Методика зарегистрирована в Федеральном реестре методик выполнения измерений, применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора (регистр, код ФР. 1.31.2008.04296)

МУ 08-47/215

(по реестру аккредитованной метрологической службы Томского политехнического университета)

ВИНА ВИНОГРАДНЫЕ, ПЛОДОВЫЕ И ВИНОМАТЕРИАЛЫ.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ МЕТОДОМ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ

Редакция. №2 (с изменениями)

ТОМСК

5.2 Требования к квалификации операторов

Измерения может проводить химик-аналитик, владеющий техникой потенциометрического анализа и изучивший инструкции по эксплуатации используемой аппаратуры.

5.3 Условия выполнения измерений

Измерения проводят в нормальных лабораторных условиях:

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

• Атмосферное давление    (97 ± 10) кПа;

•    Относительная влажность    не    более    80 %;

•    Частота переменного тока    (50    ±    5)    Гц;

•    Напряжение в сети    (220    ±    22)    В.

6 ОТБОР И ХРАНЕНИЕ ПРОБ

Отбор, консервацию и хранение проб вина и виноматериала проводят в соответствии с ГОСТ или другим конкретным нормативным документом, регламентирующим отбор проб конкретных видов и типов: например, по ГОСТ Р 51144. При отборе проб составляется сопроводительный документ по утвержденной форме.

Пробы вина и виноматериала хранят в темных бутылках или под темным колпаком в холодильнике.

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 Мономер ИК-1 илидр.по ГОСТ 27987.

Допускается использовать другое оборудование и приборы, позволяющие воспроизводить технические и метрологические характеристики, указанные в данной методике анализа.

7.1.2 В состав иономера ИК-1 входят:

-    электроды:

•    индикаторный электрод - медный электрод, состоящий из медного стержня диаметром 1,5-2,0 мм и длиной рабочей части 8-12 мм;

•    электрод сравнения - хпоридсеребряный электрод, заполненный насыщенным раствором хлорида калия, с сопротивлением не более 3,0 кОм по ГОСТ 17792;

-    сменная ячейка (стаканчики из стекла вместимостью 20 - 50 см³);

11

-магнитная мешалка и вращающийся железный стержень в изоляции.

7.1.3    Весы лабораторные по ГОСТ 24104, с наибольшим пределом взвешивания 210 г и ценой деления 0,1 мг.

7.1.4    Набор гирь Г-2-200 по ГОСТ 7328.

7.1.5    Дозаторы типа ДП-1-5-40 или ДП-1-20-200 или ДП-1-200-1000 с дискретностью установки доз 1,0 - 3,0 мкл и погрешностью не более 5 % отн.

7.2 Посуда

7.2.1    Пипетки мерные лабораторные стеклянные 2-го класса точности вместимостью 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 см³ по ГОСТ 29227 и ГОСТ 29169.

7.2.2    Посуда мерная лабораторная стеклянная 2-го класса точности по ГОСТ 1770: колбы вместимостью 25,0; 50,0; 100,0; 250,0 см³, цилиндры вместимостью 25,0 см³.

7.2.3    Палочки стеклянные по ГОСТ 21400.

7.2.4    Воронки лабораторные стеклянные по ГОСТ 25336.

7.2.5    Колонки стеклянные ионообменные диаметром 15 мм, высотой 250 - 300 мм (в качестве колонок можно использовать бюретки вместимостью 50 см³ диаметром 12-15 мм).

7.3 Реактивы и материалы

7.3.1    Калий хлористый по ГОСТ 4234.

7.3.2    Натрия гидроокись по ГОСТ 4328.

7.3.3    Кислота соляная по ГОСТ 30553 или по [1].

7.3.4    Медь сернокислая 5-водная по ГОСТ 4236.

7.3.5    Вода бидистиллированная по [2] или дистиллированная по ГОСТ 6709, перегнанная в присутствии серной кислоты по ГОСТ 4204 и калия марганцовокислого по ГОСТ 20490 (0,5 см³ концентрированной серной кислоты и 3,0 см³ 3%-ного раствора перманганата калия на 1,0 дм³ дистиллированной воды).

7.3.6    Фенолфталеин по [3] приготовленный по ГОСТ 4919.1.

7.3.7    Бура по ГОСТ 8429.

7.3.8    Кислота лимонная моногидрат и безводная по ГОСТ 3652.

7.3.9    Бумага индикаторная универсальная [4].

