การใช้เทคนิคการสกัดด้วยตัวดูดซับของแข็งและเทคนิคดิจิทัลอิมเมจคัลเลอริเมตรี สำหรับการวิเคราะห์โครเมียม (VI) ปริมาณน้อยในตัวอย่างน้ำ: Solid Phase Extraction and Digital Image Colorimetric Determination of  Trace Chromium (VI) in Water Sample

Prinya Masawat; Neongreuthai Chaiwong

Authors

Prinya Masawat Department of Chemistry, Faculty of Science, Naresuan University, Phitsanulok 65000
Neongreuthai Chaiwong Research Center for Academic Excellence in petroleum, petrochemicals and advanced materials, Naresuan University, Phitsanulok 65000

Keywords:

โครเมียม (VI), การสกัดด้วยตัวดูดซับของแข็ง, เทคนิคดิจิทัลอิมเมจคัลเลอริเมตรี, Chromium(VI), solid-phase extraction, digital image colorimetry

Abstract

ในงานนี้ได้ทำการศึกษาการวิเคราะห์โครเมียม (VI) ปริมาณน้อยในตัวอย่างน้ำจากแม่น้ำน่าน โดยเทคนิคการสกัดด้วยตัวดูดซับของแข็งและเทคนิคดิจิทัลอิมเมจคัลเลอริเมตรีซึ่งใช้สารประกอบเชิงซ้อนที่มีสีม่วงแดงที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างโครเมียม (VI) กับ 1,5-ไดฟีนิลคาร์บาไซค์ ผลการศึกษาพบว่ากราฟมาตรฐานจะมีช่วงความเป็นเส้นตรงที่ดีซึ่งให้ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์มากกว่า 0.99 ในช่วงความเข้มข้น 0.01-0.90 มิลลิกรัม/ลิตร มีค่าขีดจำกัดต่ำสุดของการตรวจวัด และ ขีดจำกัดต่ำสุดของการวิเคราะห์เชิงปริมาณ เท่ากับ 0.009 และ 0.030 มิลลิกรัม/ลิตร ได้เก็บน้ำตัวอย่างจากแม่น้ำน่านในจังหวัดพิษณุโลกมาทำการเพิ่มความเข้มข้นโดยใช้เทคนิคการสกัดด้วยตัวดูดซับของแข็งซึ่งใช้ C18 เป็นตัวดูดซับ พบว่าค่าการเพิ่มความเข้มข้น เท่ากับ 1.5 เมื่อนำน้ำตัวอย่าง 10 มิลลิลิตร มาผ่านแท่งคาร์ทริดจ์ C18 และเมื่อนำน้ำตัวอย่างที่มีการเจือจาง 2.5 เท่า มาทำการวิเคราะห์พบว่าได้ค่าร้อยละการกลับคืนเท่ากับ 82.5 % ปริมาณของโครเมียม (VI) ที่ตรวจพบโดยเทคนิคดิจิทัลอิมเมจคัลเลอริเมตรีได้นำมาเปรียบเทียบกับปริมาณของโครเมียม (VI) ที่ตรวจพบโดยเทคนิคอัลตราไวโอเลต-วิสิเบิลสเปกโทรโฟโตเมตรีซึ่งผลที่ได้ไม่แตกต่างกัน และพบว่าน้ำจากแม่น้ำน่านมีปริมาณของโครเมียม (VI) ไม่เกินค่ามาตรฐานที่กำหนดไว้

In this work, solid phase extraction and digital image colorimetric determination of trace amount of chromium (VI) in water sample was studies. The magenta complex color was formed based on the reaction of chromium (VI) and 1,5-diphenylcarbazide. The results of validation illustrated good linearity with the squares of correlation coefficient (r²) greater than 0.99 in the concentration ranges of 0.01-0.90 mg/L. The detection limit and quantitation limit were 0.009 and 0.030 mg/L. Water samples from Nan river in Phitsanulok province were collected and preconcentrated by C18 solid phase extraction. The enrichment factor was found to be 1.5 when passing 10 mL water sample through the C18 cartridges. Chromium (VI) in diluted water samples with the dilution factor of 2.5 was analyzed and percentage recovery was found to be 82.5%. The chromium concentrations obtained by the digital image colorimetry were compared with those obtained by UV-Vis spectrophotometry. No significant difference was found. The results also showed that the chromium concentration found in Nan river was not higher than the standard concentration limit.

References

Byrne, L., Barker, J., Pennarun-Thomas, G., Diamond, D., & Edwards, S. (2000). Digital imaging as a detector for generic analytical measurements. Trends Anal. Chem, 19(8), 517-522.

Choodum, A., Parabun, K., Klawach, N., Daeid, N.N., Kanatharana, P., & Wongniramaikul, W. (2014). Real time quantitative colourimetric test for methampheta mine detection using digital and mobile phone technology. Forensic Sci. Inter, 235, 8-13.

Fang, Z. (1993). Flow injection separation and preconcentration. New York: VCH Publishers.

Firdaus, M. L., Alwib, W., Trinoveldib, F., Rahayuc, I., Rahmidard, L., & Warsitoa, K. (2014). Determination of Chromium and Iron Using Digital Image-based Colorimetry. Procedia Environ. Sci, 20, 298-304.

Grudpan, K., Worakijchoenchai, N., Tue-Ngeun, O., Sooksamiti, P., & Jakmunee, J. (1996). Flow injection spectrophotometry for speciation of Cr(VI) and Cr(III) using diphenylcarbazide and solid phase extraction with C 18 in-valve mini-column. Sci. Asia, 25, 99-106.

Jiang, H., Yang, T., Wang, Y., Lian, H., & Hub, X. (2013). Magnetic solid-phase extraction combined with graphite furnace atomic absorption spectrometry for speciation of Cr(III) and Cr(VI) in environmental waters. Talanta, 116, 361–367.

Lopez-Molinero, A., Linan, D., Sipiera, D., & Falcon, R. (2010). Chemometric interpretation of digital image colorimetry: Application for titanium determination in plastics. Microchem. J, 96, 380-385.

Masawat, P., Harfield, A., & Namwong, A. (2015). An iPhone-based digital image colorimeter for detecting tetracycline in milk. Food Chem, 184, 23-29.

Memona, J., Memonb, S.Q., Bhangera, M.I., & Khuhawar, M.Y. (2009). Use of modified sorbent for the separation and preconcentration of chromium species from industrial waste water. J. Hazard. Mater, 136, 511-516.

Notification of Ministry of Science and Technology Vol. 3. (1996). The standard control sewerage origin of industrial estates. Retrieved from http://infofile.pcd.go.th/law/3_4_water.pdf?CFID=3145801&CFTOKEN=51323051

Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2004). Fundamentals of Analytical Chemistry (8th ed.). Belmont, CA: Thomson Learning Inc.

Yetisen, A. K., Martinez-Hurtado, J. L., Garcia-Melendrez, A., Vasconcellos, F. C., & Lowe, C. R. (2014). A smartphone algorithm with inter-phone repeatability for the analysis of colorimetric tests. Sens. Actuators B: Chem, 196, 156–160.

World Health Organization. (1996). Standard for Drinking Water. Retrieved from http://plan.dgr.go.th/school/5.pdf

Zhang, N., Suleiman, J. S., He, M., & Hu, B. (2008). Chromium (III)-imprinted silica gel for speciation analysis of chromium in environmental water samples with ICP-MS detection. Talanta, 75(2), 536–543.