Анализ на цинк в воде

Известно, что вещества, находящиеся в окружающей среде, влияют на жизнь фауны и флоры – одни способствуют развитию жизнедеятельности, другие подавляют ее. Поэтому различные вещества при их сбросе в природные водотоки имеют различную величину разрешенной концентрации на сброс – так называемую ПДК (предельно допустимую концентрацию). И здесь, как говорится, между поведением госсанслужб Европы и Советского Союза (а Россия наследовала всю документацию по ПДК именно оттуда) существуют, как говорится, две большие разницы.

На Западе допустимая концентрация вредных веществ в сточных водах в большей своей части определяется экономической целесообразностью, а именно степенью участия данного вещества в жизненном цикле человека и способностью бактерий перерабатывать данные вещества в той или иной концентрации. Существуют, правда, и там определенные отклонения от экономической целесообразности, но не они определяют общую погоду в экологической политике государств. В том же случае, когда конкретное вещество (речь идет о ионах металлов) не входит в жизненный цикл человека и животных, борьба с его использованием в производстве ведется жестко и неотвратимо, но не путем неожиданных запретов. Так, идет борьба за вытеснение кадмия из защитных покрытий (замечу, весьма эффективных) и замену использования его в производстве изделий для автотранспорта на более экологически приемлемые. В настоящее время ищутся способы замены шестивалентного хрома в конверсионных покрытиях алюминия перед покрытием его порошковыми красками, хотя в настоящее время это наиболее приемлемые конверсионные покрытия с точки зрения стойкости красочных покрытий к различным погодным условиям. Точно так же ведется целенаправленная борьба за вытеснение свинца из всей продукции, с которой соприкасается человек. В СССР же считалось, что чем меньшая величина ПДК фиксируется в нормативных документах, тем лучше. Например, в свое время нормы на ртуть в сточных водах были установлены такие, что в государстве были всего три прибора, которые могли фиксировать ртуть на данном уровне концентраций. Борьба российских специалистов за переход к экономической целесообразности при установлении величин ПДК пока что отмечена лишь небольшими успехами.

Приведем примеры относительно практики экологического регулирования в развитых странах (которую в качестве примера приводят нам некоторые экологи) и в различных регионах современной России.

Напомним, что цинк входит в жизненные циклы человеческого организма и животного мира, причем его недостаток вызывает ряд болезней, на которых здесь не будем останавливаться. Ежедневная норма потребления цинка человеческим организмом – 15 мг; именно поэтому его предельно допустимая концентрация (ПДК) в питьевой воде необычно велика – 5 мг/л. ПДК для водоемов хозяйственно- питьевого и культурно-бытового назначения также очень велика – 1 мг/л. Правда, есть еще одна норма – для рыбохозяйственных водоемов (0,01 мг/л), и экологические службы ряда областей, как мы увидим ниже, берут ее в качестве основания для разработки областных норм. Для сравнения приведем предельно-допустимые концентрации для трех наиболее опасных веществ – свинца, хрома и кадмия. Согласно данным для трехвалентного хрома она составляет 0,5 мг/л, для шестивалентного хрома – уже 0,05 мг/л, для свинца – 0,03, а для кадмия – даже 0,001 мг/л.

Итак, представим некоторые данные по величинам ПДК для различных регионов России (таблица 13.1). Сравним эти данные с нормами различных зарубежных стран (таблица 13.2).

Из таблицы 13.1 видно, что только в Москве и Рязани нормы более или менее приближаются к тем, что допускаются для питьевой воды и лишь в 2,5-5 раз меньше ПДК для питьевой воды; в остальных регионах нормы значительно более жесткие, а в Калуге, Тольятти, Чебоксарах и Киржаче они находятся за пределами чувствительности аналитических методик, которые может использовать химик-аналитик в среднеоснащенной химической лаборатории (то есть с использованием спектрофотометрии).

Таблица 13.1. Принятые нормы ПДК по цинку для различных регионов современной России.

источник

Настоящий документ устанавливает методику измерений массовой концентрации ионов цинка в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с дитизоном.

Диапазон измерений от 0,005 до 5 мг/дм 3 .

Если массовая концентрация ионов цинка в анализируемой пробе превышает 0,5 мг/м 3 , то пробу необходимо разбавлять.

Если массовая концентрация ионов цинка в анализируемой пробе ниже 0,05 мг/дм 3 , то пробу необходимо концентрировать путем упаривания.

Мешающие влияния, обусловленные присутствием в пробе железа с содержанием более 0,5 мг/м 3 , висмута, кадмия, меди, свинца, ртути, никеля, кобальта, серебра, золота, олова (II), окислителей и органических веществ устраняются специальной подготовкой пробы к анализу (п. 9.1).

Метод исключительно чувствителен (молярный коэффициент поглощения равен 94 ∙ 10 3 ), поэтому следует особо тщательно следить за чистотой реактивов и посуды.

Реактивы, включая дистиллированную воду, надо подвергать специальной очистке от следов цинка, использовать посуду, которая служит только для этих определений и основательно ее промывать.

Значения показателя точности измерений 1 — расширенной относительной неопределенности измерений по настоящей методике при коэффициенте охвата 2 приведены в таблице 1. Бюджет неопределенности измерений приведен в Приложении А.

1 В соответствии с ГОСТ Р 8.563-2009 (п. 3.4) в качестве показателя точности измерений использованы показатели неопределенности измерений).

Значения показателя точности методики используют при:

— оформлении результатов анализа, выдаваемых лабораторией;

— оценке качества проведения испытаний в лаборатории;

— оценке возможности использования настоящей методики в конкретной лаборатории.

Таблица 1 — Диапазон измерений, показатели неопределенности измерений

Диапазон измерений, мг/дм 3

Суммарная стандартная относительная неопределенность, u , %

Расширенная относительная неопределенность 2 , U при коэффициенте охвата k = 2, %

Поверхностные и сточные воды

2 Соответствует характеристике погрешности при доверительной вероятности Р = 0,95.

При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, оборудование и материалы:

3.1 Средства измерений, вспомогательное оборудование

Спектрофотометр или фотоколориметр, позволяющий измерять оптическую плотность при длине волны λ = 535 нм.

Кюветы с толщиной поглощающего слоя 10 мм.

Весы лабораторные специального класса точности с ценой деления не более 0,1 мг, наибольшим пределом взвешивания не более 210 г по ГОСТ Р 53228-2008.

Сушильный шкаф электрический (до 200 °С).

Плитка электрическая лабораторная с регулятором температуры и закрытой спиралью по ГОСТ 14919-83.

Бидистиллятор по ТУ 25.11-15-92-81.

Государственные стандартные образцы (ГСО) состава раствора ионов цинка с массовой концентрацией 1 мг/м 3 . Относительная погрешность аттестованных значений массовой концентрации не более 1 % при Р = 0,95.

Колбы конические Кн-1-250-14/23 ТС по ГОСТ 25336-82.

Пипетки мерные с делениями 0,1 см 3,4(5)-2-1(2); 6(7)-1-5(10);

Воронки делительные ВД-3-100 ХС по ГОСТ 25336-82.

Воронки делительные ВД-3-1000 ХС по ГОСТ 25336-82.

Цилиндры 1(3)-25; 1(3)-50; 1(3)-100 по ГОСТ 1770-74.

Склянки из темного стекла.

Бутыли из стекла или полиэтилена с притертыми или винтовыми пробками вместимостью 500 — 1000 см 3 для отбора и хранения проб и реактивов.

