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

ФР.1.31.2004.01072

МУ 08-47/142

(по реестру аккредитованной метрологической службы ТПУ)

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ДОБАВКИ. ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЦИНКА, КАДМИЯ, СВИНЦА, МЕДИ, СЕЛЕНА, МЫШЬЯКА и ЖЕЛЕЗА

взамен МУ 08-47/118

Томск

2

Массовые концентрации каждого элемента в измеряемых растворах и, соответственно, в анализируемых пробах определяют по методу добавок в них аттестованных смесей с установленным содержанием определяемого элемента.

Общая схема выполнения измерения сигналов определяемых элементов методом ИВ представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Общая схема измерений в методе ИВ

Цинк, кадмий, свинец, медь

Сущность методики выполнения измерений при определении массовой концентрации цинка, кадмия, свинца и меди заключается в кислотной минерализации и прокаливании пробы БАД, переводе остатка в фоновой раствор - муравьиную кислоту и измерении сигналов методом ИВ. Процесс электроосаждения цинка, кадмия, свинца и меди из раствора подготовленной пробы на индикаторном ртутнопленочном электроде проходит при потенциале электролиза, равном минус 1,4 В относительно хлорсеребряного электрода, в течение заданного времени электролиза. Процесс электрорастворения элементов с поверхности электрода и регистрация аналитических сигналов на вольтамперограмме проводится при линейно меняющемся потенциале от минус 1,2 до 0,0 В. Потенциалы максимумов регистрируемых анодных пиков (аналитических сигналов) цинка, кадмия, свинца и меди на фоне муравьиной кислоты соответственно равны (минус 0,9 ±0,1) В; (минус 0,6 ±0,1) В; ( минус 0,4 ± 0,1) В; ( 0,0 ± 0,05) В.

Мышьяк и железо

Методика основана на проведении инверсионно-вольтамперометрических измерений с линейной разверткой потенциала в постоянно-токовом режиме регистрации для мышьяка и в дифференциальном режиме (1-я производная) для железа в одном растворе пробы после ее предварительной подготовки (рисунок 1).

Растворение навески и окисление всех форм мышьяка до мышьяка (5+) проводят при нагревании с азотной кислотой или смесью азотной кислоты и пероксида водорода в присутствии солей магния. После упаривания раствора осадок помещают в муфельную печь и прокаливают при 450 °С для сжигания органических веществ. Неорганический осадок обрабатывают восстановителем (сернокислым гидразином) в концентрированной серной кислоте при нагревании, после чего избыток восстановителя и серной кислоты удаляют кратковременным нагреванием в му-

11

фельной печи. Осадок, содержащий мышьяк (3+) и железо (3+), растворяют в растворе фонового электролита - растворе трилона Б концентрации 0,1 моль/дм³ (pH 3,5-4,5).

Рисунок 3. Основные этапы анализа проб БАД при определении массовой концентрации мышьяка и железа

Из полученного раствора мышьяк (3+) накапливается в виде мышьяка (0) на золото-графитовом электроде в течение заданного времени электролиза 30 - 60 с при потенциале минус 1,0 В, а железо (3+) переходит в железо (2+). В процессе электрорастворения при линейном изменении потенциала в положительную сторону мышьяк (0) с поверхности электрода переходит в мышьяк (3+): As(0) -> As(3+), а железо в режиме производной окисляется Fe(2+)—>Fe(3+). Потенциал анодного пика железа находится в интервале от минус 0,15 до минус 0,20 В, а мышьяка в интервале от 0,0 В до минус 0,10 В относительно хлорсеребряного электрода при pH 3,5-4,5.

Селен

Методика анализа основана на проведении инверсионно-вольтамперометрических (ИВ) измерений раствора пробы после ее предварительной подготовки.

Подготовка проб БАД состоит из трех стадий:

1    Химическое растворение пробы;

2    Фотоокисление всех форм селена до селена (4+) или до селена (6+) в слабокислой или нейтральной среде в присутствии пероксида водорода; одновременно удаляются остатки органических веществ.

3    Фотовосстановление селена (6+) до селена (4+) при подщелачивании пробы в том же стаканчике до значений pH 8-10 при ультрафиолетовом (УФ) облучении пробы в течение 40 - 60 мин.

Электроактивной формой для ИВ-измерений является селен в степени окисления (+4); электронакопление проводится на золотографитовом электроде (ЗГЭ) в форме селена (0); аналитический сигнал на вольтамперной (ВА) кривой получают в результате электрохимической реакции Se(0) -» Se(4+) на фоне хлорной кислоты концентрации 0,05 - 0,30 моль/дм³.

Потенциал анодного пика селена на фоне хлорной кислоты находится в диапазоне от 0,85 В до 0,95 В относительно хлорсеребряного электрода.

Мешающее влияние нитрит-ионов, хлорид-ионов (более 100,0 мг/дм³), бромид-ионов (более 8,0 мг/дм³), а также других лигандов, вызывающих растворение золота

с электрода и маскирующих пик селена, устраняется приемом смены электролита в стадии анодного растворения селена с ЗГЭ.