7.3.10    Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.

7.3.11    Натрий двууглекислый (пищевая сода) по ГОСТ 2156.

7.3.12    Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.

7.3.13    Шприц медицинский, вместимостью 2 см³ по ГОСТ 24861

7.3.14    Анионит АВ -17-8 или другой анионит данной группы по ГОСТ 20301.

7.3.15    Калий роданистый по ГОСТ 4139.

Все реактивы должны быть квалификации ОСЧ, ХЧ или ЧДА.

8 ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

При подготовке к выполнению измерений проводят следующие этапы работы:

-    подготовка приборов к работе по 8.1,

-    проверка и подготовка лабораторной посуды по 8.2,

-    подготовка индикаторного электрода и электрода сравнения по 8.3,

-    приготовление основных и вспомогательных растворов по 8.4,

-    подготовка анионообменной колонки по 8.5,

-    подготовка проб по 8.6.

8.1 Подготовка приборов к работе

Подготовку и проверку иономера ИК-1 или другого средства измерения проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации, «Руководством пользователя» и техническим описанием соответствующего прибора.

8.2    Проверка и подготовка лабораторной посуды

Лабораторную стеклянную посуду, сменные наконечники дозаторов, пипетки протирают фильтром с питьевой содой, промывают многократно дистиллированной водой и высушивают.

8.3    Подготовка электродов

8.3.1 Подготовка индикаторного (рабочего) медного электрода

Медный электрод представляет собой медный стержень диаметром 1,5-2,0 мм, запрессованный во фторопластовую трубку диаметром 5-6 мм так, чтобы длина выступающей части медного стержня (рабочей поверхности меди) составляла 8-12 мм (поставляется потребителю в готовом виде).

Для подготовки электрода к работе рабочую поверхность медного электрода выдерживают 5-10 с в растворе соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³, промывают бидистиллированной водой и зачищают фильтровальной бумагой.

По мере необходимости (при снижении чувствительности и повторяемости, после долгого перерыва между анализами) медный электрод подвергают механической обработке. Для этого электрод промывают в растворе соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³ с последующей зачисткой поверхности электрода фильтровальной бумагой.

Между анализами электрод хранят в сухом виде на воздухе.

13

8.3.2 Подготовка к работе электрода сравнения

В качестве электрода сравнения используют хлоридсеребряный электрод (ХСЭ).

ХСЭ представляет собой спираль из серебряной проволоки, покрытой хлоридом серебра, помещенную в корпус с полупроницаемой пробкой. Корпус заполнен насыщенным раствором хлорида калия. Конец серебряной проволоки имеет токовыводящий контакт для подключения к прибору (поставляется потребителю в готовом виде).

Перед работой корпус электрода заполняют с помощью дозатора или шприца насыщенным раствором калия хлорида, закрывают и выдерживают не менее 12 час (при первом заполнении) в насыщенном растворе хлорида калия для установления равновесного значения потенциала электрода. Сопротивление ХСЭ не должно быть более 3,0 кОм

Заполнение электрода производят не реже одного раза в 2 недели.

Хранят электроды в насыщенном растворе хлорида калия.

8.4 Приготовление растворов

8.4.1    Раствор буры концентрации 0,05 моль/дм³

Для приготовления 100,0 см³ раствора буры концентрации 0,05 моль/дм³ берут навеску буры (Na₂B₄O₇-10 Н₂0) массой 1,907 г с точностью до 0,001 г, вносят в мерную колбу объемом 100,0 см³. Добавляют 30-40 см³ бидистиллированной воды и тщательно перемешивают для растворения. Объем раствора доводят бидистиллированной водой до метки и перемешивают.

8.4.2    Боратный буферный раствор с pH 8,5

Для приготовления по ГОСТ 4919.2 боратного буферного раствора с pH 8,5 в мерную колбу вместимостью 200 см³ пипеткой вносят 130,5 см³ раствора буры концентрации 0,05 моль/дм³, добавляют 30-40 см³ соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³ и тщательно перемешивают. Объем раствора доводят до метки соляной кислотой концентрации 0,1 моль/дм³ и перемешивают.

8.4.3    Раствор лимонной кислоты концентрации 100,0 г/дм³

Для приготовления исходного раствора лимонной кислоты концентрации 100,0 г/дм³ навеску лимонной кислоты 10,000 г, взятую с точностью до 0,002 г, помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 25 - 30 см³ бидистиллированной воды и тщательно перемешивают до полного растворения. Объем раствора доводят бидистиллированной водой до метки и перемешивают.

