Методика внесена в Государственный Реестр методик выполнения измерений, применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора

ФР.1.31.2005.01634

МУ 08-47/178

(по реестру аккредитованной метрологической службы)

ВОДЫ

ПИТЬЕВЫЕ, МИНЕРАЛЬНЫЕ, ПРИРОДНЫЕ.

ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НИТРАТ-ИОНОВ

5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ, ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1    Условия безопасного проведения работ

5.1.1    При выполнении анализов необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с химическими реактивами, сжатыми газами и электротехническими устройствами напряжением до 1000 В.

5.1.2    Электробезопасность при работе с электроустановками -по ГОСТ 12.1.019.

5.1.3    Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.

5.2 Требования к квалификации исполнителя

К выполнению измерений и обработке результатов по данной методике допускают лиц, владеющих техникой ВА метода анализа и изучивших инструкцию по эксплуатации полярографа или вольтампе-рометрического анализатора.

6 ОТБОР И ХРАНЕНИЕ ПРОБ

Общие требования к отбору проб по ГОСТ Р 51232-98, ГОСТ Р 51592-2000. Отбор проб питьевой воды производится по ГОСТ Р 51593-2000.

Объем пробы воды для определения содержания нитрат-ионов должен быть не менее 100 см³. Отобранную пробу помещают в стеклянную или полимерную тару, консервируют, добавляя на 1 дм³ исследуемой воды 1 см³ концентрированной серной кислоты, охлаждают до температуры 2 - 5 °С. Пробу необходимо проанализировать в течение суток.

7 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ПОСУДА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

При проведении количественного химического анализа применяют следующие средства измерений, вспомогательное оборудование, посуду, материалы и реактивы:

7.1    Средства измерений и вспомогательное оборудование

7.1.1    Серийный полярограф (РА-2, ПУ-1 и др.) [1] в комплекте с двухкоординатным самописцем [2] и цифровым вольтметром типа Ф-203 [3],

или комплекс аналитический вольтамперометрический СТА [4] в комплекте с IBM-совместимым компьютером (приложение Б)

Допускается использовать другое оборудование и приборы, позволяющие воспроизводить метрологические характеристики, указан-

11

ные в данной методике.

7.1.2    Электрохимическая ячейка, в состав которой входят:

-    индикаторный электрод - графитовый торцевой электрод, импрег-

нированный парафином, с рабочей поверхностью площадью 0,3 - 0,5 см²;

-    электрод сравнения - хпорсеребряный с сопротивлением не более

3,0 кОм, заполненный раствором хлорида калия концентрации 1 моль/дм³;

-    вспомогательный электрод - хпорсеребряный с сопротивлением не

более 3,0 кОм, заполненный раствором хлорида калия концентрации 1 моль/дм³;

-    сменные стаканчики из кварцевого стекла вместимостью 20 -

25 см³.

7.1.3    Редуктор по ГОСТ 5381 с манометром (250 ± 1) атм. по ГОСТ 8625.

7.1.4    Весы лабораторные аналитические общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г, 2-го класса точности по ГОСТ 24104.

7.1.5    Дозаторы типа ДП-1-50 или ДП-1-200 или ДП-1-1000 с дискретностью установки доз 1,0 или 2,0 мкл [5].

7.1.6    Шланги полиэтиленовые для подвода газа к ячейке.

7.1.8    Шкаф сушильный, обеспечивающий поддержание заданного температурного режима от 40 °С до 150 °С с погрешностью ± 5 °С.

7.1.9    Муфельная печь типа ПМ-8 или электропечь сопротивления камерная лабораторная, обеспечивающая поддержание заданного температурного режима от 150 °С до 600 °С с погрешностью ± 25 °С;

- или комплекс пробоподготовки “Темос-Экспресс” с диапазоном рабочих температур от 50 °С до 650 °С с погрешностью ± 10 °С;

7.1.11    Щипцы тигельные [6].

7.1.12    Линейка чертежная мерительная по ГОСТ 17435.

7.1.13    Аппарат для дистилляции воды АСД-4 по ГОСТ 15150.

7.1.14    Аппарат для бидистилляции воды [7].