1 Допускается использование других средств измерений утвержденных типов, обеспечивающих измерения с установленной точностью.

2 Допускается использование другого оборудования с метрологическими и техническими характеристиками, аналогичными указанным.

3 Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки.

Четыреххлористый углерод, ГОСТ 20288-74 (продажный реактив перегоняют, собирая фракцию, кипящую при 76 °С).

Кислота соляная (хлористоводородная) по ГОСТ 3118-77.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478-75.

1 Все реактивы, используемые для анализа, должны быть квалификации чл.а. или х.ч.

2 Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных.

Фотометрический метод определения массовой концентрации ионов цинка основан на их взаимодействии с дифенилтиокарбазоном (дитизоном) в четыреххлористом углероде, в результате которого образуется окрашенный в красный цвет дитизонат цинка. Оптическую плотность определяют при λ = 535 нм.

При выполнении измерений необходимо соблюдать следующие требования техники безопасности.

5.1 При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007-76.

5.2 Электробезопасность при работе с электроустановками по ГОСТ Р 12.1.019-2009.

5.3 Организация обучения работающих безопасности труда по ГОСТ 12.0.004-90.

5.4 Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.

5.5 Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88.

Выполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой фотометрического анализа, изучивший инструкции по эксплуатации спектрофотометра или фотоколориметра и получивший удовлетворительные результаты при выполнении контроля процедуры измерений.

Измерения проводятся в следующих условиях:

температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С;

атмосферное давление (84,0 — 106,7) кПа (630 — 800 мм рт.ст);

относительная влажность не более 80 % при t = 25 °С;

напряжение сети (220 ± 22) В;

частота переменного тока (50 ± 1) Гц.

При подготовке к выполнению измерений должны быть проведены следующие работы: отбор и хранение проб, подготовка прибора к работе, приготовление растворов, установление и контроль стабильности градуировочной характеристики, построение градуировочного графика.

8.1.1 Отбор проб питьевых вод производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор проб».

Отбор проб поверхностных и сточных вод производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб», ПНД Ф 12.15.1-08 «Методические указания по отбору проб для анализа сточных вод».

8.1.2 Пробы воды отбирают в бутыли из полимерного материала или стекла, предварительно ополоснутые отбираемой водой. Объем отбираемой пробы должен быть не менее 200 см 3 .

8.1.3 Пробы анализируют не позже, чем через 2 часа после отбора или консервируют следующим образом: к пробе добавляют 5 см 3 концентрированной соляной кислоты на 1 дм 3 или 2 см 3 хлороформа на 1 дм 3 воды.

8.1.4 При отборе проб составляется сопроводительный документ по утвержденной форме, в котором указывается:

цель анализа, предполагаемые загрязнители:

должность, фамилия отбирающего пробу, дата.

8.2 Подготовка прибора к работе

Подготовку спектрофотометра или фотоэлектроколориметра к работе проводят в соответствии с рабочей инструкцией по эксплуатации прибора.

8.3 Приготовление растворов

8.3.1 Приготовление бидистилпированной воды.

Воду перегоняют в бидистилляторе и проверяют на чистоту раствором дитизона и при необходимости дополнительно очищают.

8.3.2 Приготовление раствора дитизона (раствор 1) в четыреххлористом углероде.

Растворяют 0,10 г дитизона в 1 дм 3 четыреххлористого углерода. Раствор хранят в склянке из темного стекла в холодильнике.

Если имеются сомнения в качестве реактива или раствор хранился слишком долго, проводят проверку. Взбалтывают 10 см 3 приготовленного раствора с 10 см 3 разбавленного (1:99) раствора аммиака. Если нижний слой четыреххлористого углерода будет лишь слабо окрашен в желтый цвет, реактив в хорошем состоянии, в противном случае реактив очищают следующим образом.

Растворяют 1 г дитизона в 100 см 3 хлороформа. Раствор переносят в делительную воронку на 500 см 3 , приливают 100 см 3 раствора аммиака (1 см 3 концентрированного 25 %-ного аммиака разбавляют до 100 см 3 бидистиллированной водой) и 5 см 3 3 %-ного водного раствора аскорбиновой кислоты. Содержимое воронки встряхивают в течение 2 минут, следя за тем, чтобы в оранжевом водном растворе не осталось хлороформа. Эту операцию повторяют до тех пор, пока новые порции вводно-аммиачного раствора окрашиваются не в интенсивно оранжевый цвет, а в желтый.

Аммиачные экстракты собирают вместе и при перемешивании нейтрализуют разбавленной (1:1) соляной кислотой, пока дитизон не выпадет в виде темных хлопьев, а цвет раствора из оранжевого не изменится на бледно-зеленый. Дитизон отфильтровывают через бумажный фильтр, 2 — 3 раза промывают водным раствором аскорбиновой кислоты и сушат на фильтре на воздухе. Сухой очищенный дитизон хранят в темном месте в склянке с притертой пробкой.

8.3.3 Приготовление раствора дитизона (раствор 2) в четыреххлористом углероде.

Смешивают 1 объем раствора 1 дитизона с 9 объемами челгыреххлористого углерода. Раствор хранят в темной склянке в холодильнике. Срок хранения в этих условиях 3 — 4 недели.

8.3.4 Приготовление буферного ацетатного раствора.

Готовят два раствора А и Б.

В 250 см 3 дистиллированной воды растворяют 68 г ацетата натрия.

К семи частям дистиллированной воды добавляют одну часть концентрированной уксусной кислоты плотностью 1,06 г/см 3 .

Смешивают равные объемы растворов А и Б и проводят экстракцию для избавления от следов цинка раствором 2 дитизона порциями по 10 см 3 до тех пор, пока не получится экстракт зеленого цвета. Затем извлекают избыток дитизона, экстрагируя его четыреххлористым углеродом порциями по 5 см 3 .

8.3.5 Приготовление раствора тиосульфата натрия.

Растворяют 25 г тиосульфата натрия в 100 см 3 бидистиллированной воды и очищают от следов цинка раствором дитизона 2, как описано в п. 8.2.4.

8.3.6 Приготовление раствора цитрата натрия.

Растворяют 10 г цитрата натрия в 90 см 3 бидистиллированной воды не содержащей цинка, и очищают от цинка, как описано в п. 8.2.4. Этот раствор применяют для окончательной промывки всей посуды после обработки ее сначала разбавленной (1:1) азотной кислотой, потом бидистиллированной водой.

8.3.7 Приготовление из ГСО 3 основного градуировочного раствора ионов цинка с массовой концентрацией 0,10 мг/см 3 .

3 Приготовление градуировочных растворов из хлорида цинка приведено в Приложении Б.

Раствор готовят в соответствии с прилагаемой к образцу инструкцией. 1 см 3 раствора должен содержать 0,10 мг ионов цинка.

Раствор годен в течение месяца.

8.3.8 Приготовление рабочего градуировочного раствора ионов цинка с массовой концентрацией 0,01 мг/см 3 .

10 см 3 основного раствора, приготовленного из ГСО, помещают в мерную колбу вместимостью 100 см 3 и разбавляют до метки бидистиллированной водой. 1 см 3 раствора содержит 0,01 мг ионов цинка.

Раствор готовят в день проведения анализа.

8.4 Построение градуировочного графика

Для построения градуировочного графика необходимо приготовить образцы для градуировки с массовой концентрацией ионов цинка от 0,05 до 0,5 мг/дм 3 , Условия измерений, процедура выполнения измерений должны соответствовать п.п. 7 и 9.