8.4.4    Раствор лимонной кислоты концентрации 10,0 г/дм³

Для приготовления разбавленного (1:10) раствора лимонной кислоты (10,0 г/дм³) 10,0 см³ исходного раствора лимонной кислоты концентра-

14

ции 100,0 г/дм³ помещают в мерную колбу вместимостью 100,0 см³, добавляют 30-40 см³ бидистиллированной воды и тщательно перемешивают. Объем раствора доводят бидистиллированной водой до метки и перемешивают.

8.4.5    Раствор сульфата меди концентрации 0,1 моль/дм³

Для приготовления 100,0 см³ раствора сульфата меди концентрации 0,1 моль/дм³ берут навеску CuS0₄-5H₂0 массой 2,495 г с точностью до 0,001 г, вносят в мерную колбу объемом 100,0 см³. Добавляют 30 -40 см³ бидистиллированной воды и тщательно перемешивают до полного растворения. Объем раствора доводят бидистиллированной водой до метки и перемешивают.

8.4.6    Раствор сульфата меди концентрации 0,05 моль/дм³

Для приготовления раствора сульфата меди концентрации 0,05 моль/дм³ исходный раствор сульфата меди по 8.4.5 разбавляют в 2 раза. Для этого в колбу объемом 100,0 см³ вносят 50,0 см³ раствора сульфата меди концентрации 0,1 моль/дм³ добавляют 30-40 см³ бидистиллированной воды и тщательно перемешивают. Объем раствора доводят бидистиллированной водой до метки и перемешивают.

8.4.7. Насыщенный раствор хлорида калия (для заполнения электрода сравнения)

Для приготовления насыщенного раствора хлорида калия хлористый калий растворяют в бидистиллированной воде до насыщения.

8.4.8    Соляную кислоту перегоняют при температуре 120 °С. Перегнанная соляная кислота должна быть концентрации не менее 6 моль/дм³.

8.4.9    Раствор соляной кислоты концентрации 2,0 моль/дм³

Для приготовления раствора соляной кислоты концентрации 2,0 моль/дм³ в мерную колбу вместимостью 100 см³, наполовину заполненную бидистиллированной водой, вносят 33,3 см³ раствора соляной кислоты концентрации 6 моль/дм³, затем доводят объем раствора бидистиллированной водой до метки.

8.4.10 Раствор соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³

Для приготовления раствора соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³ в мерную колбу вместимостью 100 см³ вносят 5,0 см³ раствора соляной кислоты концентрации 2,0 моль/дм³, добавляют 30-40 см³ бидистиллированной воды и тщательно перемешивают. Затем доводят объем раствора до метки бидистиллированной водой.

15

8.4.11    Раствор гидроксида натрия концентрации 3,5 моль/дм³

Для приготовления раствора гидроксида натрия концентрации 3,5 моль/дм³ берут навеску гидроксида натрия 14,00 г с точностью до 0,02 г и помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 30 - 40 см³ дистиллированной воды и тщательно перемешивают до полного растворения. Объем раствора доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают.

8.4.12    Насыщенный раствор хлорида натрия (для подготовки к работе ионообменной колонки)

Для приготовления насыщенного раствора хлорида натрия хлористый натрий растворяют дистиллированной водой до насыщения.

8.4.13    Раствор калия роданистого концентрации 10,0 г/дм³ (для подготовки к работе ионообменной колонки)

Для приготовления раствора калия роданистого концентрации

10.0    г/дм³ навеску роданистого калия 1,0 г, взятую с точностью до 0,002 г, помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 25,0 -

30.0    см³ дистиллированной воды и тщательно перемешивают до полного растворения. Объем раствора доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают.

8.4.14    Раствор натрия гидроокиси концентрации 0,2 моль/дм³ (для подготовки к работе ионообменной колонки)

Для приготовления раствора натрия гидроокиси концентрации 0,2 моль/дм³ навеску натрия гидроокиси 0,8 г, взятую с точностью до 0,002 г, помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 25 -30 см³ дистиллированной воды и тщательно перемешивают до полного растворения. Объем раствора доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают.

8.5 Подготовка анионообменной колонки

8.5.1 Подготовка анионообменной колонки

Подготовка анионообменной колонки проводится с целью отмывания анионита от неорганических низкомолекулярных примесей и зарядки анионита в нужную хпоридную форму.

