarbujú ditioničitanom odfarbené pružky farbív.Before use, after introducing the indicator paper into an anaerobic environment, the paper was immersed in an aqueous solution (1.0 g / dm ³ ) of sodium dithionite for about 20 seconds. As a result of dye reduction, the colored strips of the indicator paper were discolored. Depending on the value of the oxidoreduction potential, which is a criterion of the oxygen concentration in the gaseous atmosphere under test, the dithionite-stained dye bands are progressively stained within 30 to 50 seconds.

Příklad 2Example 2

Indikátorový papierik sa připravil z filtračného papiera Whatman No. 50 o rozmeroch 85 x 10 mm, na ktorý sa naniesli 4 mm široké pásiky v 10 mm vzájomných vzdialenostiach, oxidovaných foriem farbív indikujúcich oxidoredukčný potenciál, v nasledovnom poradí a koncentráciách ich vodných roztokov: 1,0 g/dm³ Janusova zeleň, 1,0 g/ /dm³ neutrálna červeň a 1,0 g/dm³ benzylviologén. Další postup přípravy a použitia indikátora oxidoredukčného potenciálu ako v příkladu 1, s tým rozdielom, že takto pri248958 pravený indikátor oxidoredukčného potenciálu je použitelný pre meranie v rozsahu od —359 mV do —225 mV.The indicator paper was prepared from Whatman No. 1 filter paper. 50 with dimensions of 85 x 10 mm, on which 4 mm wide strips were applied at 10 mm distances, oxidized forms of dyes indicating oxidoreduction potential, in the following order and concentrations of their aqueous solutions: 1.0 g / dm ³ Janus green, 1, 0 g / dm ³ neutral red and 1.0 g / dm ³ benzylviologene. A further procedure for the preparation and use of the oxidoreduction potential indicator as in Example 1, except that the redox potential reduction indicator thus prepared is useful for measurements in the range of -359 mV to -255 mV.

Příklad 3Example 3

Indikátorový paplerik sa připravil z filtračného papiera Whatman No. 50 o rozmeroch 100 x 10 mm, na ktorý sa naniesli 4 mm široké pásiky v 5 mm vzájomných* vzdialenostiach oxidovaných foriem farbív indikujúcich oxidoredukčný potenciál, a to v nasledovnom poradí a koncentráciách ich vodných roztokov: 1,0 g/dm³ metylénová modrá, 0,75 g/dm³ resazurín, 1,0 g/dm³ nilská modrá, 1,0 g/dm³ Janusova zeleň, 1,0 g/ /dm³ neutrálna červeň a 1,0 g/dm³ benzylvlologén. Použité farbivá, s výnimkou benzylviologénu, ktorý je v oxidovanom stave bezfarebný, vytvořili na pružku papiera farebné pásiky. Po vysušení indikátorového papierika, bol tento indikátor připravený k použitiu. Po vnesení indikátora oxidoredukčného potenciálu do anaeróbneho prostredia, sa papierik asi na 20 sekund ponořil do vopred připraveného roztoku 1,0 g/dm³ ditioničitanu sodného, kde v dosledku redukcie farbív (s výnimkou benzylviologénu, ktorý sa vyfarbil na modro] sa farebné pásiky indikátorového papierika odfarbili. V závislosti na hodnotě oxidoredukčného potenciálu plynného prostredia sa v priebehu 30 až 50 sekúnd odfarbil prúžok benzylviologénu a postupné sa dalej podl'a stúpajúceho oxidoredukčného potenciálu vyfarbovali ďalšie pásiky farbív. Celková doba indikácie oxidoredukčného potenciálu představovala 50 až 70 sekúnd. Takto připravený a použitý indikátor oxidoredukčného potenciálu je použitelný pre meranie v rozsahu od —359 mV do +11 mV.The indicator papler was prepared from Whatman No. 1 filter paper. 50 with dimensions of 100 x 10 mm, on which 4 mm wide strips were applied at 5 mm relative to each other spaced oxidized forms of dyes indicating oxidoreduction potential, in the following order and concentrations of their aqueous solutions: 1.0 g / dm ³ methylene blue, 0.75 g / dm ³ resazurin, 1.0 g / dm ³ Nile blue, 1.0 g / dm ³ Janus green, 1.0 g / dm ³ neutral red and 1.0 g / dm ³ benzylvlologene. The dyes used, with the exception of benzylviologene, which is colorless in the oxidized state, formed colored strips on the paper elastic. After the indicator paper had dried, it was ready for use. After introducing the oxidoreduction potential indicator into the anaerobic environment, the paper was immersed for about 20 seconds in a previously prepared solution of 1.0 g / dm ³ sodium dithionite, where, as a result of dye reduction (except for benzylviologene which was colored blue) Depending on the redox potential of the gaseous medium, the benzylviologene strip was decolorized over a period of 30 to 50 seconds, and further dye strips were gradually stained as the redox potential increased, and the total redox potential indication time was 50 to 70 seconds. the oxidoreduction potential indicator used is usable for measurements in the range of –359 mV to +11 mV.