Состав и количество образцов для градуировки для построения градуировочного графика приведены в таблице 2. Неопределенность, обусловленная процедурой приготовления образцов для градуировки, не превышает 2,5 %.

Таблица 2 — Состав и количество образцов для градуировки при анализе ионов цинка

Массовая концентрация цинка в градуировочных растворах, мг/дм 3

Аликвотная часть рабочего градуировочного раствора (см 3 ) с массовой концентрацией ионов цинка 0,01 мг/см 3 , помещенного в мерную колбу вместимостью 50 см 3 , см 3

Анализ образцов для градуировки проводят в порядке возрастания их концентрации. Для построения градуировочного графика каждую искусственную смесь необходимо фотометрировать 3 раза с целью исключения случайных результатов и усреднения данных. При построении градуировочного графика по оси ординат откладывают значения оптической плотности, а по оси абсцисс — величину концентрации вещества в мг/дм 3 .

8.5 Контроль стабильности градуировочной характеристики

Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят не реже одного раза в квартал, а также при смене партий реактивов, после поверки или ремонта прибора. Средствами контроля являются вновь приготовленные образцы для градуировки (не менее 3 образцов из приведенных в таблице 2).

Градуировочную характеристику считают стабильной при выполнении для каждого образца для градуировки следующего условия:

где X — результат контрольного измерения массовой концентрации ионов цинка в образце для градуировки;

С — аттестованное значение массовой концентрации цинка;

u_I_/(ТОЕ) — стандартное отклонение результатов измерений, полученных в условиях промежуточной прецизионности, %.

Если условие стабильности градуировочной характеристики не выполняется только для одного образца для градуировки, необходимо выполнить повторное измерение этого образца с целью исключения результата, содержащего грубую погрешность.

Если градуировочная характеристика нестабильна, выясняют причины и повторяют контроль с использованием других образцов для градуировки, предусмотренных методикой. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики строят новый градуировочный график.

9.1 Устранение мешающих влияний

Висмут, кадмий, медь, свинец, ртуть, никель, кобальт, серебро, олово (II), золото (если присутствуют в количествах меньше 5 мг/дм 3 ) при pH от 4,0 до 5,5 в присутствии требуемого количества тиосульфата натрия связываются в тиосульфатные комплексы и не мешают определению цинка. Если содержание этих элементов свыше 5,0 мг/дм 3 , то пробу рекомендуется разбавить так, чтобы содержание мешающего элемента стало ниже 5,0 мг/дм 3 . Железо (при концентрации выше 0,5 мг/дм 3 ) осаждают в щелочной среде (12 3 концентрированной серной кислоты, 2 см 3 концентрированной азотной кислоты и 0,5 см 3 30 %-ной перекиси водорода. Остаток после разложения растворяют в дистиллированной воде.

Цинк образует с тиосульфат-ионами комплексное соединение, хотя и относительно малоустойчивое. Это приводит к замедлению и некоторой неполноте реакции образования дитизоната цинка. Поэтому построение градуировочного графика и само определение надо проводить в совершенно одинаковых условиях в отношении объема пробы, количества тиосульфата и дитизона, продолжительности взбалтывания пробы с реактивом и т.д.

Пробу или раствор, полученный после устранения мешающих влияний по п. 9.1, предварительно разбавляют дистиллированной водой или упаривают в кварцевой чашке так, чтобы в 10 см 3 содержалось 0,5 — 5,0 мкг цинка.

Приводят pH к 2 — 3, добавляя соляную кислоту или раствор едкого натра, который должен быть предварительно очищен от цинка.

Переносят 10 см 3 подготовленной пробы в делительную воронку вместимостью 125 см 3 , приливают 5 см 3 ацетатного буферного раствора, 1 см 3 раствора тиосульфата натрия и перемешивают. На этой ступени анализа pH раствора должен быть в пределах 4 — 5,5. Приливают 10 см 3 раствора 2 дитизона и сильно взбалтывают 4 минуты. Дают слоям разделиться, высушивают трубку воронки изнутри полосками фильтровальной бумаги, сливают нижний слой четыреххлористого углерода в кювету с толщиной поглощающего слоя 10 мм и измеряют оптическую плотность при λ = 535 нм (против холостого раствора).

Массовую концентрацию ионов цинка, X (мг/дм 3 ) вычисляют по формуле:

где a — содержание ионов цинка, найденное по градуировочному графику;

K — коэффициент разбавления или концентрирования исходной пробы.

При необходимости за результат измерений X_ср принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений X₁ и X₂

для которых выполняется следующее условие:

где r — предел повторяемости, значения которого приведены в таблице 3.

Таблица 3 — Значения предела повторяемости при вероятности Р = 0,95

Диапазон измерений, мг/дм 3

Предел повторяемости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами параллельных определений), r , %

Поверхностная и сточная вода

При невыполнении условия (4) могут быть использованы методы проверки приемлемости результатов параллельных определений и установления окончательного результата согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002.

Результат измерений в документах, предусматривающих его использование, может быть представлен в виде: X ± = 0,01 ∙ U ∙ Х, мг/дм 3 ,

где X — результат измерений массовой концентрации, установленный по п. 10, мг/дм 3 ;

U — значение показателя точности измерений (расширенная неопределенность измерений с коэффициентом охвата 2).

Значение U приведено в таблице 1.

Допускается результат измерений в документах, выдаваемых лабораторией, представлять в виде: X ± 0,01 ∙ U_л ∙ X, мг/дм 3 , Р = 0,95, при условии U_л Примечание.

При представлении результата измерений в документах, выдаваемых лабораторией, указывают:

— количество результатов параллельных определений, использованных для расчета результата измерений;

— способ определения результата измерений (среднее арифметическое значение или медиана результатов параллельных определений).

Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает:

— оперативный контроль процедуры измерений;

— контроль стабильности результатов измерений на основе контроля стабильности среднего квадратического отклонения (СКО) повторяемости, СКО промежуточной (внутрилабораторной) прецизионности и правильности.

Периодичность контроля исполнителем процедуры выполнения измерений и алгоритмы контрольных процедур, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов измерений регламентируют во внутренних документах лаборатории.

Ответственность за организацию проведения контроля стабильности результатов анализа возлагают на лицо, ответственное за систему качества в лаборатории.

Разрешение противоречий между результатами двух лабораторий проводят в соответствии с 5.3.3 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002.

12.2 Оперативный контроль процедуры измерений с использованием метода добавок

Оперативный контроль процедуры измерений проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры K_к, с нормативом контроля K.

Результат контрольной процедуры K_к рассчитывают по формуле:

где — результат анализа массовой концентрации ионов цинка в пробе с известной добавкой — среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (4).

Х_ср — результат анализа массовой концентрации ионов цинка в исходной пробе — среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (4).

Норматив контроля K рассчитывают по формуле:

где , — стандартные отклонения промежуточной прецизионности, соответствующие массовой концентрации ионов цинка в пробе с известной добавкой и в исходной пробе соответственно, мг/дм 3 .

Процедуру измерений признают удовлетворительной, при выполнении условия:

При невыполнении условия (7) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (7) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

12.3 Оперативный контроль процедуры измерений с использованием образцов для контроля

Оперативный контроль процедуры измерений проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры K_к с нормативом контроля K.

Результат контрольной процедуры K, рассчитывают по формуле:

где C_ср — результат анализа массовой концентрации цинка в образце для контроля — среднее арифметическое двух результатов параллельных определений ионов цинка, расхождение между которыми удовлетворяет условию (4);

С — аттестованное значение образца для контроля.