Навеску анионита АВ-17-8 (мелкая фракция) массой 5,0 г, взятой с точностью до 0,2 г, помещают в стакан вместимостью 50 - 100 см³, заливают 40 см³ насыщенного раствора хлористого натрия и выдерживают 24 час при комнатной температуре. Раствор сливают и помещают часть набухшей смолы в колонку слоем высотой 100 - 150 мм. При полностью открытом кране колонки анионит промывают раствором соляной кислоты 16

концентрации 2,0 моль/дм³ до полного удаления железа, следя, чтобы пузырьки воздуха не задерживались между зернами смолы. Наличие ионов железа контролируется с помощью реакции с калием роданистым: при добавлении к раствору, содержащему ионы Fe³⁺, раствора калия роданистого концентрации 10 г/дм³ появляется интенсивная кроваво-красная окраска роданида железа(Ш).

Затем через колонку с анионитом пропускают дистиллированную воду до нейтральной среды, контролируя значения pH с помощью индикаторной бумаги.

Затем анионит в колонке промывают (примерно 50,0 см³) раствором натрия гидроокиси концентрации 0,2 моль/дм³ для удаления из смолы мономеров. После этого анионит вновь промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции элюата (по индикаторной бумаге должно быть значение pH 6,0).

Для перевода анионита в активную хлоридную форму через колонку пропускают раствор соляной кислоты концентрации 2,0 моль/дм³ объемом 30-40 см^ со скоростью 1 -2 капли в секунду. Затем отмывают би-дистиллированной водой (100- 150 см³) от избытка кислоты до нейтральной реакции элюата (по индикаторной бумаге значение pH 6,0). После этого анионит готов к работе.

8.5.2 Регенерация анионообменной колонки

Регенерацию анионообменной колонки проводят после подготовки пробы к измерению, т.е. по окончании отделения лимонной кислоты от сопутствующих кислот пробы, а также в случае получения неудовлетворительных результатов анализа (завышенных или заниженных результатов по контрольной пробе методом «введено-найдено»).

Анионит регенерируют промыванием дистиллированной водой до слабокислой реакции промывной жидкости (по индикаторной бумаге значение pH 5,0), затем пропусканием 100,0 см³ раствора соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³.

После чего колонку отмывают бидистиллированной водой (100-150 см³) от избытка кислоты до нейтральной реакции элюата (по индикаторной бумаге значение pH 6,0). После этого анионит вновь готов к работе.

Хранят колонку с анионитом, залив смолу бидистиллированной водой.

17

8.6 Подготовка проб

Для анализа используют две параллельные пробы.

Для подготовки проб берут анализируемую пробу вина или винома-териала объемом 10,0 см³ (V_np) с помощью пипетки с точностью до 0,01 см³, подщелачивают 0,02-0,05 см³ раствора натрия гидроокиси концентрации 3,5 моль/дм³ до pH 4 - 5 (значение pH контролируют с помощью индикаторной бумаги). После этого пробу вносят в колонку с подготовленным по разделу 8.5 к работе анионитом и пропускают со скоростью 1 капля в секунду. Элюат собирают в отдельную емкость и выливают. Затем промывают колонку с такой же скоростью бидистиллированной водой объемом 100 см³. Затем связанную с анионитом лимонную кислоту элюируют со скоростью 1 капля в секунду раствором соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³ объемом 20,0 см³. Элюат подготовленной пробы собирают в мерную колбу вместимостью 25,0 см³ и доводят бидистиллированной водой до метки (Х/_эл). Из отобранного элюата подготовленной пробы для потенциометрического титрования с помощью пипетки отбирают аликвоту объемом 5,0 - 10,0 см³ (V_aj1) с точностью до 0,01 см³.

Аналогично готовят вторую параллельную пробу.

9 ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

Мономер ИК-1 или другое средство измерения должно быть предварительно подготовлено к работе в соответствии с «Руководством пользователя».

При выполнении потенциометрических измерений с использованием иономера или другого средства измерения по 7.1 для определения массовых концентраций лимонной кислоты выполняют следующие операции:

-    устанавливают параметры измерений по 9.1;

-    проводят проверку работы электрохимической ячейки по 9.2;

-проводят измерения при анализе подготовленной пробы по 9.3.

