BaSO4 dovrebbe essere precipitato dalle acque naturali (acque sotterranee e/o superficiali) il prima possibile, preferibilmente sul campo poco dopo la raccolta/filtrazione. Catturando come BaSO4 (ppt), si evita l’incertezza sulla perdita dello ione solfato dovuta allo stoccaggio e al trasporto. Ti permette anche, come ricercatore principale, di osservare visivamente la quantità di BaSO4 (ppt) catturato e giudicare se è necessario raccogliere più acqua.
Procedere come segue:
- Filtrare 1 litro d’acqua attraverso un filtro in fibra di vetro (~0,7 um dimensione dei pori). Nota: la quantità di campione d’acqua necessaria dipenderà dalla concentrazione di solfato disciolto (qualcosa che spesso non è ancora noto). Ci sono due opzioni: 1) testare un volume minore di acqua campione usando la procedura seguente. Se il precipitato è chiaramente visibile si può regolare il volume di conseguenza. 2) se le concentrazioni di solfato disciolto sono già note (studio precedente o dati storici), regola il tuo volume di conseguenza. Nota: 1L di acqua è una quantità conservativa e di solito è sufficiente per dare abbastanza BaSO4 ppt.
- Acidificare l’acqua a poco meno di pH 2 aggiungendo ~5mL di HCl 3N di grado ambientale (questo può essere regolato a seconda dell’alcalinità dei campioni). Attendere ~10 minuti per assicurarsi che il DIC sia guidato fuori dalla soluzione (dare una mescolata o scuotere per aiutare).
- Aggiungere 5mL di soluzione satura di BaCl2.
- Lasciare che il precipitato BaSO4 si depositi (il BaSO4 puro è un precipitato bianco e pulito).
- Recuperare il precipitato su membrane di tipo MCE (Mixed Cellulose Ester) da 0,45um. Noi usiamo le Millipore HAWP02500 o HAWP04700 perché sono prive di ceneri.
- Mentre il filtro è ancora nell’apparecchio di filtraggio, sciacquare il precipitato con almeno 500 ml di acqua distillata (idealmente calda) per rimuovere ogni residuo di BaCl2.
- Posizionare il filtro in una fiala per scintillazione o in un bicchiere da orologio e asciugare in un essiccatore.
- Se hai catturato “molto” BaSO4 raschialo attentamente in una fiala di vetro borosilicato chiaro con un tappo di buona qualità. Fissare il tappo con una piccola quantità di parafilm.
- Assicurarsi di imballare tutto bene! (Fiale di scintillazione poco imbottite sono note per rompersi durante il trasporto)
Acidificando i campioni prima di aggiungere il BaCl2 non si dovrebbe formare BaCO3. Inoltre, qualsiasi CaCO3 detritico sarà stato dissolto.
I campioni di BaSO4 sono catturati su membrane di tipo MCE in modo che se la quantità di precipitato è molto piccola, la carta da filtro può essere fusa (forno a muffola @ 800 ºC ~1 ora). In questi casi, è meglio asciugare il campione, piegare accuratamente la carta da filtro con il campione e inviare il tutto in una fiala per scintillazione tappata all’ISL-UofC. Noi eseguiremo la fusione. Bisogna fare attenzione a non perdere nessun campione durante la fusione.
Quanto poco precipitato di BaSO4 può essere misurato?
Risposta breve: “Idealmente” apprezziamo ricevere ~20mg di BaSO4 sciolto, pulito, asciutto, omogeneizzato in piccole fiale di vetro trasparente con tappo a vite.
Risposta lunga: < 5mg di BaSO4 è possibile da misurare, ma difficile per un paio di ragioni:
- Quando le concentrazioni sono basse (<1ppm), sono necessari 1 -2 L di campione (filtrato) per ottenere abbastanza BaSO4 (più lavoro/costo/tempo speso a raccogliere e filtrare sul campo)
- In questi casi, come detto sopra, si consiglia di lasciare il BaSO4 sulla carta da filtro (usare sempre membrane MCE). Inoltre, se si calcolano le concentrazioni, ricordiamo che ~5-10% del precipitato sarà trattenuto nei pori della carta da filtro
- Una volta ricevuto all’ISL, raschiamo attentamente il BaSO4 dalla carta da filtro usando una spatola di acciaio inossidabile e lo pesiamo in tazze di Sn/Ag per l’EA-IRMS. Nota: durante la raschiatura, alcuni precipitati vengono spesso persi a causa del “fly away” causato dalla carica statica. (Il Calgary è alto e secco e la carica statica è un grosso problema in laboratorio)
- Infine, raschiare la carta da filtro causa anche problemi perché le fibre di cellulosa si staccano e aggiungono O indesiderato alla misura EA-IRMS di massa
In definitiva, abbiamo bisogno di 0,5 mg per ciascuna delle misure d34S e d18O. Quindi, mentre teoricamente il minimo indispensabile è 1 mg (di BaSO4 accessibile), in pratica, non possiamo davvero lavorare con meno di 2 – 3 mg. Preferiamo di gran lunga riceverne di più, piuttosto che di meno. ~20mg è l’ideale, ma >50mg è eccessivo. Come menzionato sopra, si consiglia di fare la precipitazione di BaSO4 il prima possibile (sul campo o poco dopo). Consigliamo anche che dopo il filtraggio, guardi molto attentamente la superficie del filtro per essere sicuro di vedere il BaSO4 ppt. Non è facile, ma se non è visibile nemmeno una sottile pellicola di precipitato, probabilmente non ne hai abbastanza. Inoltre, usare la membrana più piccola da 25mm piuttosto che quella da 47mm aiuta a concentrare il precipitato su una superficie più piccola.