Норматив контроля K рассчитывают по формуле:

где σ_I(ТОЕ) — стандартное отклонение промежуточной прецизионности, соответствующие массовой концентрации ионов цинка в образце для контроля, мг/дм 3 .

Процедуру измерений признают удовлетворительной, при выполнении условия:

При невыполнении условия (10) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (10) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

Расхождение между результатами анализа, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости. При выполнении этого условия приемлемы оба результата анализа, и в качестве окончательного может быть использовано их среднее арифметическое значение. Значения предела воспроизводимости приведены в таблице 4.

Таблица 4 — Значения предела воспроизводимости при вероятности P = 0,95

Диапазон измерений, мг/дм 3

Предел воспроизводимости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами измерений, полученными в разных лабораториях), R , %

источник

Вы здесь:
Качество
Методики и тесты
Метод определения содержания цинка в воде

Биологическая роль цинка

Цинк в природе в чистом виде (пластичный серебристо-белый металл) не встречается. Его выделяют из полиметаллических руд. В таблице Менделеева его атомный номер — 30. В живых организмах он присутствует в виде солей, а точнее в виде иона Zn 2+ в составе белковых систем. Цинк – эссенциальный микроэлемент, требующийся для правильного функционирования организма. Суточная потребность взрослого человека составляет 10-25 мг. Известно, что наибольшее значение цинк имеет для иммунной системы: недостаток цинка снижает активность специфического и неспецифического иммунитета и наоборот коррекция уровня цинка восстанавливает иммунокомпетентность организма. Цинк входит компонентом во многие ферментные системы (известно более 200), чем и обусловлено его широчайшее влияние на все стороны обмена веществ. Опосредованно он участвует в обмене белков, нуклеиновых кислот, витаминов А и Е. От его содержания в тканях зависят процессы регенерации кожи, рост ногтей и волос, работа вкусовых и обонятельных рецепторов. Цинк повышает иммунитет, поддерживает репродуктивную функцию принимает участие в кроветворении.

Следствием дефицита цинка являются: снижение иммунитета, задержка роста и полового созревания, аденома простаты и импотенция, нарушения обмена углеводов и сахарный диабет, поражения глаз и кожи, расслаивание ногтей, медленное заживление ран, снижение массы тела, повышенная утомляемость, раздражительность, раннее старение.

Не менее опасен для здоровья не только недостаток цинка, но и его избыток. В этой связи актуальным является определение его не только в биологических тканях, но и в продуктах питания, а также в воде.

Методы определения цинка.

Существует множество методик определения цинка, которые можно сгруппировать следующим образом: весовые методы, колориметрические, объёмные. Это химические способы и для количественного определения требуется устранение мешающих компонентов с близкими химическими свойствами. В образцах всегда присутствуют соединения других металлов. В зависимости от анализируемой пробы в них могут быть медь, железо, кадмий, никель, кобальт, марганец и ещё множество других элементов. Поэтому им предшествует предварительное отделение ионов цинка от сопутствующих металлов путем осаждения, экстракции или разделение с помощью анионитов. Известный метод по ГОСТ 18293-72 относится к колориметрическому способу и также требует длительной подготовки и очистки от меди и железа, которые мешают определению. Точность метода невелика.

Существуют аппаратные методы определения ионов цинка: полярографический, атомно-абсорбционный, флюорометрический, электрохимический основанные на физических свойствах металлов. Методы, основанные на физических свойствах, не только не требуют освобождения от «посторонних» металлов, но позволяют определять их в одной пробе.

На нашем предприятии мы определяем содержание цинка (и других тяжелых металлов) с помощью «Анализатора вольтамперометрического АКВ-07». Он предназначен для количественного определения металлов (Fe, Zn, Cd, Pb, Cu, Bi, Sb, Co, Ni, Cr, Tl, Mn, Se, Hg, As, и ряда других) в различных объектах (в воздухе; в воде: питьевой, минеральной, природной и сточной; в пищевой продукции; в почвах, грунтах и донных отложениях) в диапазоне концентраций от 1*10 -4 до 1,0 мг/дм 3 . В анализаторе реализован метод инверсионной вольтамперометрии, основанный на процессах электрохимического накопления (восстановления) электрохимически активных ионов из водных растворов на измерительном электроде с дальнейшим их электрорастворением при линейной смене потенциала. Принцип действия анализатора основан на измерении зависимости тока, проходящего через электрохимическую ячейку от потенциала измерительного электрода. Величина аналитического сигнала пропорциональна массовой концентрации определяемых ионов в растворе. Измерения выполняются в режиме инверсионной вольтамперометрии с прямоугольной формой поляризующего напряжения. По отдельной заявке анализаторы комплектуются персональным компьютером и принтером, что позволяет автоматизировать как процедуру измерений, так и полную обработку результатов анализа, формирование протоколов испытаний, создание отчетов и баз данных. Основной язык меню – русский. Поэтому пользователи смогут сами детально освоить эти методики. Здесь я обрисую только общую схему, чтобы потенциальные пользователи имели представление о процессе анализа.

К анализатору прилагаются методики выполнения измерений тяжелых металлов в различных объектах. При одном режиме работы анализатора, можно определять концентрацию нескольких ионов в одной пробе одновременно. Четыре режима работы анализатора позволяют определить 10 металлов. По одному из режимов можно анализировать 5 элементов (Zn, Cd, Pb, Cu, Bi); по другому — два элемента (Co, Ni); по третьему – еще два (Fe, Se). Для определения серебра требуется отдельный режим. Еще один режим со специальным электродом позволяет выявить 4 элемента — Hg, As, Sb и Mn.

Методики аттестованы ВНИИМС Госкомитета РФ по стандартизации и метрологии и апробированы в ряде испытательных лабораторий ЦСМ, ЦГСЭН. Суть метода в том, что на углеситаловом электроде концентрируются ионы металла, которые в дальнейшем при определенном для каждого иона потенциале растворяются. Процесс электрохимического растворения фиксируется в виде вольтамперограммы. Процедура повторяется после добавления стандартных растворов. Сравнивая величину сигналов до и после добавки, вычисляют концентрацию анализируемого иона. Предварительно из сигналов вычитают величину сигнала «холостой» пробы.

источник

Ответов в этой теме: 51
Страница: 1 2 3 4 5 6
«« назад || далее »»

[ Ответ на тему ]

Автор

Тема: Определение цинка в воде с помощью ААС

ondutytoday
Пользователь
Ранг: 13

21.09.2012 // 13:16:14 Здравствуйте.
Хотелось бы слышать практические советы об этом анализе, поскольку у самой ничего с анализом не выходит, а именно не получаются пики (вместо этого получается какая-то трапеция или что-то вроде того)
я пробовала делать калибровку на длине волны 213,9 нм, но даже при концентрации около 10 мкг пик не получается.
что можно изменить? может ширину щели или вообще при другой длине волны делать анализ.
У кого-нибудь был подобный опыт?

Реклама на ANCHEM.RU
Администрация
Ранг: 246
Размещение рекламы

Доктор
VIP Member
Ранг: 2265

21.09.2012 // 13:32:41 Уточните — печь? пламя? Цинк плохой элемент для ААС — борьба с холостыми требует много больше знаний, чем требуется для определения какой-нибудь меди или кадмия.

smihailov
Пользователь
Ранг: 5

21.09.2012 // 15:03:03 Редактировано 2 раз(а)

ondutytoday пишет:
Здравствуйте.
Хотелось бы слышать практические советы об этом анализе, поскольку у самой ничего с анализом не выходит, а именно не получаются пики (вместо этого получается какая-то трапеция или что-то вроде того)
я пробовала делать калибровку на длине волны 213,9 нм, но даже при концентрации около 10 мкг пик не получается.
что можно изменить? может ширину щели или вообще при другой длине волны делать анализ.
У кого-нибудь был подобный опыт?