5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ, ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1    Условия безопасного проведения работ

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

5.1.2    Соединения селена, мышьяка ядовиты, поэтому хранить их следует в безопасном месте, соблюдая осторожность при приготовлении аттестованных смесей. С легколетучими соединениями селена (ЭеНз, селен-органическими соединениями) работать только в вытяжном шкафу.

5.1.3    При выполнении пробоподготовки с использованием ультрафиолетового облучения работать в вытяжном шкафу, защищая глаза очками по ГОСТ 27570.32.

5.1.4    Металлическую ртуть (не более 1 см³) следует хранить под слоем воды в бюксе, помещенном в толстостенную склянку.

5.1.5    Необходимо иметь средства сбора и нейтрализации ртути (амальгамированную медную пластинку, раствор хлорного железа).

5.1.6. При выполнении аналитических измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.4.019.

5.1.7    Электробезопасность при работе с электроустановками - по ГОСТ 12.1.019.

5.1.8    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 ИВ метода анализа и изучивших инструкцию по эксплуатации полярографа или вольтамперометрического анализатора.

6 ОТБОР И ХРАНЕНИЕ ПРОБ

Метод отбора и хранения проб должен быть указан в нормативной документации для данного вида БАД, например, ГОСТ 29188.0 или ГОСТ 26313.

Для анализа одновременно используют две параллельных пробы.

7 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ПОСУДА,

РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

При выполнении измерений используют следующие средства измерений, вспомогательное оборудование, посуду, материалы и реактивы:

7.1    Средства измерений и вспомогательное оборудование

7.1.1    Полярограф (ПУ или другой) в комплекте с двухкоординатным самописцем и цифровым вольтметром [1];

или комплекс СТА аналитический вольтамперометрический [2] в комплекте с IBM-совместимым компьютером (использование по приложениям Б, В, Г);

Допускается использование другого оборудования и приборов, позволяющих воспроизводить технические и метрологические характеристики, указанные в данной методике анализа.

13

7.1.2 Электрохимическая ячейка, входящая в комплекс вольтамперометриче-ский СТА в состав которой входят:

-    электроды:

*    индикаторный электрод - золото-графитовый на основе графитового (при определении селена, мышьяка и железа);

■ индикаторный электрод - ртутно-пленочный на серебряной подложке с толщиной пленки ртути 10-20 мкм и рабочей поверхностью 0,03 - 0,2 см³ (при определении цинка, кадмия, свинца и меди);

*    электрод сравнения - хлорсеребряный (х.с.э.) с сопротивлением не более

3,0 кОм.

*    для трехэлектродной ячейки - вспомогательный электрод - хлорсеребряный (х.с.э.) с сопротивлением не более 3,0 кОм.

-    сменные стаканчики из кварцевого стекла вместимостью 20 - 25 см³;

-    трубка для подвода инертного газа с целью удаления растворенного кислорода и

перемешивания раствора.

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.

7.1.5Дозаторы пипеточные типа ДП-1-5-4; ДП-1 -40-200; ДП-1-200-1000 или другого типа с дискретностью установки доз 1,0 - 2,0 мкл и погрешностью не более 5%.

7.1.6    Магнитная мешалка типа ММ4 (Польша) или другая подобного типа, стержень магнитной мешалки.

7.1.7    Плитка электрическая с закрытой спиралью по ГОСТ 14919 или других марок.

7.1.8    Муфельная печь типа ПМ - 8 или МР-64-0215 по ГОСТ 9736

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 измерений ±15 °С (изготовитель ООО “ИТМ”, г.Томск).

7.1.9    Аппарат для дистилляции воды АСД-4 по ГОСТ 15150 или [3].

7.1.10    Источник УФ-облучения: ртутная кварцевая лампа среднего давления (типа ДРТ-230) с охлаждением;

или ртутная кварцевая лампа низкого давления типа ДРФК-20УЗ, используемая в фотоминерализаторе ФМ-20-2 (изготовитель АОЗТ “Электрум”, г. Томск).

7.1.11    Щипцы тигельные [4].

7.2 Посуда

7.2.1    Пипетки мерные лабораторные стеклянные 2-го класса точности вместимостью 0,50; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0 см³ по ГОСТ 29227.

7.2.2    Посуда и оборудование лабораторные стеклянные по ГОСТ 25336 или посуда мерная лабораторная стеклянная 2-го класса точности по ГОСТ 1770: колбы наливные вместимостью 25,0; 50,0; 100,0 см³; цилиндры вместимостью 10,0 см³.

7.2.3    Посуда и оборудование фарфоровые лабораторные по ГОСТ 29225 (ИСО 1775).

7.2.4    Стаканчики: стеклянные или кварцевые стаканчики вместимостью 25,0; 50,0; 100,0 см³;

7.2.5    Палочки стеклянные по ГОСТ 21400.

7.2.6    Эксикатор по ГОСТ 25336.

14

7.2.7    Крышки-дефлегматоры для стаканчиков из термостойкого стекла конусообразной формы диаметром 25 - 35 мм, высотой 20 - 25 мм.