Indikátor oxidoredukčného potenciálu, připravený podlá vynálezu, na rozdiel od doposial’ používaných indikačných systémov, umožňuje citlivo a rýchlo meraf oxidoredukčný potenciál v plynnom prostředí. Aplikácia tohto indikátora oxidoredukčného potenciálu umožňuje v laboratóriu alebo v prevádzke nahradit zložitejšie zariadenia, ktoré ani nedosahujú parametre indikátora oxidoredukčného potenciálu, připraveného podl'a vynálezu. V porovnaní například so! známými indikátorovými pH papierikmi, je možné indikátorový papierik, připravený podl'a vynálezu použit opakované bez změny v indikačnej schopnosti a citlivosti. Indikátor připravený podta vynálezu nevyžaduje porovnávaciu farebnú škálu, pretože s výnimkou benzylviologénu sú použité farbivá volené tak, že v redukovanej formě sú bezfarebné a v oxidovanej formě sú farebné. U benzylviologénu je tomu naopak, ktorý efekt je využitý pre indikáciu dokonalej predredukcie indikátorového papierika před jeho vlastným použitím.The oxidoreduction potential indicator prepared according to the invention, in contrast to the currently used indicator systems, allows to sensitively and rapidly measure the redox potential in a gaseous environment. The application of this oxidoreduction potential indicator makes it possible in the laboratory or in the field to replace more complex devices that do not even meet the parameters of the oxidoreduction potential indicator prepared according to the invention. In comparison, for example, so! With the known pH indicator papers, the indicator paper prepared according to the invention can be used repeatedly without changing the indicating ability and sensitivity. The indicator prepared according to the invention does not require a comparative color range since, with the exception of benzylviologene, the dyes used are chosen such that they are colorless in the reduced form and colored in the oxidized form. In the case of benzylviologene, it is the opposite which effect is used to indicate a perfect pre-reduction of the indicator paper prior to its use.

Prakticky je možné vynález využit v nasledovných oblastiach bez toho, že by sa na ne výlučné obmedzovali: pre indikáciu oxidoredukčného potenciálu v anaeróbnych boxoch a v anaerostatoch, určených pre práčů so striktně anaeróbnymi mikroorganizmami, pri výrobě elektronických súčiastok a tekutých kryštálov, pri technickej kultivácii produkčných kmeňov anaeróbnych mikvácii produkčných kmeňov anaeróbnych mikroorganizmov, v čističkách odpadových vod a v bioplynových staniciach, ale aj všade tam, kde nároky na anaerobně prostredie sú vysoké.In practice, the invention can be practiced in the following fields without being limited thereto: to indicate the oxidoreduction potential in anaerobic boxes and anaerostats intended for washing with strictly anaerobic microorganisms, in the manufacture of electronic components and liquid crystals, in the technical cultivation of production anaerobic microbial strains of production strains of anaerobic microorganisms, in sewage treatment plants and biogas stations, but also wherever the demands on the anaerobic environment are high.

Claims

A method for preparing an indicator of an oxidoreduction potential for a gaseous medium, consisting of a strip of filter paper with a suction and adsorption capacity, characterized in that an aqueous solution of at least two dyes reacting to the change of the oxidoreduction potential by color change is applied

OF THE INVENTION selected from the group consisting of methylene blue, resazurin, Nile blue, Janus green, neutral red and benzylviologene at a concentration of 0.5 to 5.0 g / dm ³ per filter paper strip, followed by drying and reducing immediately prior to use with an alkali metal dithionite solution.