И ещё — концентрации, если пламя — какое и прибор?

romeo
Пользователь
Ранг: 37

21.09.2012 // 17:29:30 Редактировано 1 раз(а)

Если ondutytoday говорит о пике, следовательно имеем дело с печью. Долгий выход цинка (трапеция похожа на очень растянутый пик) может быть обусловлен несколькими причинами:
1.Низкая температура атомизации
2.Эффект памяти (грязные втулочки и с них летит при нагреве).
3.Грязная печка и холостая проба.

Поэтому отсекайте все возможности:
отожгите печь до минимального сигнала (если нужно, смените печь и втулки), затем проколите холостые до приемлемых значений. Господин Доктор таки прав, кислоты весьма грязны цинком, а метод весьма чувствителен. Часто приходится искать подходящую воду и кислоту.
После того, как убедитесь в чистоте растворителя, оптимизируйте программу. Добивайтесь максимальной чувствительности и красоты пика

А вообще, не стесняйтесь откровенничать. Рассказывайте ВСЕ условия.

varban
VIP Member
Ранг: 8699

21.09.2012 // 21:41:35 Редактировано 1 раз(а)

И очень мягко и доброжелательно — не пишите/не говорите «атомный абсорбер».

Читатели улыбнутся, или чертыхнутся, или запостят едкий ответ, а искалки проиндексируют.

neutrino
Пользователь
Ранг: 265

22.09.2012 // 4:47:30 10 мкг/дм 3 для графитовой печи это слишком много, плюсом накладываются факторы от применяемой воды для лабораторного анализа, реактивов, чистоты используемой посуды (если Вы используете для ополаскивания посуды обычную дистиллированную воду и для приготовления всех растворов применяете тоже дистиллированную воду, то учтите, там цинк присутствует, и в приличной концентрации, по ГОСТ 6709-72, норматив качества по цинку до 0,2 мг/дм 3 (не более 0,2 мг/дм 3 ). Было замечено, что часто цинк присутствует и на новой пластиковой посуде и наконечниках, поэтому их нужно перед началом работы промыть в воде надлежащего качества с добавкой азотной кислоты квалификации «ос.ч.» 27-5 по ГОСТ 11125-84. Также можно использовать линию 307,6 нм, если данная линия будет Вас устраивать для выполняемых задач.

Реклама на ANCHEM.RU
Администрация
Ранг: 246
Размещение рекламы

Wiegand International
Компания Wiegand International на протяжении 10 лет осуществляет поставку лабораторного оборудования ведущих немецких производителей для лабораторий косметической, фармацевтической, химической и молочной промышленности. Комплексное оснащение лабораторий любого профиля и любого уровня сложности.

Rudy
Пользователь
Ранг: 385

24.09.2012 // 9:52:17

ondutytoday пишет:
Здравствуйте.
Хотелось бы слышать практические советы об этом анализе, поскольку у самой ничего с анализом не выходит, а именно не получаются пики (вместо этого получается какая-то трапеция или что-то вроде того)
я пробовала делать калибровку на длине волны 213,9 нм, но даже при концентрации около 10 мкг пик не получается.
что можно изменить? может ширину щели или вообще при другой длине волны делать анализ.
У кого-нибудь был подобный опыт?

Мой любимый элемент на электротермике. Стандарт 1 мкг/л — тогда привычные количества 10 — 40 мкл. А ежели 10 мкл, то 0,5 мкл и меньше. Для начала возьмите «Бона Аква» 0,5 л несколько бутылочек, посмотрите все. Сейчас они технологию очистки, видимо, сменили, десятые мкг есть. Если повезёт, по отдалённым ларькам посмотрите «старую» — прозрачным скотчем этикетка наклеена — не такая яркая. По крайней мере посуда будет чистая. Или «Аква минерале». Вода из-под бидистиллятора (стеклянного!), силиконовый шланг, идёт чистая. Из-под «Водолея» тоже. И вообще, если 18,2 Мом или 0,04 мкс, то чистая по цинку. Обычно — проблема в посуде куда собираете.
Ну, наконечники споласкивайте, которыми пробу вводите. В каком регионе работаете?

Rudy
Пользователь
Ранг: 385

24.09.2012 // 9:55:19 Редактировано 2 раз(а)

Пользователь удалил свое сообщение

ondutytoday
Пользователь
Ранг: 13

28.09.2012 // 15:11:35

Доктор пишет:
Уточните — печь? пламя? Цинк плохой элемент для ААС — борьба с холостыми требует много больше знаний, чем требуется для определения какой-нибудь меди или кадмия.

smihailov пишет:
И ещё — концентрации, если пламя — какое и прибор?

электро-термическая атомизация, т.е. печь.
прибор AAnalyst700 Perkin Elmer

romeo пишет:
Если ondutytoday говорит о пике, следовательно имеем дело с печью. Долгий выход цинка (трапеция похожа на очень растянутый пик) может быть обусловлен несколькими причинами:
1.Низкая температура атомизации
2.Эффект памяти (грязные втулочки и с них летит при нагреве).
3.Грязная печка и холостая проба.

А вообще, не стесняйтесь откровенничать. Рассказывайте ВСЕ условия.

По поводу условий: всегда пользовалась ПНД Ф 14.1:2:4.134-98 (правда официально она уже не действует, но щас это не главное). В соответствии с ней температура атомизации для цинка составляет 1800 гр цельсия. Такая и используется в анализе. Длина волны 213,9 нм.
(весь температурный режим для цинка: 120 (сушка), 700 (озоление), 1800 (атомизация), 2500 (прожиг))
также на руках имеется еще одна методика, принадлежащая фирме Люмекс, там прописана т. атомизации 1500 гр.

Вода для анализа всегда используется обессоленная с УЭП не больше 0,05 мкСм/м, кислота квалификации «осч» и перекись «хч». Для приготовления растворов для градуировки перекись не используется, поэтому ее исключаем. Т.е. вроде реактивы и вода тоже в порядке.

Насчет грязной печки. до меня прибор использовался крайне редко. (помимо ААС в лаборатории есть и флюорат и ФЭК, так что проанализировать можно и другими способами, но хотелось бы настроить именно ААС). Анализируемые пробы обычно содержат до 10 мкг/л цинка, что в общем-то немного, поэтому я как-то не думала о том, что печь может быть загрязнена.
Тем более холостые получаются чистые (т.е. пика как такового вообще нет) — только какие-то следы.

Что такое втулки и где они находятся я, честно говоря, не знаю. Объясните, пожалуйста.
Какие еще условия описать — не знаю, щас на ум не приходит.

Вот как раз весь вопрос в том, как эту программу оптимизировать. Я думала, что может кто-то сталкивался с подобным на практике.

НикНик
Пользователь
Ранг: 305

28.09.2012 // 15:17:04 10 мкг/л для печи — это много

ondutytoday
Пользователь
Ранг: 13

28.09.2012 // 15:19:55

neutrino пишет:
10 мкг/дм 3 для графитовой печи это слишком много, плюсом накладываются факторы от применяемой воды для лабораторного анализа, реактивов, чистоты используемой посуды (если Вы используете для ополаскивания посуды обычную дистиллированную воду и для приготовления всех растворов применяете тоже дистиллированную воду, то учтите, там цинк присутствует, и в приличной концентрации, по ГОСТ 6709-72, норматив качества по цинку до 0,2 мг/дм 3 (не более 0,2 мг/дм 3 ). Было замечено, что часто цинк присутствует и на новой пластиковой посуде и наконечниках, поэтому их нужно перед началом работы промыть в воде надлежащего качества с добавкой азотной кислоты квалификации «ос.ч.» 27-5 по ГОСТ 11125-84. Также можно использовать линию 307,6 нм, если данная линия будет Вас устраивать для выполняемых задач.