7.2.8    Сборник для отработанных растворов.

7.3 Реактивы и материалы

7.3.1    Государственные стандартные образцы состава растворов ионов цинка, кадмия, свинца, меди, мышьяка, железа и селена с относительной погрешностью не более 1 % при Р = 0,95. Концентрация элемента в стандартном образце должна быть не менее 0,1 мг/см³ и не более 10,0 мг/см³.

Например, Государственные стандартные образцы состава водных растворов ионов:

-    цинка ГСО 7256-96, ГСО 7471-98; ГСО 7470-98 и др.;

-    кадмия ГСО 7472-98, ГСО 6070-96 и др.;

-    свинца ГСО 7252-96, ГСО 7012-96 и др.;

-    меди ГСО 7255-96, ГСО 7098-96 и др.;

-    мышьяка ГСО 7264-96, ГСО 7143-96 и др.;

-    железа ГСО 7476-98, ГСО 8034-98 и др.;

-    селена ГСО 7340-96, ГСО 7341-96 и др..

7.3.2    Оксид мышьяка (III) по ГОСТ 1973.

7.3.3    Железо треххлористое, 6-водное, FeCh ■ 6 Н2О, по ГОСТ 4147, х.ч.

7.3.4    Цинк сернокислый по ГОСТ 4174.

7.3.5    Кадмий сернокислый 8/3-водный по ГОСТ 4456.

7.3.6    Свинец азотнокислый по ГОСТ 4236.

7.3.7    Медь сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165.

7.3.8    Кислота селенистая по ГОСТ 11081.

7.3.9    Кислота муравьиная концентрированная по ГОСТ 5848.

7.3.10    Ртуть металлическая по ГОСТ 4658.

7.3.11    Стандартный образец состава раствора ионов золота (ГСОРМ-14) ГСО 3398-90П концентрации 0,10 мг/см³ (100 мг/дм³).

7.3.12    Кислота азотная концентрированная по ГОСТ 11125, ос.ч или по ГОСТ 4461, х.ч.

7.3.13 Кислота серная концентрированная по ГОСТ 14262, ос.ч или по ГОСТ 4204, х.ч.

7.3.14    Кислота соляная концентрированная по ГОСТ 14261, ос.ч или по ГОСТ 3118, х.ч.

7.3.15    Кислота хлорная [5].

7.3.16    Пероксид водорода по ГОСТ 10929, х.ч.

7.3.17 Магния оксид по ГОСТ 4526, ч.д.а (или магния нитрат по ГОСТ 11088, ч).

7.3.18    Гидразин сернокислый по ГОСТ 5841, ч или ч.д.а.

7.3.19    Аммиак водный по ГОСТ 3760, х.ч.

7.3.20    Соль динатриевая этилендиамин-N, N, Ы',Ы'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) [6] или по ГОСТ 10652, х.ч..

7.3.21    Натрия гидроокись по ГОСТ 4228, ч.д.а..

7.3.22    Натрий двууглекислый по ГОСТ 2156 (сода пищевая).

7.3.23    Вода бидистиллированная [7] или дистиллированная по ГОСТ 6709, перегнанная в присутствии серной кислоты (0,5 см³ концентрированной серной кислоты и 3,0 см³ 3%-ного раствора перманганата калия на 1,0 дм³ дистиллированной воды).

7.3.24    Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.

7.3.25    Калий хлористый [8].

7.3.26    Натрий хлористый по ГОСТ 4233.

15

7.3.27    Азот газообразный по ГОСТ 9293 или другой инертный газ (аргон, гелий) с содержанием кислорода не более 0,03%.

7.3.28    Бумага индикаторная универсальная pH (1 -14).

7.3.29    Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026 или фильтры обеззоленные.

7.3.30    Бумага масштабно-координатная.

7.3.31    Линейка чертежная мерительная по ГОСТ 17435.

Все реактивы должны быть квалификации ос.ч. или х.ч.. В противном случае они должны проверяться на чистоту по определяемому веществу.

8 УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИИ

8.1    При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

•    Температура окружающего воздуха (25 ±10)° С;

• Атмосферное давление    (97±10)кПа;

• Относительная влажность    (65 ± 15) %;

•    Частота переменного тока    (50    ±    5)    Гц;

•    Напряжение в сети    (220 ± 22) В.

8.2    Конкретные условия регистрации аналитических сигналов определяемого элемента приведены в разделах 9,10 настоящей методики.

9 ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

9.1 Подготовка приборов к работе

Подготовку и проверку полярографа (ПУ-1 и др.) или вольтамперометрических анализаторов (типа СТА и др.) самописца, цифрового вольтметра или компьютера производят в соответствии с инструкцией по эксплуатации и техническому описанию соответствующего прибора согласно таблице 2.