7.2 Посуда

7.2.1    Пипетки мерные лабораторные стеклянные 2-го класса точности вместимостью 0,1; 1,0; 2,0 ; 5,0 ; 10,0 см³ по ГОСТ 29227.

7.2.2    Посуда мерная лабораторная стеклянная 2-го класса точности по ГОСТ 1770: колбы наливные вместимостью 25,0, 50,0, 100,0

500,0 и 1000,0 см³; цилиндры вместимостью 10,0 см³ или пробирки мерные вместимостью 10,0; 15,0 см³.

7.2.3    Палочки стеклянные по ГОСТ 21400.

7.2.4    Эксикатор по ГОСТ 25336.

7.2.5    Стаканчики из промышленного кварцевого стекла марок КИ, КВ объемом 20,0 - 25,0 см³.

12

7.3 Реактивы и материалы

7.3.1    Государственные стандартные образцы состава растворов нитрат-ионов с погрешностью не более 1 % отн. при Р = 0,95.

Например: стандартные образцы: состава раствора нитрат-ионов

-    ГСО 6094-91 концентрации 1,0 мг/см³ (1000 мг/дм³);

-    ГСО 6696-93 концентрации 1,0 мг/см³;

-    ГСО 7258-96 концентрации 1,0 мг/см³;

-    ГСО 7479-98 концентрации 1,0 мг/см³;

-    ГСО 7258-96 концентрации 1,0 мг/см³;

-    ГСО 7820-2000 концентрации 1,0 мг/см³.

7.3.2    Калий азотнокислый по ГОСТ 4217

7.3.3    Медь сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165.

7.3.4    Натрий сернокислый по ГОСТ 4166

7.3.5    Кислота серная концентрированная по ГОСТ 14262 или по ГОСТ 4204.

7.3.6    Кислота аскорбиновая (фарм.) [8]

7.3.7    Хлороформ [9]

7.3.8    Натрий двууглекислый по ГОСТ 2156.

7.3.9    Вода бидистиллированная [10] или дистиллированная по ГОСТ 6709, перегнанная в присутствии серной кислоты и перманганата калия (0,5 см³ концентрированной серной кислоты и 3 см³ 3%-ного раствора КМп0₄ на 1 дм³ воды).

7.3.10    Азот газообразный по ГОСТ 9293 ос.ч или другой инертный газ с массовой долей кислорода не более 0,01 %.

7.3.11    Калий хлористый [11].

7.3.12    Бумага индикаторная универсальная [12].

7.3.13    Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.

7.3.14    Бумага масштабно-координатная.

Все реактивы должны быть квалификации ОСЧ или ХЧ и не содержать примесей нитратов (кроме 7.3.2). Реактив по 7.3.2 применяют при отсутствии стандартных образцов.

8 УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

8.1 При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

8.2 Конкретные условия регистрации аналитических сигналов определяемых элементов приведены в разделах 9,10 и приложении Б настоящей методики

13

9 ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

9.1 Подготовка приборов к работе

Подготовка и проверка полярографа или вольтамперометриче-ского анализатора (СТА или др.), самописца и цифрового вольтметра или компьютера производится в соответствии с инструкцией по эксплуатации и техническому описанию соответствующего прибора.

9.1.1 При использовании серийных полярографов устанавливают следующий режим работы:

Режим работы прибора	Нитрат-ион
- система измерений	трехэлектродная
- вид развертки	катодная
- режим регистрации вольтамперограмм	постоянно-токовый 1 производная
- поляризующее напряжение для формирования медно-графитового электрода, В	минус 1,0
- время формирования медно-графитового электрода, с	15
- время выдержки при Е=0,05 В, с	1
- потенциал начала регистрации вольтам-перной кривой, В	минус 0,3
- конечный потенциал развертки, В	минус 0,9
- потенциал очистки электрода, В	плюс 0,1
- время очистки, с	20
- скорость линейного изменения потенциала, мВ/с	15
- чувствительность прибора при регистрации вольтамперограммы (А/мм)	(1 - 10) 10а (в зависимости от содержания нитрат-ионов в анализируемой пробе)

9.1.2 Режим работы вольтамперометрического комплекса СТА устанавливают согласно приложению Б.

Подготовку и проверку полярографа или вольтамперометрического анализатора (СТА и др.), самописца и цифрового вольтметра или компьютера производят в соответствии с инструкцией по эксплуатации и техническому описанию соответствующего прибора.

9.2    Подготовка лабораторной посуды

9.2.1    Новую и загрязненную лабораторную стеклянную посуду, сменные наконечники дозаторов, пипетки промывают разбавленной серной кислотой и многократно бидистиллированной водой.

Кварцевые стаканчики протирают влажной пищевой содой при помощи фильтровальной бумаги, многократно ополаскивают сначала водопроводной, затем бидистиллированной водой. Затем в каждый стаканчик добавляют по 0,1 - 0,2 см³ концентрированной серной кислоты, стаканчики помещают на электроплитку или комплекс пробоподго-товки «Темос-Экспресс» (при открытой крышке) при температуре 300 °С - 350 °С. После полного прекращения выделения паров серной кислоты со стенок стаканчиков, их прокаливают при температуре 500 °С в течение 30 мин в муфельной печи или комплексе пробоподго-товки «Темос-Экспресс» (при закрытой крышке).

Сменные кварцевые стаканчики хранят в эксикаторе.

9.3    Подготовка индикаторного электрода и электрода сравнения

9.3.1    Подготовка к работе индикаторного электрода

Рабочую поверхность торцевого графитового электрода (ГЭ) последовательно обрабатывают на шлифовальной шкурке зернистостью 40 мкм, 20 мкм, 2 мкм. Промывают бидистиллированной водой и полируют на фильтровальной бумаге, затем обезжиривают электрохимической очисткой. Для этого стаканчик (бюкс) с раствором серной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³ (около 10 см ³) помещают в электрохимическую ячейку, опускают в раствор индикаторный электрод, электрод сравнения и вспомогательный электрод, подключают их к соответствующим клеммам прибора. Включают газ и пропускают его через раствор в течение 60 с. Затем проводят катодную (при потенциале минус 1,0 В) и анодную (при потенциале плюс 1,0 В) поляризацию попеременно через 1 - 2 с в течение 60 с. Ополаскивают рабочую поверхность электрода бидистиллированной водой.

После выполнения измерений ГЭ ополаскивают бидистиллированной водой и хранят в сухом виде.

9.3.2    Подготовка к работе электрода сравнения и вспомогательного электрода

Электрод сравнения и вспомогательный электрод заполняют раствором хлорида калия концентрации 1,0 моль/дм³, закрывают пробкой отверстие и выдерживают не менее 2-х ч для установления равновесного значения потенциала при первом заполнении.

После проведения анализа электроды хранят в растворе хлорида калия концентрации 1,0 моль/дм³.

15

9.4 Приготовление растворов

9.4.1    Основные растворы, содержащие 1000,0 мг/дм³ нитрат-ионов готовят одним из двух способов:

а)    Использование государственных стандартных образцов состава растворов нитрат-ионов с аттестованными концентрациями элементов 1000,0 мг/дм³ (1,0 мг/см³)

Основной раствор, содержащий 1000,0 мг/дм³ нитрат-ионов, является одновременно аттестованной смесью (АС) нитрат-ионов.

б)    Приготовление из соли калия азотнокислого (по ГОСТ 4212)

На аналитических весах берут навеску калия азотнокислого

массой (0,1628 ±0,0001) г, переносят в мерную колбу вместимостью 100,0 см³, растворяют в небольшом количестве бидистиллированной воды, добавляют 0,1 см³ хлороформа и доводят объем до метки бидистиллированной водой.

Погрешность приготовления данного раствора не превышает 3% отн..

Основные растворы (ОР) устойчивы в течение трех месяцев.

9.4.2    Раствор серной кислоты концентрации 1 моль/дм³

В мерную колбу вместимостью 100,0 см³, наполовину заполненную бидистиллированной водой, вносят 5,5 см³ концентрированной серной кислоты, перемешивают, охлаждают до комнатной температуры и доводят объем до метки бидистиллированной водой.