9.1    Установка параметров измерения

Режимы выполнения измерений выбирают в соответствии с требованиями руководства по эксплуатации прибора или паспорта.

9.2    Проверка работы электрохимической ячейки при определении массовой концентрации лимонной кислоты

Проверка работы электрохимической ячейки заключается в проверке работы рабочего медного электрода.

Проверку медного электрода проводят:

•    после обработки электрода раствором соляной кислотой концентрации 0,1 моль/дм³ по 8.3.1;

•    при неудовлетворительной повторяемости результатов анализа;

•    после длительного перерыва в работе.

В чистый стаканчик объемом 50 см³ вносят пипеткой или дозатором 0,20 см³ раствора лимонной кислоты концентрации 10 г/дм³, добавляют 1 каплю фенолфталеина и нейтрализуют раствором натрия гидроокиси концентрации 3,5 моль/дм³ до появления малиновой окраски, после этого добавляют 2,0 см³ боратного буфера pH 8,5 и добавляют 10-15 см³ биди-стиллированной воды (чтобы раствор закрывал рабочую поверхность медного электрода). Поскольку при дальнейшем потенциометрическом титровании определяется не концентрация, а содержание (количество) лимонной кислоты, то объем раствора в стаканчике для титрования не имеет значения. Таким образом, получена контрольная проба с содержанием лимонной кислоты в аликвоте, равным 10 г/дм³.

Затем помещают стаканчик с контрольной пробой на магнитную мешалку, опускают в стаканчик рабочий медный электрод, электрод сравнения и стержень магнитной мешалки. Включают мешалку и титруют раствор контрольной пробы добавлением по 0,01...0,02 см³ раствора сульфата меди концентрации 0,1 моль/дм³. Записывают объемы раствора сульфата меди, пошедшего на титрование (V_Cu²⁺, см³), и замеренные по потенциометру значения потенциалов (Е, мВ), установившиеся во времени.

Данные вносят в таблицу 2 (приведен пример титрования). Титруют до получения 3 - 4 значений после резкого возрастания потенциала (см. рис.1). Если вместо увеличения происходит резкое уменьшение потенциала, то необходимо заменить электрод сравнения или индикаторный электрод.

Далее рассчитывают или АЕ и находят область максимума этих

значений. При равных объемах добавляемого реагента, AV, можно упростить расчет, используя вместо разность потенциалов АЕ.

19

налов

Таблица 2. Пример записи и обработки значений аналитических сиг

VCu- ’ СМЗ 0 0,02 0,04 0,8 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 Е, мВ -14 -10 0 15 23 57 70 84 90 96 100 АЕ 8 34 17 14 6 6 4

рис. 1 Кривая потенциометрического титрования лимонной кислоты

Объем точки эквивалентности (V_T3) рассчитывают как среднее арифметическое двух объемов рабочего раствора, между которыми находится максимум АЕ.

Концентрацию лимонной кислоты, которая на 99% находится в форме цитрат-ионов (Cat³") рассчитывают по формуле:

^Ссир- =    °^CU"    М_лим0п._к- Г/ДМ³ (1)

^у лимон.к—ты

где    Кшон.к-ты" объем аликвоты лимонной кислоты, взятой для титрования,

равный 0,2 см³;

V_Cu2+ - объем раствора сульфата меди в точке эквивалентности, равный 0,11 см³;

20

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЛО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

АККРЕДИТОВАННАЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА ТПУ

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

ООО «ВНЕДРЕНЧЕСКАЯ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА «ЮМХ»

СВИДЕТЕЛЬСТВО ОБ АТТЕСТАЦИИ МВИ № 08-47/215

Методика выполнения измерений массовой концентрации лимонной кислоты методом! потенциометрического титрования, разработанная в Томском политехническом университете И1 ООО «ВНПФ «ЮМХ» и регламентированная в МУ 08-47/215 (по реестру аккредитованной метрологической службы Томского политехнического университета)

ВИНА ВИНОГРАДНЫЕ, ПЛОДОВЫЕ И ВИНОМАТЕРИАЛЫ.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ МЕТОДОМ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ,

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

Наименование определяемого компонента Диапазон измеряемых концентраций, г/дм3 Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости), <7, , % Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости), °v% Показатель точности (границы, в которых находится погрешность методики), 5,% Лимонная кислота От 0,1 до 5,0 включ. 5 10 20

3

C_Cu2+ - концентрация сульфата меди, используемого для титрования, равная 0,1 моль/дм³;

М_ШМОн.к-ты ~ молярная масса лимонной кислоты, равная 192,13 г/моль для реактива безводной лимонной кислоты.