Выше я уже написала, что загрязнение посуды/воды/реактивов исключено. я к данному вопросу подхожу очень ортветственно.
Длину волны 307,6 нм пробовала использовать: что-то ничего не получилось. точнее концентрации до 50 мкг/л вообще не дали никаких пиков, а с бОльшими концентрациями я не экспериментировала, т.к. мне это и не нужно.

Вообще в ПНД Ф 14.1:2:4.134-98 написано, что диапазон измеряемых концентраций цинка — 1,0-50 мкг/л, в люмексовской методике при длине волны 213,9 вообще от 5 до 100 мкг/л.

Но, исходя из практики, получается, что Вы правы и реальный диапазон измерения концентраций — это 1-5 мкг/л.
получается так? я просто думала, что это я что-то делаю неправильно.

Ответов в этой теме: 51
Страница: 1 2 3 4 5 6
«« назад || далее »»

источник

Способ применим для определения цинка в оборотной воде систем водооборота. После обработки исследуемой пробы воды, содержащей (0,01-0,40) мг ионов цинка, тиосульфатом, затем раствором дитизона в четыреххлористом углероде при рН (4,5 -4,8) осуществляют отделение органического слоя, содержащего дитизонат цинка, последующее переведение ионов цинка в водный раствор соляной кислоты с концентрацией (0,20 — 0,25) моль/дм 3 , взятый в объемном соотношении (1,0 — 0,8): 1,0, отделение и нейтрализацию водного слоя раствором аммиака до рН (3-4) и последующее титрирование ионов цинка трилоном Б в спиртов(ацетоно)водной среде (1-0,8 ):1 в присутствии аммиачного буферного раствора с рН (4,0 0,2) и спиртового раствора дитизона. Достигается упрощение и ускорение анализа.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способу определения цинка в оборотной воде систем водооборота, обработанной цинк-бихромат-фосфатным ингибитором солевых отложений биообрастаний и коррозии, с содержанием цинка в пределах от 0,1 до 8,0 мг/дм 3 .

Известен способ определения цинка в воде при его концентрациях, превышающих 0,1 мг/дм 3 атомно-абсорбционной спектрометрией (Ю.Ю. Лурье, Аналитическая химия промышленных сточных вод.- М.: Химия, 1984, с. 22).

Недостатком способа являются необходимость дорогостоящей специальной аппаратуры.

Известен способ определения цинка в воде при концентрациях до 3 мг/дм 3 , по которому цинк осаждают раствором 8-гидроксихинолина, осадок оксихинолята цинка отфильтровывают, растворяют в соляной кислоте, выделившийся 8-оксихинолин обрабатывают смесью бромата и бромида калия, избыток брома определяют, добавляя йодид калия и тируя выделившийся йод раствором тиосульфата натрия ((Ю.Ю. Лурье. Аналитическая химия промышленных сточных вод. — М.: Химия, 1984, с. 160).

Недостатком способа является длительность анализа, а также мешающее влияние меди, для устранения которого требуется проведение дополнительных операций.

Известен способ определения цинка в воде по реакции родамина C с ионами цинка с образованием окрашенного комплексного соединения, которое экстрагируют диэтиловым эфиром и фотометрируют или измеряют светопоглощение образующегося коллоидного водного раствора. Мешающие определению железо и медь предварительно осаждают: железо при pH 4, медь — тиосульфатом и отфильтровывают (Ю.Ю. Лурье. Аналитическая химия промышленных сточных вод. — М.: Химия, 1984, с. 164).

Недостатком способа является высокая погрешность определения, связанная с необходимостью отделения мешающих ионов путем осаждения и фильтрования, а также мешающее влияние кобальта.

Известен фотометрический способ определения цинка в воде по реакции с дитизоном, по которому пробу обрабатывают раствором тиосульфата натрия, затем раствором дитизона в четыреххлористом углероде, образовавшийся дитизонат цинка в четыреххлористом углероде отделяют от водного слоя, отмывают от избытка дитизона и фотометрируют. (Ю.Ю. Лурье, Унифицированные методы анализа вод. — М.: Химия, 1971, с. 281).

Способ характеризуется высокой чувствительностью, что требует применения реактивов и посуды высокой степени чистоты, достигаемой предварительной трудоемкой их очисткой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения цинка в воде, заключающийся в последовательной обработке пробы тиосульфатом, раствором дитизона в четыреххлористом углероде при pH (4,5-4,8), отделении слоя дитизоната цинка от водного слоя и переведения ионов цинка в водный раствор соляной кислоты, выпаривании последней, растворении остатка в воде и полярографировании раствора в области от 0,8 до 1,5 в, по отношению к потенциалу донной ртути (Ю.Ю. Лурье. Унифицированные методы анализа вод. — М.: Химия, 1971, с. 284-285).

Недостатком способа является необходимость специальной аппаратуры, длительность и трудоемкость.

Сущностью изобретения является обработка исследуемой пробы воды, содержащей (0,01-0,40) мг ионов цинка, тиосульфатом, затем раствором дитизона в четыреххлористом углероде при pH (4,5-4,8), отделение органического слоя, содержащего дитизонат цинка, последующее переведение ионов цинка в водный раствор соляной кислоты с концентрацией (0,20-0,25) моль/дм 3 , взятым в объемном соотношении (1,0-0,8):1,0 (уменьшение концентрации или объема соляной кислоты приводит к необходимости увеличения кратности и продолжительности обработки, увеличение — к неоправданному расходу реактивов), отделение и нейтрализация водного слоя раствором аммиака до pH (3-4) и последующее титрование ионов цинка трилоном Б в смеси алифатического спирта C_1-4 (ацетона) и воды, соответствующей соотношению (1-0,8):1, в присутствии аммиачного буферного раствора с pH (4,00,2) и спиртового раствора дитизона.

Использование раствора соляной кислоты с концентрацией (0,20-0,25) моль/дм 3 в количестве, соответствующем объемному соотношению (раствор дитизоната цинка: раствор кислоты)=[1:(1,0-0,8)] для разрушения дитизоната цинка и переведения ионов цинка в водный раствор обеспечивает возможность последующей подготовки пробы к трилонометрическому определению цинка простым и доступным способом. Использование аммиачно-буферного раствора с pH (4,04,2), алифатического спирта (ацетона), взятого в объемном соотношении (1-0,8):1, обеспечивают четкий переход окраски индикатора дитизон в точке эквивалентности при титровании раствором трилона Б с концентрацией 0,0025 моль/дм 3 . Уменьшение объема спирта (ацетона), а также выход за указанные пределы pH буферного раствора приводит к снижению четкости перехода окраски индикатора в точке эквивалентности при титровании.

Обработка раствора дитизоната цинка раствором соляной кислоты с концентрацией (0,20-0,25) моль/дм 3 для разрушения комплексного соединения и переведения цинка в водный раствор, последующее трилонометрическое титрование ионов цинка в среде смеси алифатического спирта C_1-4 (ацетона) и воды в присутствии аммиачно-буферного раствора с pH (4,0 0,2) и дитизона в качестве индикатора, являются отличительными признаками и не обнаружены в аналогичных технических решениях, обеспечивают точное определение цинка в водах, загрязненных продуктами нефтехимических производств, доступными средствами и реактивами при содержаниях цинка выше 0,1 мг/дм 3 .