Таблица 2 - Задаваемые режим работы прибора при определении массовых концентраций цинка, кадмия, свинца, меди, селена, мышьяка и железа в биологически активных добавках методом инверсионной вольтамперометрии

Условия определения Определяемый элемент Zn, Cd, Pb, Си Se As Fe Поляризующее напряжение для электронакопления, В -1,4 -0,2 ... -0,4 -1,0 -1,0 Потенциал начала регистрации вольтам-перной кривой, В -1,2 +0,2 -0,6 -0,6 Конечное напряжение развертки, В +0,15 + 1,2 +0,6 +0,6 Потенциал очистки электрода (дорастворе-ния примесей), В +0,10 + 1,2 +0,6 +0,6 Время очистки, с 20 30 20 30 Скорость линейного изменения потенциала, мВ/с 50...100 о со о ю 50 50 Чувствительность прибора при регистрации вольтамперограммы (в зависимости от содержания элемента в анализируемой пробе и поверхности электрода), А/мм ПО'10 ...110'9 Время электролиза (в зависимости от содержания элемента в пробе), с 20...180 о со ю 100 ...200 30 * Для определения железа устанавливают дифс (1-я производная) эеренциальный режим работы

9.2 Подготовка лабораторной посуды

Новую и загрязненную лабораторную стеклянную посуду, сменные наконечники дозаторов, пипетки промывают азотной кислотой и многократно бидистиллиро-ванной водой. Кварцевые стаканчики дополнительно кипятят в разбавленной серной кислоте в течение 5 - 10 мин и прокаливают в муфельной печи при температуре 400 °С - 450 °С в течение 5-10 мин.

Для УФ-облучения используют только стаканчики из оптически прозрачного кварца, соблюдая правила работы с подобным материалом: стаканчик берут только за верхнюю часть, перед помещением в фотоминерализатор протирают наружные стенки стаканчика ватой, смоченной чистым этиловым спиртом. Периодически (1 раз в месяц) протирают спиртом поверхность кварцевой ртутной лампы в фотоминерализаторе.

После проведения анализа стаканчики тщательно протирают фильтром с сухой питьевой содой, ополаскивают водопроводной водой, бидистиллированной водой и прокаливают в муфельной печи или комплексе пробоподготовки при температуре 400 °С - 450 °С в течение 20 мин. Прозрачные кварцевые стаканчики, предназначенные для проведения УФ облучения, прокаливают при температуре не выше 300 °С. Сменные кварцевые стаканчики хранят закрытыми калькой или в эксикаторе в сухом виде.

При определении Zn, Cd, Pb и Си кварцевые стаканчики протирают сухой 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 пробоподготовки «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 - 600 °С в течение 10-15 мин в муфельной печи или комплексе пробоподготовки «Темос-Экспресс » (при закрытой крышке).

9.3 Приготовление индикаторного электрода и электрода сравнения

9.3.1    Подготовка индикаторного золото-графитового электрода (ЗГЭ)

ЗГЭ представляет собой графитовый торцевой электрод с нанесенной на него пленкой золота. Графитовый торцевой электрод изготавливают из пропитанного различными веществами графитового стержня с диаметром рабочей поверхности 3 мм.

9.3.1.1    Для получения ЗГЭ рабочую поверхность графитового электрода, предварительно отшлифованную на фильтре, обезжиривают электрохимической очисткой. Для этого стаканчик (бюкс) с раствором 0,1 моль/дм³ серной кислоты (около 10 см³) помещают в электрохимическую ячейку, опускают в раствор индикаторный электрод (катод) и электрод сравнения (анод) и подключают их к соответствующим клеммам прибора. Включают газ и пропускают его через раствор в течение 60 с. Затем проводят катодную (при минус 1,0 В) и анодную (при 1,2 В) поляризацию попеременно через 1 - 2 с в течение 100 - 200 с.

9.3.1.2    Ополаскивают рабочую поверхность электрода бидистиллированной водой и сразу наносят на рабочую поверхность электрода золотую пленку электрохимически из раствора хлористого золота (АиС1з). Для этого в электрохимической ячейке стаканчик (бюкс) с раствором серной кислоты заменяют на стаканчик (бюкс) с раствором хлористого золота (около 10 см³) концентрации 100,0 мг/дм³. Включают газ и пропускают его через раствор в течение 300 с. Затем проводят процесс накопления золота при потенциале минус 0,4 В в течение 300 с (без перемешивания рас-

17

твора). После чего ополаскивают рабочую поверхность электрода бидистиллиро-ванной водой. На торце электрода должна быть видна пленка золота желтого цвета.

9.3.1.3 После проведения анализов ЗГЭ хранят в сухом виде. Перед работой (в последующие дни) рабочую поверхность электрода не протирают, а ополаскивают только бидистиллированной водой и проводят электрохимическую очистку по 9.3.1.1.

9.3.2    Подготовка индикаторного ртутно-пленочного электрода

Индикаторный ртутно-пленочный электрод представляет собой полиэтиленовый стержень с запрессованной серебряной проволокой диаметром 0,8 мм длиной 5 - 7 мм, площадь поверхности составляет около 0,2 см². Для подготовки электрода к работе проводят амальгамирование, то есть нанесение на поверхность серебра пленки ртути толщиной 10 -20 мкм. Покрытие ртутью производят путем опускания рабочей части электрода (серебряной проволоки) в металлическую ртуть на 2 - 3 с, затем ртуть растирают фильтровальной бумагой для равномерного распределения по поверхности серебра. В том случае, если на конце серебряной проволоки "свисает" избыточное количество ртути в виде капли, ее удаляют мокрой фильтровальной бумагой или стряхиванием в бюкс со ртутью. Электрод промывают бидистиллированной водой.

Процедуру амальгамирования рабочей поверхности электрода повторяют при появлении не амальгамированных участков на поверхности электрода. При образовании серого налета на поверхности, электрод протирают фильтровальной бумагой.

После проведения анализа рабочую поверхность электродов ополаскивают бидистиллированной водой. РПЭ хранят в стаканчике с бидистиллированной водой.

9.3.3    Подготовка к работе электрода сравнения

Новый хлорсеребряный электрод сравнения заполняют одномолярным раствором хлорида калия, закрывают пробкой отверстие и выдерживают не менее 48 час для установления равновесного значения потенциала при первом заполнении. После проведения анализов электрод хранят, погрузив его в раствор хлорида калия с концентрацией 1 моль/дм³.

9.4 Приготовление растворов

9.4.1    Приготовление растворов для выполнения измерений при определении массовых концентраций цинка, кадмия, свинца и меди

9.4.1.1    Основные растворы, содержащие по 100,0 мг/дм³ цинка, кадмия, свинца и меди, следует готовить одним из двух способов:

а)    Приготовление из государственных стандартных образцов состава растворов с аттестованными концентрациями элементов 1,0 мг/см³

В мерные колбы вместимостью 50,0 см³ вводят с помощью мерной пипетки по

5,0 см³ стандартного образца состава цинка, кадмия, свинца и меди (каждого элемента в отдельную колбу) и доводят объемы до метки бидистиллированной водой. Следует использовать инструкцию по применению ГСО.

б)    Приготовление из солей элементов по ГОСТ 4212 (в отсутствии ГСО)

На аналитических весах взвешивают с точностью до 0,0002 г навески соответствующих солей согласно таблице За. В мерные колбы вместимостью 1000 см³ количественно переносят навески солей соответствующих элементов; добавляют с помощью мерной пипетки, рекомендуемое в таблице За количество требуемой концентрированной кислоты и примерно 300 см³ бидистиллированной воды, растворяют навески солей элементов; растворы в колбах доводят до меток бидистиллированной водой.

Погрешность приготовления данных растворов не превышает 2 % отн.

Таблица За - Массы навесок реактивов для приготовления основных растворов

Реактив Навеска, г Предварительная подготовка реактива Добавляемое количество кислоты, см3 ZnS04-lH20 0,4398 ... 0,5 H2S04koh«. CdS04-8/3H20 0,2281 ... 0,5 H2S04koh«. РЪ N03 2 0,1600 Высушивают при 105 °С 1,0 то3конЦ. CuS04-5H20 0,3929 ... 1,0 Н2Ю4 кони,.

Основные растворы устойчивы в течение 6 мес.

9.4.1.2 Аттестованные смеси АС-1, АС-2, АС-3 с содержанием по 10,0; 1,0 и 0,5 мг/дм³ каждого элемента готовят соответствующими разбавлениями растворов в мерных колбах вместимостью 50,0 см³ бидистиллированной водой согласно таблице 36. Подкисление растворов до pH 3 проводят соляной кислотой. При повторном приготовлении растворы взбалтывают, сливают, колбы не промывают водой, а заполняют свежеприготовленным раствором той же концентрации.

Таблица 36 - Приготовление аттестованных смесей цинка, кадмия, свинца и меди

Концентрация исходного раствора для приготовления АС, мг/дм3 Объем, отбираемый для приготовления АС, см3 Объем мерной посуды, см3 Концентрация приготовленной АС, мг/дм3 Обозначение раствора АС Погрешность, обусловленная процедурой приготовления, % 100,0 5,00 50,0 10,00 АС-1 2,0 10,0 5,00 50,0 1,00 АС-2 2,5 10,0 2,50 50,0 0,50 АС-3 3,0

АС-1 устойчив в течение 30 дней; АС-2 и АС-3 - в течение 14 дней.

9.4.1.3    Раствор муравьиной кислоты - фоновый электролит (при использовании анализаторов с УФ-облучением пробы) - готовят непосредственно в процессе проведения ИВ измерений.

Для этого в кварцевый стаканчик для ИВ измерений помещают 10,0 см³ бидистиллированной воды и 0,1 - 0,2 см³ концентрированной муравьиной кислоты.

9.4.1.4    Раствор хлорида калия концентрации 1,0 моль/дм³

Навеску (7,46 ±0,01) г хлорида калия переносят в мерную колбу объемом

100.0    см³ и доводят объем раствора до метки бидистиллированной водой.

9.4.1.5    Раствор хлорида натрия концентрации 1,0 моль/дм³

Навеску (5,8 ±0,01) г хлорида натрия переносят в мерную колбу объемом

100.0    см³ и доводят объем раствора до метки бидистиллированной водой.

9.4.2 Приготовление растворов для выполнения измерений при определении массовых концентраций мышьяка и железа

9.4.2.1 Основным раствором является государственный стандартный образец (ГСО) состава растворов ионов мышьяка с аттестованным значением концентрации 100 мг/дм³.

Рекомендуется использовать инструкцию по применению ГСО.

19

Приготовление раствора мышьяка (3+) с концентрацией 100 мг/дм¹ из оксида мышьяка AS2 Оз (согласно ГОСТ 4212)

На аналитических весах берут навеску 0,1320 г оксида мышьяка, переносят в мерную колбу вместимостью 1,0 дм¹, растворяют в 15,0 см¹ раствора гидроокиси натрия концентрации 2,0 моль/дм¹, нейтрализуют раствором соляной кислоты концентрации 2,0 моль/дм¹ и доводят объем раствора бидистиллированной водой до метки.

9.4.2.2 Аттестованные смеси АС-1, АС-2, АС-3 с содержанием по 10,0; 5,0;

1,0 мг/дм¹ мышьяка готовят соответствующими разбавлениями растворов в мерных колбах вместимостью 25,0 см¹ бидистиллированной водой согласно таблице Зв. При повторном приготовлении растворы сливают в специальный сборник, колбы не промывают водой, а заполняют свежеприготовленным раствором той же концентрации.

Таблица Зв - Приготовление аттестованных смесей мышьяка

Исходный раствор для приготовления AC As, мг/дм3 Отбираемый объем, для приготовления АС, см3 Объем мерной посуды, см3 Концентрация приготовленного раствора АС, мг/дм3 Обозначене-ние раствора АС 100,0 2,50 25,0 10,00 АС-1 100,0 1,25 25,0 5,00 АС-2 10,0 2,50 25,0 1,00 АС-3

АС-1 устойчив в течение 30 дней; АС-2 и АС-3 - в течение 14 дней.

9.4.2.3    Основным раствором является ГСО состава растворов ионов железа с аттестованным значением концентрации 1000 мг/дм¹.

Рекомендуется использовать инструкцию по применению ГСО.

При отсутствии ГСО раствора железа (3+), а также при проведении серийных анализов проб возможно приготовление раствора железа (3+) с концентрацией

1000,0 мг/дм¹ из хлорида железа.

Навеску 4,830 г FeCh ■ 6 Н2О переносят в мерную колбу вместимостью 1,0 дм¹, растворяют в воде с добавлением 10,0 см¹ концентрированной соляной кислоты и при перемешивании разбавляют бидистиллированной водой до метки. Содержание железа (3+) в растворе устанавливают гравиметрически или титриметрически.

9.4.2.4    Аттестованные смеси АС-1 и АС-2 с содержанием 500,0 и 100,0 мг/дм¹ готовят соответствующим разбавлением растворов в мерных колбах, вместимостью 25 см¹ бидистиллированной водой согласно таблице 3 г.

Таблица Зг - Приготовление аттестованных смесей железа

Исходный раствор для приготовления AC Fe, мг/дм3 Отбираемый объем, для приготовления АС, см3 Объем мерной посуды, см3 Концентрация приготовленного раствора АС, мг/дм3 Обозна- ченение раствора АС 1000,0 12,50 25,0 500,0 АС-1 1000,0 2,5 25,0 100,0 АС-2 100,0 12,5 25,0 50,0 АС-3

Раствор АС-1 устойчив в течение 60 дней, а АС-2 и АС-3 - 30 дней.

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ВНЕДРЕНЧЕСКАЯ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА “ЮМХ” АККРЕДИТОВАННАЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА ТПУ

(аттестат об аккредитации № РОСС RU 01.00143-03 от 24.12.01)

СВИДЕТЕЛЬСТВО ОБ АТТЕСТАЦИИ МВИ № 08-47/142

(взамен № 08-47/118)

Методика выполнения измерений массовых концентраций цинка, кадмия, свинца, меди, селена, мышьяка и железа методом вольтамперометрии, разработанная в Томском политехническом университете и ООО «ВНП Ф «ЮМХ» и регламентированная в МУ 08-47/142 (по реестру аккредитованной метрологической службы Томского политехнического университета)

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ДОБАВКИ.

ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЦИНКА, КАДМИЯ, СВИНЦА, МЕДИ, СЕЛЕНА, МЫШЬЯКА и ЖЕЛЕЗА

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

1 Диапазоны измерений, относительные значения показателей точности, повторяемости и воспроизводимости методики при доверительной вероятности

Р=0,95- Наименование определяемого элемента Диапазон измерений массовой концентрации элемента, мг/кг Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости), Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости), Показатель точности (границы, в которых находится погрешность методики), 8,% Цинк От 0,5 до 10000 вкпюч. 9 13 30 Кадмий От 0,001 до 0,5 включ. Свинец От 0,01 до 1,0 включ. Медь От 0,1 до 200 включ. Селен От 0,1 до 50 включ. Мышьяк От 0,05 до 1,0 включ. Железо От 20 до 2000 включ.

9.4.2.5    Рабочий раствор хлорида золота для приготовления ЗГЭ хранят в бюк-сах с притертыми крышками в темном месте для использования их в качестве электрохимических ячеек при формировании ЗГЭ.

9.4.2.6    Рабочий раствор серной кислоты концентрации 0,1 моль/дм¹ для электрохимической очистки графитового готовят путем разбавления концентрированной серной кислоты в 200 раз. Для этого в мерную колбу вместимостью 100 см¹, наполовину заполненную бидистиллированной водой, вносят 0,5 см¹ концентрированной серной кислоты, перемешивают и доводят объем до метки бидистиллированной водой.

9.4.2.7    Раствор натрия гидроокиси концентрации 2,0 моль/дм¹

Навеску 8,0 г натрия гидроокиси растворяют в небольшом количестве бидистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 100,0 см¹, затем доводят объем до метки бидистиллированной водой.

9.4.2.8    Раствор натрия гидроокиси концентрации 1,0 моль/дм¹

Навеску 4,0 г натрия гидроокиси растворяют в небольшом количестве бидистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 100,0 см¹, затем доводят объем до метки бидистиллированной водой.

9.4.2.9    Раствор соляной кислоты концентрации 2,0 моль/дм¹

В мерную колбу вместимостью 100,0 см¹ вносят 16,0 см¹ концентрированной соляной кислоты и доводят объем до метки бидистиллированной водой.

9.4.2.10    Рабочий раствор нитрата магния {Мд(N03)2) концентрации 0,2 моль/дм¹ готовят одним из следующих способов:

1)    В мерную колбу вместимостью 100,0 см¹ вносят навеску нитрата магния массой 2,96 г, взятую с точностью до 0,01 г, растворяют бидистиллированной водой с добавлением 1 - 2 капель концентрированной азотной кислоты.

2)    Навеску оксида магния (МдО) массой 0,80 г, взятую с точностью до 0,01 г, помещают в мерную колбу вместимостью 100,0 см¹, добавляют 5,0 см¹ концентрированной азотной кислоты и, после растворения, доводят объем до метки бидистиллированной водой.

9.4.2.11    Рабочий раствор трилона Б концентрации 0,1 моль/дм¹

1)    Фиксанал 0,1 Моль-эквивалент массой 18,6 г разводят бидистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 500 см¹;

2)    Навеску трилона Б массой 9 30 г, взятую с точностью до 0,01 г, помещают в мерную колбу вместимостью 250 см¹, растворяют в теплой бидистиллированной воде, охлаждают и доводят объем до метки бидистиллированной водой.

9.4.3 Приготовление растворов для выполнения измерений при определении массовых концентраций селена

9.4.3.1 Основным раствором селена является государственный стандартный образец (ГСО) состава растворов ионов селена с аттестованным значением концентрации 1000,0 мг/дм¹ (например, ГСО 6076).

Рекомендуется использовать инструкцию по применению ГСО.

При отсутствии ГСО раствора селена, а также при проведении серийных анализов проб возможно приготовление раствора селена (4+) с концентрацией

1000.0    мг/дм¹ из селенистой кислоты (согласно ГОСТ 4212).

Для этого на аналитических весах берут навеску 1,633 г селенистой кислоты с точностью 0,001 г, помещают в мерную колбу вместимостью 1000,0 см¹, добавляют

10.0    см¹ концентрированной соляной кислоты и 0,2 см¹ концентрированной азотной кислоты, и доводят объем раствора до метки бидистиллированной водой.

21

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ВНЕДРЕНЧЕСКАЯ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА “ЮМХ” АККРЕДИТОВАННАЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА ТПУ

(аттестат об аккредитации № РОСС RU 01.00143-03 от 24.12.01)

^{и м} ь I' :

Q ’^v'

Airv’    “УТВЕРЖДАЮ’

Директор ООО «ВНПФ «ЮМХ»

Г.Б.Слепченко

19 ” января 2004 г.

1L JM

МУ 08-47/142

взамен МУ 08-47/118

(по реестру аккредитованной метрологической службы)

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ДОБАВКИ.

ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЦИНКА, КАДМИЯ, СВИНЦА, МЕДИ, СЕЛЕНА, МЫШЬЯКА и ЖЕЛЕЗА

“СОГЛАСОВАНО”

Метролог

метрологической службы ТПУ

_Н.П. Пикула

2004 г.

Томск

6

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий документ (МУ 08-47/142) устанавливает методику выполнения измерений массовых концентраций цинка, кадмия, свинца, меди селена, мышьяка и железа методом инверсионной вольтамперометрии в пробах биологически-активных добавок (БАД):

БАД - источников преимущественно: углеводов и сахаров (кисели др.), пищевых волокон, водорастворимых витаминов, макро- и микроэлементов,

БАД - на растительной основе (сухие, жидкие), БАД на основе переработки морепродуктов,

БАД - бактериальные препараты, БАД, изготовленных в виде таблеток, капсул, гранул, растворов.

Методика позволяет определять массовые концентрации элементов в соответствующих диапазонах концентраций, представленных ниже и в таблице 1.

Диапазон определяемых концентраций, мг/кг	Определяемые методом ИВ элементы
0,001	: ; 1 Cd L	i
0,005
0,01		Pb
0,05			As
0,1				Си	Se
0,5							Zn
1,0
5,0
10,0
20,0						Fe
50,0
100,0
200,0
500,0
1000
2000
5000
10 000	| i				i_______________________

Если содержание элементов в пробе выходит за верхнюю границу диапазона определяемых содержаний, допускается разбавление (до пяти раз) подготовленной к измерению пробы или уменьшение объема аликвоты анализируемой пробы. Если содержание элементов выходит за нижнюю границу диапазона определяемых содержаний, допускается взятие большего объема аликвоты анализируемой пробы или концентрирование путем увеличения времени электронакопления.

7

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 1973-73 Реактивы. Ангидрид мышьяковистый. Технические условия ГОСТ 29188.0-91 Реактивы. Натрий двууглекислый. Технические условия ГОСТ 3118-77 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия

Реактивы. Калия пероксодисульфат. Технические условия Реактивы. Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия Реактивы. Цинк сернокислый 7-водный. Технические условия Реактивы. Кислота серная. Технические условия Реактивы. Методы приготовления растворов для колориметрического и нефелометрического анализа

ГОСТ 4228-77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия

Реактивы. Свинец (II) азотнокислый. Технические условия Реактивы. Кадмий сернокислый. Технические условия Реактивы. Кислота азотная. Технические условия Реактивы. Магния оксид. Технические условия Реактивы. Ртуть. Технические условия Реактивы. Гидразин сернокислый. Технические условия Вода дистиллированная. Технические условия ГОСТ 9293-74 (ИСО 2435-73) Азот газообразный и жидкий. Технические условия ГОСТ 9736-91 Приборы электрические прямого преобразования для измерения неэлектрических величин. Общие технические требования и методы испытаний ГОСТ 10652-73 Реактивы. Соль динатриевая этилендиамин-N, N,N',N-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б). Технические условия

ГОСТ 10929-76 Реактивы. Водорода пероксид. Технические условия Реактивы. Магния нитрат. Технические условия Реактивы. Кислота азотная особой чистоты. Технические ус-

Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия Реактивы. Кислота соляная особой чистоты. Технические ус-

Реактивы. Кислота серная особой чистоты. Технические ус-

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 26313-84 Продукты переработки плодов и овощей. Правила приемки, методы отбора проб.

ГОСТ 28165-89 Приборы и аппараты лабораторные из стекла. Аквадистилляторы. Испарители. Установки ректификационные. Общие технические требования ГОСТ 29188.0-91 Изделия парфюмерно-косметические. Правила приемки, отбор проб, упаковка, маркировка, хранение.

ГОСТ 29225-91 (ИСО 1775-75) Посуда и оборудование фарфоровые лабораторные. Общие требования и методы испытаний

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 8.563-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений

ГОСТ Р 51301-99 Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсион-но-вольтамперометрические методы определения содержания токсичных элементов (кадмия, свинца, меди и цинка)

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, повторяемости и воспроизводимости при доверительной вероятности Р=0,95

Наименование определяемого элемента Диапазон измерений массовой концентрации элемента, мг/кг Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости), <хг(Т|, % Показатель воспроиз водимости (среднеквад ратическое отклонение воспроизво димости), <x^(V|, % Показатель точности (границы, в которых находится погрешность методики), 5,% Цинк От 0,5 до 10000 включ. 9 13 30 Кадмий От 0,001 до 0,5 включ. Свинец От 0,01 до 1,0 включ. Медь От 0,1 до 200 включ. Селен От 0,1 до 50 включ. Мышьяк От 0,05 до 1,0 включ. Железо От 20 до 2000 включ.

3.2 Значения показателя точности методики используют при:

-    оценке деятельности лабораторий на качество проведения испытаний;

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

9

4 СУЩНОСТЬ МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

Пробы подвергаются пробоподготовке (мокрым озолением - для цинка, кадмия, свинца и меди; сухим озолением с добавками - для мышьяка и железа; УФ-облучением - для селена) с целью разложения органической составляющей матрицы и переводу определяемых элементов в раствор в электрохимически активную форму. Подготовленные пробы переводят в раствор подходящим раствором фонового электролита и подвергают измерению методом ИВ на разных электродах в зависимости от определяемых элементов.

Из гомогенной пробы БАД берут отдельные навески для определения массовых концентраций: цинка, кадмия, свинца и меди, железа и мышьяка, селена и проводят пробоподготовку и измерения.

Основные этапы анализа проб БАД методом ИВ представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Основные этапы анализа проб БАД методом ИВ

Метод ИВ измерений основан на способности элемента электрохимически или химически концентрироваться на индикаторном электроде из анализируемого раствора при потенциале предельного диффузионного тока, а затем растворяться в процессе анодной поляризации при определенном потенциале, характерном для данного элемента. Регистрируемый на вольтамперограмме аналитический сигнал (анодный ток) элемента пропорционален его концентрации.

1