В данном примере получена концентрация лимонной кислоты Cat³' равная:

С ₌ °’¹¹'⁰’¹.192,13 = 10,54, г/дм³

^сиг 0,2

Контрольный образец содержит количество лимонной кислоты в аликвоте, равное

Ccitr³' =10,00 г/дм³.

Работа медных электродов и электрохимической ячейки считается удовлетворительной при соответствии полученных результатов массовой концентрации лимонной кислоты с концентрацией введенной в пробу. При этом расхождение между результатом измерения и введенной концентрацией лимонной кислоты должно отличаться не более чем на 8%.

9.3 Измерения при анализе подготовленной пробы

В чистый стаканчик вносят пипеткой аликвоту подготовленной по 8.6 пробы объемом 5,0 - 10,0 см³ с точностью до 0,01см³. Добавляют 1 каплю фенолфталеина и нейтрализуют раствором натрия гидроокиси концентрации 3,5 моль/дм³ до появления малиновой окраски, после чего добавляют 2,0 см³ боратного буфера pH 8,5, и добавляют 10-15 см³ бидистиллиро-ванной воды (чтобы раствор закрывал рабочую поверхность медного электрода). Стаканчик с раствором помещают на магнитную мешалку, опускают в стаканчик рабочий медный электрод, электрод сравнения и стержень магнитной мешалки. Включают мешалку и титруют раствор пробы неизвестной концентрации лимонной кислоты раствором сульфата меди концентрации 0,05 моль/дм³, проводя операции аналогично 9.2.1.

Титрование в области скачка титрования раствором сульфата меди проводят малыми объемами с постоянным значением V_Cu²⁺ (по 0,01 или 0,02 см³), каждый раз записывают установившееся во времени значение потенциала (Е) в таблицу аналогично таблице 2 раздела 9.2.1. Титруют до получения 3 - 4 значений после резкого возрастания потенциала.

Рассчитывают точку эквивалентности (У_ТЭ) - объем раствора сульфата

меди, пошедшего на титрование цитрат-ионов, как указано в 9.2.1 для каждой из двух параллельных анализируемых проб; получают соответственно значения X? и Х₂.

21

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

АККРЕДИТОВАННАЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА ТПУ

(аттестат аккредитации № РОСС RU 01.00143-03 от 22.02.08)

ООО «ВНЕДРЕНЧЕСКАЯ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА «ЮМХ»

"УТВЕРЖДАЮ"

Директор ООО «ВНПФ «ЮМХ»

Методика зарегистрирована в Федеральном реестре л применяемых в сферах распросп государственного метрологического контроля и надзора (регистр, код ФР. 1.31.2008.04296)

МУ 08-47/215

(по реестру аккредитованной метрологической службы Томского политехнического университета)

ВИНА ВИНОГРАДНЫЕ,

ПЛОДОВЫЕ И ВИНОМАТЕРИАЛЫ.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ МЕТОДОМ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ

Редакция №2 (с изменениями)

«СОГЛАСОВАНО»

Метролог аккредитованной метрологической службы ТПУ

Н.П. Пикула сентября 2008 г.

Томск

6

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий документ (МУ 08-47/215) устанавливает методику выполнения измерений массовой концентрации лимонной кислоты при анализе проб вин (плодовых и виноградных) и виноматериалов методом потенциометрического титрования.

Диапазон определяемых концентраций лимонной кислоты составляет от 0,1 до 5,0 г/дм³ включ.

Если содержание компонента в пробе выходит за верхнюю границу диапазона определяемых концентраций, допускается разбавление подготовленной к измерению пробы или уменьшение объема аликвоты анализируемой пробы.

Лимонная кислота С₆Н₈0₇ (H₃Citr) представляет собой трёхосновную органическую оксикислоту, имеющую универсальное распространение в живой природе. Она входит в состав вин и виноматериалов наряду с другими органическими кислотами и является одним из показателей при проведении экспертизы на предмет выявления фальсификации винной продукции (например, по ГОСТ Р 52523 «Вина столовые и виномате-риалы столовые. Общие технические условия»).

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 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

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 Натрий двууглекислый. Технические условия ГОСТ 3652-69 Кислота лимонная моногидрат и безводная. Технические условия.

ГОСТ 4139-75 Калий роданистый. Технические условия

ГОСТ 4165-78 Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия

ГОСТ 4234-77 Калий хлористый. Технические условия ГОСТ 4919.1-77 Реактивы и особо чистые вещества. Методы приготовления растворов индикаторов

7

ГОСТ 4919.2-77 Реактивы и особо чистые вещества. Методы приготовления буферных растворов

ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия ГОСТ 7328-2001 Гири. Общие технические условия ГОСТ 8429-77 Бура. Технические условия

ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 14262-78 Кислота серная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 17792-72 Электрод сравнения хпорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда

ГОСТ 20301-74 Смолы ионообменные. Аниониты. Технические условия

ГОСТ 20490-75 Калий марганцовокислый. Технические условия ГОСТ 21400-75 Стекло химико-лабораторное. Технические требования. Методы испытаний

ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования ГОСТ 24861-91 (ИСО 7886-84) Шприц инъекционный однократного применения

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

ГОСТ 27869-88 Вещества особо чистые. Метод концентрирования микропримесей ионным обменом

ГОСТ 27987-88 Анализаторы жидкости потенциометрические ГСП. Общие технические условия.

ГОСТ 29169-91 (ИСО 648-77) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной отметкой

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

ГОСТ 30553-98 (ИСО 904-76) Кислота соляная. Технические условия ГОСТ Р 8.563-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений

ГОСТ Р 51144-98 Продукты винодельческой промышленности. Правила приемки и методы отбора проб

ГОСТ Р 52523-2006 Вина столовые и виноматериалы столовые. Общие технические условия

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 СУЩНОСТЬ МЕТОДИКИ

Сущность методики состоит в предварительной подготовке проб вин и виноматериалов путем отделения мешающих компонентов органических кислот (щавелевой, уксусной, винной, яблочной, молочной и янтарной) с помощью ионного обмена на анионите АВ-17-8 с последующим определением массовой концентрации лимонной кислоты методом потенциометрического титрования.

Суть предварительной подготовки проб заключается в выделении лимонной кислоты (рК = 3,07) из матрицы пробы вина или виноматериала. Для этого применяют сильноосновный анионит в хпоридной форме при pH = 3,5 -4. При значении pH около 4 99 % лимонной кислоты находится в форме аниона цитрат-иона (Citr³~), а остальные компоненты вина остаются в незаряженной форме. Незаряженные компоненты вина, аминокислоты и более слабые карбоновые кислоты проходят через колонку с анионитом, не задерживаясь, а анионы лимонной кислоты адсорбируются на анионите в колонке. Для элюирования лимонной кислоты из анионита используют раствор соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³.

Метод потенциометрического титрования заключается в измерении потенциала индикаторного медного электрода (относительно электрода сравнения) в процессе титрования подготовленной пробы на фоне боратного буфера pH 8,5 реагентом, вступающим в реакцию с определяемым веществом, с образованием прочного комплекса. В качестве комплексообразующего реагента используют ионы меди (2+). В растворе боратного буфера pH 8,5 цитрат-ионы (Citr³) образуют с ионами меди (2+) прочный комплекс состава 1:1.

Массовую концентрацию цитрат-ионов определяют по массовой концентрации ионов меди (2+) в точке эквивалентности на кривой титрования. Точку эквивалентности - эквивалентный объем меди - определяют по резкому изменению потенциала в процессе титрования.

Массовая концентрация цитрат-ионов соответствует массовой концентрации лимонной кислоты в анализируемой пробе.

4 ПРИПИСАННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1 Методика выполнения измерений массовых концентраций лимонной кислоты в пробах вин и виноматериалов методом потенциометрического титрования обеспечивает получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в таблице 1.

9

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

Наименование определяемого компонента Диапазон измеряемых концентраций, г/дм3 Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости), <?г, % Показатель воспроиз водимости (среднеквад ратическое отклонение воспроизво димости), °R ’ % Показатель точности (границы, в которых находится погрешность методики), 6,% Лимонная кислота От 0,1 до 5,0 включ. 5 10 20

4.2 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.

5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ, ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1 Условия безопасного проведения работ

К работе с иономером (потенциометром), нагревательными приборами и химическими реактивами допускается персонал, изучивший инструкцию по эксплуатации прибора, правила работы с химическими реактивами и химической посудой.

При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.005.

При работе с электроустройствами соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019 и инструкцией по эксплуатации приборов.

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