Наличие отличительных признаков и достигаемого эффекта подтверждают соответствие заявляемого технического решения критериям изобретения: новизна изобретения и изобретательский уровень.

Простота анализа, доступность применяемых реактивов и оборудования, высокая селективность, обеспечение получения надежных результатов анализа, а также необходимость способа для аналитического контроля оборотных вод систем водооборота, обработанной цинк-бихромат-фосфатным ингибитором солевых отложений биообрастаний и коррозии подтверждают соответствие его критерию «промышленная применимость».

Изобретение осуществляется следующим образом.

В делительную воронку вместимостью 250 см 3 вносят от 50 до 150 см 3 анализируемой пробы с содержанием цинка (8,0-0,1) мг/дм 3 цинка (для определения растворенного цинка пробу предварительно фильтруют от взвешенных частиц), приливают 10 см 3 буферного раствора с pH (4,5-4,8), 1 см 3 раствора серноватисто-кислого натрия, перемешивают, приливают цилиндром 30 см 3 раствора дитизона в четыреххлористом углероде и интенсивно встряхивают содержимое в течение 3 мин. После расслоения нижний дитизоновый слой сливают в другую чистую делительную воронку.

К содержимому первой воронки приливают еще 3 см 3 раствора дитизона, встряхивают в течение 1 мин и после расслоения сливают нижний слой в делительную воронку с первым дитизоновым экстрактом.

К дитизоновому экстракту приливают 30 см 3 дистиллированной воды, 2 см 3 раствора соляной кислоты (1:1) и интенсивно встряхивают в течение 2 мин. После расслоения нижний дитизоновый слой сливают в слив органики, водный слой — в чистую коническую колбу. Воронку ополаскивают 10 см 3 дистиллированной воды, промывную воду сливают в ту же колбу с водным экстрактом.

В колбу с экстрактом вносят кусочек индикаторной бумаги «конго» и нейтрализуют раствором аммиака (1:1) до изменения окраски индикаторной бумаги из синей в розовую.

К нейтрализованному раствору приливают 10 см 3 буферного раствора с pH (4,0 0,2), 30 см 3 алифатического спирта (ацетона), 0,5 см 3 спиртового раствора дитизона и титруют раствором трилона Б с концентрацией c(H₂Y 2- ) = 0,0025 моль/дм 3 (0,005 N) до перехода розовой окраски раствора через серую в сине-голубую. Отмечают объем раствора трилона Б, затраченный на титрование.

В аналогичных условиях для каждой партии реактивов или при смене одного из реактивов проводят холостой опыт следующим образом: в делительную воронку вносят 10 см 3 буферного раствора с pH (4,5-4,8), приливают 30 см 3 раствора дитизона и продолжают анализ как при выполнении анализа.

Содержание растворенного или общего цинка в воде рассчитывают по формуле: где X — содержание цинка в воде, мг/дм 3 ; V_x, V_p — объемы раствора трилона Б с концентрацией c(H₂Y 2- ) = 0,0025 моль/дм 3 (0,005 N), израсходованные на титрование в холостом и рабочем опытах соответственно, см 3 ; V — объем пробы, взятый на анализ, см 3 ; T — поправочный коэффициент к концентрации раствора трилона Б; 0,005 — молярная концентрация эквивалента раствора трилона Б, моль/дм 3 (нормальность); 32,69 — количество цинка, соответствующее 1 см 3 раствора трилона Б с молярной концентрацией эквивалента 1 моль/дм 3 , г.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Анализируют производственную пробу оборотной воды в условиях изобретения.

В делительную воронку вместимостью 250 см 3 вносят 100 см 3 анализируемой пробы, приливают 10 см 3 буферного раствора с pH (4,5-4,8), 1 см 3 раствора серноватистокислого натрия, перемешивают, приливают цилиндром 30 см 3 раствора дитизона в четыреххлористом углероде и интенсивно встряхивают содержимое в течение 3 мин. После расслоения нижний дитизоновый слой сливают в другую чистую делительную воронку.

К нейтрализованному раствору приливают 10 см 3 буферного раствора с pH (4,0 0,2), 30 см 3 спирта (ацетона), 0,5 см 3 спиртового раствора дитизона и титруют раствором трилона Б с концентрацией c(H₂Y 2- ) = 0,0025 моль/дм 3 (0,005 N) до перехода розовой окраски раствора через серую в сине-голубую. Отмечают объем раствора трилона Б, затраченный на титрование. V_p = 1,05 см 3 .

В аналогичных условиях проводят холостой опыт следующим образом: в делительную воронку вносят 10 см 3 буферного раствора с pH (4,5-4,8), приливают 30 см 3 раствора дитизона, и продолжают анализ как при выполнении анализа. Отмечают объем раствора трилона Б, затраченный на титрование. V_x = 0,08 см 3 .

Содержание цинка в воде (X) в мг/дм 3 рассчитывают по формуле: где V — объем пробы, взятый на анализ, см 3 (V=100 см 3 );
T — поправочный коэффициент к концентрации раствора трилона Б (T = 1,001);
163,5 — коэффициент пересчета, вывод коэффициента описан на стр. 4;
V_x, V_p — объемы раствора трилона Б с концентрацией c(H₂Y 2- ) = 0,0025 моль/дм 3 (0,005 N), израсходованные на титрование в холостом и рабочем опытах, соответственно, см 3 .

Пример 2. Анализируют искусственную смесь, содержащую 2,0 мг/дм 3 цинка, в условиях изобретения.

Отмеривают цилиндром 100 см 3 смеси и анализируют в соответствии с примером 1. Результат анализа: 1,95 мг/дм 3 .

Пример 3. Анализируют искусственную смесь, содержащую 0,3 мг/дм 3 цинка, в условиях изобретения.

Отмеривают цилиндром 150 см 3 смеси и анализируют в соответствии с примером 1. Результат анализа: 0,13 мг/дм 3 .

Пример 4. Анализируют искусственную смесь, содержащую 0,5 мг/дм 3 цинка, в условиях изобретения.

Отмеривают цилиндром 100 см 3 смеси и анализируют в соответствии с примером 1, за исключением того, что вместо 30 см 3 этилового спирта используют 30 см 3 ацетона. Результат анализа: 0,47 мг/дм 3 .

Способ определения цинка в воде, включающий последовательную обработку исследуемой пробы тиосульфатом, раствором дитизона в четыреххлористом углероде при pH (4,5 — 4,8), отделение органического слоя, содержащего дитизонат цинка, последующее переведение ионов цинка в водный раствор соляной кислоты и определение цинка в водном слое, отличающийся тем, что для обработки органического слоя, содержащего дитизонат цинка, используют раствор соляной кислоты с концентрацией (0,20 — 0,25) моль/дм 3 , взятый в объемном соотношении (1,0 — 0,8) : 1,0, водный слой отделяют и нейтрализуют раствором аммиака до pH = (3 — 4), приливают аммиачно-буферный раствор с pH = (4,0 0,2) и алифатический спирт C_1-4 или ацетон до получения смеси алифатического спирта C_1-4 (ацетона) и воды, соответствующей объемному соотношению (1,0 — 0,8) : 1,0, и титруют ионы цинка трилоном Б в присутствии спиртового раствора дитизона в качестве индикатора.