9.4.3    Раствор сульфата меди концентрации 0,05 моль/дм³

Навеску сульфата меди пятиводного массой (1,25 ± 0,01) г помещают в колбу вместимостью 100,0 см³ , растворяют в небольшом количестве бидистиллированной воды, вносят 5,0 см³ раствора серной кислоты концентрации 1 моль/ дм³ и доводят объем до метки бидистиллированной водой.

9.4.4    Раствор хлорида калия концентрации 1,0 моль/дм³

Навеску хлорида калия массой (7,46 ± 0,01) г помещают в колбу

вместимостью 100,0 см³, растворяют в небольшом количестве бидистиллированной воды и доводят объем до метки бидистиллированной водой.

10 ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

Выполнение измерений с использованием аналитического вольтамперометрического комплекса СТА проводят по приложению Б.

При выполнении ВА измерений массовой концентрации нитрат-ионов в анализируемой пробе воды выполняют следующие операции:

-    проверку электрохимической ячейки, фонового электролита, электродов на чистоту;

-    регистрацию вольтамперограммы - аналитического сигнала (h) нитрат-иона в растворе подготовленной пробы;

-    регистрацию вольтамперограмм - аналитического сигнала (1₂) нитрат-иона в растворе с введенной добавкой АС нитрат-ионов.

При выполнении измерений для определения массовой концентрации нитрат-ионов в пробах питьевых, минеральных лечебностоловых, минеральных природных вод используют:

-    индикаторный электрод - графитовый

-    электрод сравнения - хлорсеребряный в растворе хлорида калия концентрации 1 моль/дм³;

-    вспомогательный электрод хлорсеребряный в растворе хлорида калия концентрации 1 моль/дм³;

фоновый электролит:    сульфата    натрия концентрации

0,1 моль/дм³; сульфата меди концентрации 510"⁴ моль/дм³; серной кислоты 0,01 моль/дм³; аскорбиновая кислота.

Полярограф или анализатор предварительно готовят по 9.1.1.

10.1    Проверка стаканчиков, фонового электролита и электрода на чистоту

10.1.1    В кварцевый стаканчик вместимостью 20 - 25 см³, подготовленный по 9.2.1, добавляют 10,0 см³ бидистиллированной воды, вносят примерно 10 мг сульфата натрия, 0,1 см³ раствора серной кислоты концентрации 1 моль/дм³, 0,1 см³ раствора сульфата меди концентрации 0,05 моль/дм³ и примерно 10 мг аскорбиновой кислоты.

10.1.2    Опускают в раствор индикаторный электрод (катод) и электрод сравнения (анод) и вспомогательный электрод. Подключают к прибору систему электродов.

10.1.3    Устанавливают чувствительность прибора, равную 410 “⁹А/мм и время электронакопления медной пленки, равное 15 с.

10.1.4    Включают газ и перемешивают им раствор в течение

120 с.

10.1.5    Проводят процесс электронакопления медной пленки из фонового электролита в течение 15 с при заданной чувствительности полярографа при потенциале минус 1,0 В при перемешивании раствора инертным газом.

10.1.6    По окончании электронакопления отключают газ, выдерживают индикаторный электрод при потенциале плюс 0,05 В в течение 1 с и начинают регистрацию вольтамперограммы в диапазоне потенциалов от минус 0,3 В до минус 0,9 В.

17

10.1.7    Проводят растворение медной пленки с поверхности графитового электрода при потенциале плюс 0,1 В в течение 20 с при перемешивании раствора газом.

10.1.8    Операции по 10.1.5 -10.1.7 повторяют три раза.

10.1.9    При наличии на вольтамперограмме аналитических сигналов определяемых элементов высотой менее 2 мм, стаканчик, фоновый электролит и индикаторный электрод считают готовыми к проведению анализа. В противном случае проводят очистку электрода или стаканчика и повторяют операции по10.1.1 -10.1.8.

10.1.10    Отключают электроды от прибора.

10.2 Анализ пробы

10.2.1 В стаканчик с фоновым электролитом, проверенным на чистотупо 10.1 вносят анализируемую пробу согласно таблице 2

Таблица 2 Рекомендуемое разбавление пробы воды для измерения массовой концентрации нитрат-ионов

Поддиапазоны измеряемых концентраций нитрат-ионов мг/дм3 Степень разбавления пробы Объем анализируемой пробы воды, см3 * 0,3-20 1 : 5 2 20-100 1 : 10 1 100-200 1 : 20 0,5 200 - 500 1 : 100 0,1 * - для анализа пробу воды помещают в стаканчик и доводят объем до 10 см3 раствором фонового электролита

10.2.2    Стаканчик с анализируемым раствором помещают в электрохимическую ячейку.

10.2.3    Повторяют последовательно операции по 10.1.2 -10.1.7.

10.2.4    Операции по 10.1.5 -10.1.7 повторяют 3 раза .

10.2.5    Измеряют мерительной линейкой высоту катодного пика нитрат-ионов.

10.2.6    В стаканчик с анализируемым раствором с помощью пипетки или дозатора вносят добавку АС нитрат-ионов концентрации 1000 мг/дм³ объемом 0,02 см³ (Высота пика должна увеличится не менее, чем в два раза, таким образом, измерение проводится в области линейной зависимости тока от концентрации, находящейся в пределах от 0,3 до 5,0 мг/дм³).

10.2.7    Проводят процесс электронакопления и регистрацию вольтамперограмм анализируемой пробы с введенной добавкой АС по 10.1.5 -10.1.7 три раза в тех же условиях, что и анализируемая проба.

11.1.3 Аналогичные вычисления по 11.1.1 - 11.1.2 проводят для второй параллельной анализируемой пробы

11.2 Проверка приемлемости результатов измерений

11.2.1 Проверяют приемлемость полученных результатов параллельных определений. Расхождение между полученными результатами двух параллельных анализируемых проб не должно превышать предела повторяемости г Значение предела повторяемости для двух результатов параллельных определений приведено в таблице 5.

Таблица 5 - Диапазон измерений, значения пределов повторяемости при доверительной вероятности Р=0,95

Компонент Объект анализа Диапазон концентраций, мг/дм3 Предел повторяемости (для двух результатов параллельных определений), г Предел повторяемости (для четырех результатов параллельных определений), Y ^ От 0,3 до 1,0 включ. 0,34 • X 0,43 • X Вода природная Св. 1,0 до 10,0 включ. 0,25 • X 0,32 • X Нитрат- ион Св. 10,0 до 500 включ 0,22 ■ X 0,29 • X Вода От 0,2 до 2,0 включ. 0,34 • X 0,43 • X питьевая Св. 2,0 до 5,0 включ. 0,22 ■ X 0,29 • X

Результаты считают приемлемыми при выполнении условия

\Х'-Х"\ <г.    (2)

Абсолютное значение предела повторяемости рассчитывается для среднеарифметического значения результатов двух параллельных определений

2

ФЕРЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» АККРЕДИТОВАННАЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА ТПУ

(аттестат об аккредитации Ns РОСС RU 01.00143-03 от 24.12.01)

ООО «ВНЕДРЕНЧЕСКАЯ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА «ЮМХ»

СВИДЕТЕЛЬСТВО ОБ АТТЕСТАЦИИ МВИ

№ 08-47/178

Методика выполнения измерений массовых концентраций нитрат-ионов методом вольтамперометрии, разработанная в Томском политехническом университете и ООО «ВНП Ф «ЮМХ», регламентированная в МУ 08-47/178 (по реестру аккредитованной метрологической службы Томского политехнического университета)

ВОДЫ ПИТЬЕВЫЕ, МИНЕРАЛЬНЫЕ, ПРИРОДНЫЕ. ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НИТРАТ-ИОНОВ

аттестована в соответствии с ГОСТ Р 8.563 (ГОСТ 8.010).

Аттестация осуществлена по результатам теоретического и экспериментального исследования МВИ.

В результате аттестации МВИ установлено, что данная МВИ соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает следующими основными метрологическими характеристиками:

1 Диапазоны измерений, относительные значения показателей точности, повторяемости и воспроизводимости методики при доверительной вероятности Р=0,95

Компонент Объект анализа Диапазон концентраций, мг/дмэ Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости), <7г, % Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости), Or, % Показатель точности (границы, в которых находится погрешность методики), 5,% От 0,3 до 1,0 включ. 12 17 35 вода природная Св. 1,0 до 10,0 включ. 9 15 30 Нитрат- ион Св. 10,0 до 500 включ 8 12 25 Вода От 0,2 до 2,0 включ. 12 15 30 питьевая Св. 2,0 до 5,0 включ. 8 10 20

3

При выполнении условия (2) значение X принимается за результат измерения массовой концентрации нитрат-ионов в пробе.

11.2.2 При превышении предела повторяемости (г) необходимо дополнительно получить еще два результата параллельных определений. Если при этом размах (Х_тах - X _min) результатов четырех параллельных определений равен или меньше предела повторяемости г*, то в качестве окончательного результата принимают среднее арифметическое значение результатов четырех параллельных определений. Значения предела повторяемости (г*) для четырех результатов параллельных определений приведены в таблице 5.

12 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

12.1    Результаты измерений хранят в памяти компьютера (при использовании компьютеризированного вольтамперометрического анализатора) или оформляют записью в журнале. При этом приводят сведения об анализируемой пробе, условиях измерений, дате получения результата измерений. Запись в журнале удостоверяет лицо, проводившее измерения.

12.2    Результат измерения (анализа) в документах, выдаваемых лабораторией, представляют в следующих видах:

Х±А , мг/дм³, Р=0,95,

или Х±А_Л » мг/дм³, Р=0,95, при условии А_Л<А,

где:    X - результат измерения, полученный в соответствии с настоя

щим документом на методику выполнения измерений;

± А_л - значения характеристики погрешности результатов измерений, установленные при реализации методики в лаборатории;

± А -значения характеристики погрешности настоящей методики выполнения измерений, которые рассчитываются по формуле

А = 0,01. 5 X,    (4)

где относительное значение показателя точности (характеристики погрешности - 5) методики приведено в таблице 1.

Примечание. Характеристику погрешности результатов измерений при реализации методики в лаборатории допускается устанавливать по формуле

= 0,84* А    (5)

с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов измерений по разделам

12.3 и 12.4 настоящего документа.

21

ФЕРЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

АККРЕДИТОВАННАЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА ТПУ

(аттестат об аккредитации Ns РОСС RU 01.00143-03 от 24.12.01) ООО «ВНЕДРЕНЧЕСКАЯ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА «ЮМХ»

«УТВЕРЖДАЮ»

ВОДЫ ПИТЬЕВЫЕ, МИНЕРАЛЬНЫЕ, ПРИРОДНЫЕ. ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НИТРАТ-ИОНОВ

«СОГЛАСОВАНО»

Метролог метрологической службы ТПУ

_Н.П.Пикула

18 «апреля 2005 г

6

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий документ (МУ 08-47/178) устанавливает методику выполнения измерений массовых концентраций нитрат-ионов методом катодной вольтамперометрии в пробах вод питьевых, минеральных, природных подземных и поверхностных вод.

Химические помехи, влияющие на результаты определения массовой концентрации нитрат-ионов, устраняют путем разбавления пробы.

Методика применяется для выполнения измерений при определении массовой концентрации нитрат-ионов в диапазонах, указанных в таблице 1.

Если концентрация элемента в пробе выходит за верхнюю границу диапазонов определяемых концентраций, допускается разбавление подготовленной к измерению пробы. Разбавление пробы проводят в соответствии с таблицей 2.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящей методике использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия

ГОСТ 2156-76 Реактивы. Натрий двууглекислый. Технические условия

ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, на-поромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия

ГОСТ 4165-78 Реактивы. Медь сернокислая 5-водная. Технические условия

ГОСТ 4166-76 Реактивы. Натрий сернокислый безводный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Реактивы. Кислота серная. Технические условия ГОСТ 4212-76 Реактивы. Методы приготовления растворов для колориметрического и нефелометрического анализа

ГОСТ 4217-77 Реактивы. Калий азотнокислый. Технические условия

ГОСТ 9293-74 Азот газообразный и жидкий. Технические условия ГОСТ 9736-91 Приборы электрические прямого преобразования для измерения неэлектрических величин. Общие технические требования и методы испытаний

7

ГОСТ 10054-82 Шкурка шлифовальная бумажная водостойкая. Технические условия

ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 13861-89 (ИСО 2503-83) Редукторы для газоплазменной обработки. Общие технические условия

ГОСТ 14262-78 Реактивы. Кислота серная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 14919-83 Электроплиты, электроплитки и жарочные электрошкафы бытовые. Общие технические условия

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 17435-72 Линейки чертежные. Технические условия ГОСТ 17792-72 Электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда

ГОСТ 19908-90 Тигли, чашки, стаканы, колбы, воронки, пробирки и наконечники из прозрачного кварцевого стекла. Общие технические условия

ГОСТ 20490-75 Реактивы. Калий марганцовокислый. Технические условия

ГОСТ 21400-75 Стекло химико-лабораторное. Технические требования. Методы испытаний

ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 28165-89 Приборы и аппараты лабораторные из стекла. Аквадистилляторы. Испарители. Установки ректификационные. Общие технические требования

ГОСТ 29227-91 (ИСО 835-1-81) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования

ГОСТ 29228-91 (ИСО 835-2-81) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 2. Пипетки градуированные без установленного времени ожидания

ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества

ГОСТ Р 51592-2000 Вода. Общие требования к отбору проб ГОСТ Р 51593-2000 Вода питьевая. Отбор проб ГОСТ Р 8.563-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений

ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения

ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике

3 ПРИПИСАННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ЕЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ

3.1 Методика выполнения измерений обеспечивает получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в таблице 1.

Таблица 1 - Диапазоны измерений, относительные значения показателей точности, воспроизводимости и повторяемости методики выполнения измерений массовых концентраций нитрат-ионов при доверительной вероятности Р= 0,95

Компо нент Объект анализа Диапазон концентраций, мг/дм3 Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости), Ог, % Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости), Or, % Показатель точности (границы, в которых находится погрешность методики), 5,% Нитрат- ион Вода природ- мая От 0,3 до 1,0 включ. 12 17 35 Св. 1,0 до 10,0 включ. 9 15 30 Св. 10,0 до 500 включ 8 12 25 Вода питьевая От 0,2 до 2,0 включ. 12 15 30 Св. 2,0 до 5,0 включ. 8 10 20

3.2 Значения показателя точности методики используют:

-    при оценке деятельности лабораторий на качество проведения испытаний;

-    при оценке возможности использования результатов измерений при реализации методики выполнения измерений в конкретной лаборатории.

9

4 СУЩНОСТЬ МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1    Измерение массовой концентрации нитрат-ионов выполняют методом катодной вольтамперометрии (ВА) в пробах вод питьевых, минеральных, природных подземных и поверхностных вод без предварительной подготовки после соответствующего разбавления проб би-дистиллированной водой.

Разбавление анализируемых проб вод необходимо:

-    для проведения измерений в области линейной зависимости тока от концентрации, находящейся в пределах от 0,3 до 5,0 мг/дм³;

-    для устранения влияния солевого состава пробы и присутствующих в ней органических веществ.

4.2    Метод BA-измерений основан на способности нитрат-ионов восстанавливаться на поверхности медно-графитового электрода, формируемого в режиме «/л situ», для чего в исследуемый раствор вводят катионы меди (2+). Накопление медной пленки проводят при заданном потенциале электролиза, равном минус 1,0 В относительно хпорсеребряного электрода в течение 15 с. Аналитический сигнал нит-рат-иона регистрируют при линейном изменении потенциала от минус 0,3 В до минус 0,9 В со скоростью 15 мВ/e в режиме первой производной. Потенциал максимума катодного пика нитрат-иона на фоне сульфата натрия равен минус (0,60 ± 0,15) В.

4.3    Алгоритм проведения измерения массовой концентрации нитрат-ионов в пробах воды приведен на рисунке 1.

Рисунок 1. ВА измерения при анализе проб