источник

Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации ионов цинка в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с дитизоном

Документ устанавливает методику измерений массовой концентрации ионов цинка в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом и дитизоном

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО НАДЗОРУ
В СФЕРЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

И.о. директора ФБУ «Федеральный
центр анализа и оценки техногенного
воздействия»

______________________ С.А. Хахалин

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ
КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ ЦИНКА В ПИТЬЕВЫХ,
ПОВЕРХНОСТНЫХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ
ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ С ДИТИЗОНОМ

Методика допущена для целей государственного
экологического контроля

МОСКВА 1996 г.
(издание 2011 г.)

«Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия» (ФБУ «ФЦАО»)

Диапазон измерений от 0,005 до 5 мг/дм 3 .

Значения показателя точности методики используют при:

— оформлении результатов анализа, выдаваемых лабораторией;

— оценке качества проведения испытаний в лаборатории;

— оценке возможности использования настоящей методики в конкретной лаборатории.

Таблица 1 — Диапазон измерений, показатели неопределенности измерений

Диапазон измерений, мг/дм 3

Суммарная стандартная относительная неопределенность, u , %

Расширенная относительная неопределенность 2 , U при коэффициенте охвата k = 2, %

Поверхностные и сточные воды

2 Соответствует характеристике погрешности при доверительной вероятности Р = 0,95.

При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, оборудование и материалы:

3.1 Средства измерений, вспомогательное оборудование

Спектрофотометр или фотоколориметр, позволяющий измерять оптическую плотность при длине волны λ = 535 нм.

Кюветы с толщиной поглощающего слоя 10 мм.

Сушильный шкаф электрический (до 200 °С).

Плитка электрическая лабораторная с регулятором температуры и закрытой спиралью по ГОСТ 14919-83 .

Бидистиллятор по ТУ 25.11-15-92-81.

Колбы мерные 2-(50,200)-2 по ГОСТ 1770-74 .

Колбы конические Кн-1-250-14/23 ТС по ГОСТ 25336-82 .

Пипетки мерные с делениями 0,1 см 3,4(5)-2-1(2); 6(7)-1-5(10);

Стаканы Н-1-150 ТСХ по ГОСТ 25336-82 .

Воронки делительные ВД-3-100 ХС по ГОСТ 25336-82 .

Воронки делительные ВД-3-1000 ХС по ГОСТ 25336-82 .

Цилиндры 1(3)-25; 1(3)-50; 1(3)-100 по ГОСТ 1770-74 .

Кварцевые чашки по ГОСТ 19908-90 .

Склянки из темного стекла.

3 Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки.

Дистиллированная вода по ГОСТ 6709-72 .

Тиосульфат натрия по ГОСТ 244-76 .

Четыреххлористый углерод, ГОСТ 20288-74 (продажный реактив перегоняют, собирая фракцию, кипящую при 76 °С).

Кислота соляная (хлористоводородная) по ГОСТ 3118-77 .

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 .

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 .

Кислота аскорбиновая по ГОСТ 4815-76.

Кислота уксусная по ГОСТ 61-75 .

Цитрат натрия по ГОСТ 22280-76 .

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79 .

Хлороформ по ГОСТ 20015-88 .

Натрий уксуснокислый 3-водный (ацетат натрия) по ГОСТ 199-78.

Цианид калия по ГОСТ 8465-79 .

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478-75 .

Цинк металлический по ГОСТ 3640-79 .

1 Все реактивы, используемые для анализа, должны быть квалификации чл.а. или х.ч.

При выполнении измерений необходимо соблюдать следующие требования техники безопасности.

5.2 Электробезопасность при работе с электроустановками по ГОСТ Р 12.1.019-2009 .

5.3 Организация обучения работающих безопасности труда по ГОСТ 12.0.004-90 .

Измерения проводятся в следующих условиях:

температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С;

атмосферное давление (84,0 — 106,7) кПа (630 — 800 мм рт.ст);

относительная влажность не более 80 % при t = 25 °С;

напряжение сети (220 ± 22) В;

частота переменного тока (50 ± 1) Гц.

8.1.4 При отборе проб составляется сопроводительный документ по утвержденной форме, в котором указывается:

цель анализа, предполагаемые загрязнители:

должность, фамилия отбирающего пробу, дата.

8.2 Подготовка прибора к работе

8.3 Приготовление растворов

8.3.1 Приготовление бидистилпированной воды.

8.3.2 Приготовление раствора дитизона (раствор 1) в четыреххлористом углероде.

8.3.3 Приготовление раствора дитизона (раствор 2) в четыреххлористом углероде.

8.3.4 Приготовление буферного ацетатного раствора.

Готовят два раствора А и Б.

В 250 см 3 дистиллированной воды растворяют 68 г ацетата натрия.

8.3.5 Приготовление раствора тиосульфата натрия.

8.3.6 Приготовление раствора цитрата натрия.

3 Приготовление градуировочных растворов из хлорида цинка приведено в Приложении Б.

Раствор годен в течение месяца.

8.3.8 Приготовление рабочего градуировочного раствора ионов цинка с массовой концентрацией 0,01 мг/см 3 .

Раствор готовят в день проведения анализа.

8.4 Построение градуировочного графика

Таблица 2 — Состав и количество образцов для градуировки при анализе ионов цинка

Массовая концентрация цинка в градуировочных растворах, мг/дм 3

8.5 Контроль стабильности градуировочной характеристики

где X — результат контрольного измерения массовой концентрации ионов цинка в образце для градуировки;

С — аттестованное значение массовой концентрации цинка;

9.1 Устранение мешающих влияний

Массовую концентрацию ионов цинка, X (мг/дм 3 ) вычисляют по формуле:

где a — содержание ионов цинка, найденное по градуировочному графику;

K — коэффициент разбавления или концентрирования исходной пробы.

для которых выполняется следующее условие:

где r — предел повторяемости, значения которого приведены в таблице 3.

Таблица 3 — Значения предела повторяемости при вероятности Р = 0,95

Диапазон измерений, мг/дм 3

Поверхностная и сточная вода

где X — результат измерений массовой концентрации, установленный по п. 10, мг/дм 3 ;

Значение U приведено в таблице 1.

При представлении результата измерений в документах, выдаваемых лабораторией, указывают:

— количество результатов параллельных определений, использованных для расчета результата измерений;

Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает:

— оперативный контроль процедуры измерений;

Разрешение противоречий между результатами двух лабораторий проводят в соответствии с 5.3.3 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 .

12.2 Оперативный контроль процедуры измерений с использованием метода добавок

Результат контрольной процедуры K_к рассчитывают по формуле:

Норматив контроля K рассчитывают по формуле:

Процедуру измерений признают удовлетворительной, при выполнении условия:

12.3 Оперативный контроль процедуры измерений с использованием образцов для контроля

Результат контрольной процедуры K, рассчитывают по формуле:

С — аттестованное значение образца для контроля.

Норматив контроля K рассчитывают по формуле:

Процедуру измерений признают удовлетворительной, при выполнении условия:

Таблица 4 — Значения предела воспроизводимости при вероятности P = 0,95

Диапазон измерений, мг/дм 3

источник

Обозначение:	ПНД Ф 14.1:2:4.60-96
Название рус.:	Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации ионов цинка в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с дитизоном
Статус:	действует
Дата актуализации текста:	05.05.2017
Дата добавления в базу:	01.09.2013
Утвержден:	23.03.2011 ФБУ Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия
Опубликован:	ФБУ ФЦАО (2011 г. )
Ссылки для скачивания: