Метод анализ нитратов в воде

Определить по внешнему виду содержание нитратов в овощах и фруктах трудно или вообще невозможно. У вегетирующих (с листьями и стеблями) растений по интенсивности зеленой окраски листьев и черешков, особенно нижних ярусов, можно лишь ориентировочно судить: чем она темнее, тем больше нитратов в них содержится. При осмотре клубней картофеля, корнеплодов, плодов, ягод это сделать еще труднее. Агробиологи советуют при покупке овощей и фруктов выбирать не самые красивые плоды. В блестящих, как будто искусственных плодах нитратов, как правило, предостаточно. Замечено, что корнеплоды моркови одного сорта, но имеющие более яркую окраску, содержат нитратов меньше, чем корнеплоды, окрашенные менее интенсивно. Зеленые стручки фасоли содержат нитратов больше, чем желтые. Сходная зависимость между окраской и содержанием нитратов наблюдается у сортов сладкого перца. В арбузах и дынях много нитратов под коркой и в незрелых плодах. В сочных перезревших арбузах наличие нитратов легко определить по пустотам в мякоти, из которых выпадают семена.

В аналитической химии известно несколько методов качественного определения нитратов и нитритов в растворе.

1. На часовое стекло поместить три капли раствора дифениламина, пять капель концентрированной серной кислоты и несколько капель исследуемого раствора. В присутствии нитрат- и нитрит-ионов появляется темно-синее окрашивание.

2. К 10 мл исследуемого раствора прибавить 1 мл раствора, состоящего из 10%-го раствора реактива Грисса в 12%-й уксусной кислоте, и нагреть до 70–80 °С на водяной бане. Появление розового окрашивания свидетельствует о наличии нитрит-ионов.

Приготовление реактива Грисса. Реактив состоит из двух растворов.

Первый – растворить 0,5 г сульфаниловой кислоты при нагревании в 50 мл 30%-го раствора уксусной кислоты.

Второй – прокипятить 0,4 г a-нафтиламина в 100 мл дистиллированной воды. К бесцветному раствору, слитому с сине-фиолетового осадка, прилить 6 мл 80%-го раствора уксусной кислоты.

Перед применением оба раствора смешать в равных объемах.

3. К 10 мл исследуемого раствора прилить 10–15 капель щелочи, добавить 25–50 мг цинковой пыли, полученную смесь нагреть. Нитраты восстанавливаются до аммиака, который обнаруживается по покраснению фенолфталеиновой бумаги, смоченной в дистиллированной воде и внесенной в пары исследуемого раствора.

4. Оригинальные методы для определения нитратов и нитритов предложены А.Л.Рычковым (1-й Московский медицинский институт имени И.М.Семашко). Для их проведения можно воспользоваться аптечными препаратами: риванолом (этакридина лактат), физиологическим раствором (0,9%-й раствор хлорида натрия в дистиллированной воде), антипирином (1-фенил-2,3-диметилпиразолон-5).

Р и в а н о л ь н а я р е а к ц и я. К 1 мл исследуемого раствора прибавляют 1 мл физиологического раствора и смешивают с 1 мл риванольного раствора (таблетку риванола растворяют при нагревании в 200 мл 8%-й соляной кислоты). Если появится бледно-розовая окраска, значит, уровень нитратов и нитритов в питьевой воде недопустим.

А н т и п и р и н о в а я р е а к ц и я. Антипирин в присутствии 50 мг/л нитритов образует нитропроизводное, окрашенное в салатовый цвет. Если в растворе присутствуют следы дихромата калия, то чувствительность реакции сильно возрастает, и при содержании нитритов более 1,6 мг/л появляется розовая окраска.

Для проведения этого анализа 1 мл питьевой воды смешивают с 1 мл физиологического раствора (концентрация нитритов при таком разведении уменьшается вдвое), добавляют 1 мл раствора антипирина (1 таблетку антипирина растворяют в 50 мл 8%-й соляной кислоты) и быстро 2 капли 1%-го раствора дихромата калия. Смесь нагревают до появления признаков кипения. Если в течение 5 мин раствор становится бледно-розовым, то в нем содержится более 1,6 мг/л нитрит-ионов, а в анализируемой питьевой воде их вдвое больше. В этом случае содержание нитрит-ионов превышает предельно допустимую концентрацию.

Количественное определение суммарного содержания нитратов и нитритов проводят с помощью реактива Грисса, переведя предварительно нитраты в нитриты цинковой пылью в кислой среде при рН = 3. Затем 10 капель исследуемого раствора подкисляют 10 каплями уксусной кислоты и прибавляют 8–10 капель реактива Грисса. Через 5–10 мин появляется розовое или красное окрашивание.

Для определения количественного содержания нитрит-ионов используют серию стандартных растворов. Сначала готовят основной раствор, содержащий 1000 мг нитратов в литре. С этой целью 1,645 г нитрата калия, высушенного до постоянной массы при температуре 105 °С, растворяют в 1 л дистиллированной воды в мерной колбе. Из основного раствора готовят рабочие стандартные растворы (в день проведения анализа) с содержанием 100, 50, 25 и 10 мг/л разбавлением его соответственно в 10, 20, 40 и 100 раз. При проведении анализа с градуировочным раствором проводят те же операции, что и с анализируемой пробой. Затем интенсивность окраски исследуемого образца сравнивают с окраской эталонных растворов визуально или на фотоэлектроколориметре (табл.).

Ориентировочное содержание нитритов

При массовых анализах растений на содержание нитратов используют потенциометрический метод, который позволяет определить различные физико-химические величины и проводить количественный анализ путем измерения электродвижущей силы элемента. Этот метод основан на применении нитратселективного электрода, позволяющего быстро и точно проводить анализы вытяжек из свежего и сухого растительного материала. Метод хорош не только благодаря высокой точности, но и универсальности применения, в том числе и для растительной продукции, имеющей ярко окрашенный сок, мешающий распознаванию нитратов колориметрическими методами.

Нитратселективный электрод относится к ионоселективным электродам с жидкой мембраной, обладающей свойствами полупроницаемости и повышенной избирательности по отношению к определенному типу ионов. Это свойство позволяет определять активность анализируемого иона по результатам одного измерения, т. е. прямым потенциометрическим методом.

Жидкие мембраны изготавливают на базе ионообменного раствора в соответствующем растворителе. Этим раствором пропитывают стеклянный фильтр или синтетическую пористую пластинку (тефлон, поливинилхлорид и т. д.). К растворителю предъявляют следующие требования:

• не смешиваться с водой;
• обладать высокой вязкостью, чтобы не вытекать из мембраны;
• иметь пониженную упругость пара, чтобы не улетучиваться;
• иметь относительно высокую диэлектрическую постоянную, чтобы ассоциация ионов не выходила за разумные пределы.

Ионообменный раствор образует с исследуемым ионом диссоциирующее в той или иной степени ионное соединение или же связывает исследуемые ионы в комплекс, устойчивый в данном растворителе.

На рисунке представлена схема устройства ионо(нитрат)селективного электрода. Мембрана нитратселективного электрода содержит положительно заряженный комплексный ион переходного металла (Ni 2+ , Fe 2+ ) с хелатными группами о-фенантролина.

Рис. Схема ионоселективного электрода с жидкой мембраной:

1 – внутренний электрод сравнения (хлорсеребряный); 2 – исследуемый раствор; 3 – ионообменный раствор; 4 – пластиковый корпус устройства; 5 – жидкая мембрана, приготовленная из пористой диафрагмы, пропитанной ионообменным раствором

Предложены и другие жидкостные нитрат-электроды, полученные на основе растворов нитрата диметилгексилдецилбензиламмония в деканоле, нитратов тетраоктиламмония и полимерных ионообменных систем.

Однако для различных практических применений, особенно в почвоведении и агрохимии, отдают предпочтение пленочному нитрат-электроду на основе тетрадециламмоний нитрата в дибутилфталате.

Л и т е р а т у р а

Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г., Солодкин И.С. Аналитическая химия. М.: Просвещение, 1975;
Корыта И., Дворжак И., Богачкова В. Электрохимия. М.: Мир, 1975;
Никольский Б.П., Матерова Е.А. Ионоселективные электроды. Л.: Химия, 1980.

М.Д.Трухина,
Московский педагогический
государственный университет

источник

Предельно допустимая концентрация (ПДК) нитритов (NO₂ – ) в питье­вой воде водоемов 3,3 мг/л, нитратов (NO₃ – ) — 45 мг/л.

Качественное определение нитратов и нитритов. На часовое или предметное стекло поместите 3 капли раствора дифениламина, приготов­ленного на концентрированной серной кислоте (Осторожно!),и 1-2 кап­ли исследуемой воды. В присутствии нитрат- и нитрит-ионов появляется синее окрашивание, интенсивность которого зависит от их концентрации.

Раздельное определение нитратов и нитритов следует начинать с об­наружения нитритов, которые мешают определению нитратов.

Определение нитритов. К 5 мл исследуемой воды прибавить 0,5 мл реактива Грисса (Осторожно! Реактив содержит вредные вещества. Работать в вытяжном шкафу, используя пипетку с грушей) и на­греть до 70-80° С на водяной бане (в качестве бани можно использовать химический стакан на электроплитке). Появление розового окрашивания той или иной интенсивности свидетельствует о наличии нитрит-ионов в пробе.

Определение нитратов. Если в воде были обнаружены нитриты, то их предварительно нужно удалить. Для этого в пробирку берут 5 мл ана­лизируемой воды, прибавляют несколько кристалликов хлорида аммония и нагревают над газовой горелкой в течение 10-15 минут.

После этого присутствие нитратов можно определить раствором ди­фениламина, как описано выше, либо следующим способом.

К 3 мл исследуемого раствора прилить 2 мл 20%-ного раствора щело­чи, добавить 10-15 мг цинковой пыли, смесь осторожно нагреть (можно на водяной бане). Нитраты восстанавливаются до аммиака, который обнаруживается по покраснению фенолфталеиновой бумаги или по посинению красной лакмусовой, смоченной дистиллированной водой и внесенной в пары исследуемого раствора.

Качественное определение нитрит-ионов с приближенной количественной оценкой. В про­бирку диаметром 13-14 мм нали­вают 10 мл исследуемой воды, при­бавляют 1 мл реактива Грисса (ТБ!) и нагревают до 70-80° С на водяной бане. Через 10 мин. по­явившуюся окраску сравнивают со шкалой (табл. 8.10).

Количественное определение нитритов. Для приготовления шкалы готовят основной стандартный раствор (0,15 г нитрита натрия раство­ряют в 100 мл дистиллированной воды), содержащий 1 мг нитрит-ионов в мл раствора; рабочий раствор готовят разбавлением основного раствора в 1000 раз. С целью повышения точности эту операцию целесообразно выполнить в два приема — сначала разбавить раствор в 50 раз, а затем еще в 20 раз. Для этого 2 мл основного стандартного раствора переносят пипеткой в мерную колбу на 100 мл, доводят объем до метки дистиллиро­ванной водой, перемешивают. Затем из полученного раствора берут 5 мл в другую мерную колбу на 100 мл, так же доводят объем до метки и перемешивают. 1 мл полученного раствора содержит 1 мкг нитрит-ионов. В 10 мерных колб на 50 мл вносят рабочий раствор в соответствии с табл. 8.11 и доводят объем до метки дистиллированной водой.

Из каждой колбы взять по 5 мл раствора в 10 пронумерованных проби­рок, в 11-ю — 5 мл исследуемой воды, добавить в каждую по 0,5 мл реак­тива Грисса (ТБ!), перемешать и нагреть на водяной бане при 50-60°С. Через 10-15 минут интенсивность появившейся розовой окраски пробы сравнить со шкалой стандартных растворов.

Количественное определение суммарного содержания нитратов и нитритов. Определение проводят с реактивом Грисса (ТБ!) по вышеопи­санной методике, предварительно переведя нитраты в нитриты цинковой пылью в кислой среде при рН=3. Для перевода нитратов в нитриты к 10 мл исследуемой воды прибавляют 10-15 мг цинковой пыли и добавляют по каплям 0,1 н. раствор серной кислоты, доводя рН до 3, контролируя его значение по универсальной индикаторной бумаге. Через 10-15 минут ото­брать пипеткой 5 мл прозрачного раствора в пробирку и провести анализ.

Количественное определение нитратов. В фарфоровую чашку по­мещают 10 мл исследуемой воды, прибавляют 1 мл 0,5% раствора салицилата натрия или салициловой кислоты и выпаривают досуха на водяной бане. После охлаждения сухой остаток увлажняют 1 мл концентрирован­ной серной кислоты, тщательно растирают стеклянной палочкой и остав­ляют на 10 мин. Затем добавляют 5-10 мл дистиллированной воды и ко­личественно переносят в мерную колбу на 50 мл, прибавляют 7 мл 10М гидроксида натрия (Осторожно!), доводят объем дистиллированной во­дой до метки и перемешивают.

5 мл раствора наливают в пробирку и сравнивают его окраску с конт­рольной шкалой. За результат анализа следует принимать значение кон­центрации нитрат-анионов (в мг/л) того образца шкалы, который более всего соответствует окраске полученного раствора.

Если в лаборатории имеется фотоколориметр, раствор помещают в кювету, измеряют его оптическую плотность, значение концентрации нит­рат-анионов определяют по предварительно построенному градуировочному графику.

Если окраска содержимого пробирки окажется интенсивнее крайнего образца шкалы (5 мг/л) или значение оптической плотности выходит за пределы градуировочного графика, анализируемую воду разбавляют в 5 раз дистиллированной водой и определение повторяют. При вычислении результатов учитывают степень разбавления пробы.

Для приготовления шкалы готовят основной стандартный раствор, растворяя дистиллированной водой 0,032 г нитрата калия в мерной колбе на 200 мл (0,1 мг нитратов/мл), и рабочий раствор разведением основного в 10 раз (0,01 мг/мл). Затем в фарфоровые чашки вносят 0,1, 2, 5, 10, 15,20 и 25 мл рабочего раствора (что соответствует содержанию нитратов 0; 0,2; 0,4; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 мг/л), добавляют по 1 мл раствора салицилата натрия, выпаривают досуха. Далее проводят те же операции, что и с исследуемой пробой.

Определение нитратов и нитритов в воде по методу АЛ.Рычкова.

Для определения нитратов и нитритов по этому методу необходи­мы следующие медицинские препараты (их можно приобрести в аптеке): риванол (этакридина лактат), антипирин, оксафенамид, стрептоцид, гид­рокарбонат натрия (питьевая сода), физиологический раствор (0,9% ра­створ хлорида натрия в дистиллированной воде), а также соляная кислота и дихромат калия.

В питьевой воде должно содержаться не более 3,3 мг/л нитрит- и 45 мг/л нитрат-ионов.

Определение нитритов. Для контроля нитритов можно воспользовать­ся одним из трех методов, пределы обнаружения у которых составляют 1,3; 1,6 и 2 мг/л нитрит-ионов.

Риванольная реакция. К 1 мл исследуемой воды прибавляют 1 мл физиологического раствора и смешивают с 1 мл риванольного раствора (таблетку растворяют при нагревании в 200 мл 8%-ной соляной кислоты). Если появится бледная розовая окраска, значит, уровень нитритов в пить­евой воде недопустим.

Антипириновая реакция. 1 мл питьевой воды смешивают с 1 мл фи­зиологического раствора (концентрация нитритов при таком разведении падает вдвое), 1 мл раствора антипирина (одна таблетка в 50 мл 8%-ной соляной кислоты) и быстро прибавляют две капли 1%-ного раствора дих­ромата калия. Смесь нагревают до появления признаков кипения. Если в течение 5 мин. раствор становится бледно-розовым, то значит, что в нем содержится более 1,6 мг/л нитрит-ионов, а в пробе питьевой воды соот­ветственно вдвое больше (выше 3,2 мг/л). В этом случае содержание нит­рит-ионов превышает предельно допустимую концентрацию.

Домашняя модификация метода Грисса. Метод Грисса довольно трудоемок, но этот метод санитарно-гигиенического контроля можно вполне повторить на кухне, не используя быстроокисляющиеся реактивы и спе­циальную аппаратуру

К 1 мл солянокислого раствора стрептоцида (таблетка 0,5 г в 50 мл 8%-ной соляной кислоты) прибавляют 1 мл анализируемой воды, предва­рительно разбавленной вдвое дистиллированной водой или физраствором, и ставят на 2 мин. в холодильник. Затем в смесь понемногу присыпают гидрокарбонат натрия, пока не перестанут выделяться пузырьки газа. Здесь главное не переборщить с содой, так как ее избыток мешает цветной ре­акции. Поэтому следует добавлять ее по крупинкам. После того, как кис­лота нейтрализована, остается прибавить 1 мл холодного раствора оксафенамида в 10%-ный раствор гидрокарбоната натрия (в 100 мл физра­створа растворяют 20 таблеток по 0,5 г гидрокарбоната натрия и 1 таб­летку оксафенамида). Если в течение 5 мин. смесь приобретает бледно-желтую окраску, вода не пригодна к употреблению.

Определение нитратов (риванольная реакция). К 1 мл исследуе­мой воды прибавляют 2,2 мл физиологического раствора. Затем отбира­ют 2 мл приготовленного раствора, добавляют 1 мл солянокислого ра­створа риванола и немного порошка цинка (на кончике ножа). Если в течение 3-5 мин. желтая окраска риванола исчезнет и раствор окрасится в бледно-розовый цвет, то содержание нитратов в питьевой воде превыша­ет ПДК.

8.2.3.7. Хлориды [37, 38]

Концентрация хлоридов в водоемах-источниках водоснабжения допус­кается до 350 мг/л.

В поверхностных водах количество хлоридов зависит от характера пород, слагающих бассейны, и варьирует в значительных пределах — от десятых долей до тысячи миллиграммов на литр. В реках северной части России хлоридов обычно немного, не более 10 мг/л, в южных районах эта величина повышается до десятков и сотен мг/л. Много хлоридов попада­ет в водоемы со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточ­ных вод. Этот показатель весьма важен при оценке санитарного состоя­ния водоема.

Качественное определение с приближенной количественной оцен­кой. В пробирку отбирают 5 мл исследуемой воды и добавляют 3 капли 10%-ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хло­ридов определяют по осадку или помутнению (табл. 8.12).

Количественное определение хлоридов. Хлориды определяют тит­рованием пробы анализируемой воды нитратом серебра в присутствии хромата калия как индикатора. Нитрат серебра дает с хлорид-ионами белый осадок, а с хроматом калия — кирпично-красный осадок хромата серебра. Из образовавшихся осадков меньшей растворимостью облада­ет хлорид серебра. Поэтому лишь после того, как хлорид-ионы будут свя­заны, начинается образование красного хромата серебра. Появление слабо-оранжевой окраски свидетельствует о конце реакции. Титрование можно проводить в нейтральной или слабощелочной среде. Кислую анализируе­мую воду нейтрализуют гидрокарбонатом натрия.

В коническую колбу помещают 100 мл исследуемой воды, прибавляют 1 мл 5%-ного раствора хромата калия и титруют 0,05 н. раствором нитра­та серебра при постоянном взбалтывании до появления слабо-красного окрашивания.

Содержание хлоридов (X) в мг/л вычисляют по формуле:

где 1,773 — масса хлорид-ионов (мг), эквивалентная 1 мл точно 0,05 н. раствора нитрата серебра;

V — объем раствора нитрата серебра, затраченного на титрование, мл. Техника безопасности! После работы обязательно вымыть руки.

8.2.3.8. Сульфаты [37, 38]

Концентрация сульфатов в воде водо­емов-источников водоснабжения допус­кается до 500 мг/л.

Содержание сульфатов в природных, поверхностных и подземных водах обус­ловлено выщелачиванием горных пород, биохимическими процессами и др. В се­верных водоемах сульфатов обычно не­ много; в южных районах, где воды бо­лее минерализованы, содержание содер­жание сульфатов увеличивается. Суль­фаты попадают в водоемы также со сбросами сточных вод.

Качественное определение с приближенной количественной оцен­кой. В пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, 0,5 мл раствора соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5%-ного раствора хлорида бария, перемешивают. По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфатов: при отсутствии мути — концентрация сульфат-ионов менее 5 мг/л; при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько мин.. -5-10 мг/л; при слабой мути, появляющейся сразу после добавления хлорида бария, — 10-100 мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат-ионов (более 100 мг/л).

Дата добавления: 2015-04-11 ; просмотров: 572 ; Нарушение авторских прав

источник

Химическое обозначение: NO — ₃

Синонимы: селитры, азот нитратов, нитратный азот, нитрат-ион.

Азот нитратов или нитратный азот не является полным синонимом нитрат-иона. Дело в том, что в случае нитратного азота концентрация пересчитывается именно на азот. Нитраты в составе имеют один атом азота и три атома кислорода, поэтому массовая концентрация нитрат-ионов не совпадает с массовой концентрацией нитратного азота. Для пересчёта используются следующие формулы:
Концентрация нитратного азота = 0,225 ⋅ Концентрация нитрат-иона
Концентрация нитрат-иона = 4,428 ⋅ Концентрация нитратного азота

Описание: анионы сильной минеральной азотной кислоты. В сочетании с катионом (натрием, калием, кальцием, магнием и т.д.) образуют соли (нитраты натрия, нитраты калия, нитраты кальция, нитраты магния и т.д.). Нитраты практически всех катионов отлично растворяются в воде — это обуславливает их способность перемещаться с грунтовыми водами и загрязнять открытые источники водоснабжения, такие как колодцы, родники и открытые водохранилища на расстояниях до нескольких десятков километров.

Методы определения: потенциометрия, ионная хроматография, и спектрофотометрия.

Методики, используемые в Испытательном центре МГУ для определения концентрации нитрат-иона в природных средах

Контроль измерений проводят на оборудовании: UNICO 2100.

Распространённость: нитраты являются одними из основных соединений азота, который, будучи биогенным элементом, широко распространён в биосфере. Нитраты — это промежуточная стадия трансформации азота, поэтому данные соединения присутствуют во всех природных водах, попадая туда в процессе окисления и трансформации органического вещества. Повышенное содержание нитратов в воде сопряжено с активным применением этой формы азота в качестве минерального удобрения при выращивании практически всех агрономически ценных культур (овощи, зерновые, лен, хлопок и так далее).

Несмотря на то, что азот сам по себе важен и необходим для любого живого организма, нитратная его форма не играет положительной роли в организме человека. Поэтому в вашей питьевой воде по возможности нитратов быть не должно.

Нитраты не играют положительной биологической роли в организме человека.

Повышенное содержание нитратов в воде говорит о смещении баланса цикла азота и о возможном развитии процессов эвтрофикации водоёма. Также рост концентрации нитратов служит индикатором снижения содержания в воде растворённого кислорода — это особенно актуально для владельцев аквариумов. Поливная вода, в свою очередь, может (а в некоторых случаях даже должна) содержать в себе нитратный азот для обеспечения роста и развития растений.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) нитрат-иона в различных водных объектах

Опасность для организма представляют не сами нитраты, а продукты их трансформации: нитриты и нитрозамины. Нитратный азот в пищеварительном тракте и полости рта трансформируется в нитритный под действием фермента нитратредуктазы. В присутствии, например, мяса, активно образуются нитрозамины. Образование продуктов уменьшается при попадании нитратов в организм совместно с веществами, обладающими антиоксидантными свойствами — например, с витамином С.

Через нитриты и при поступлении отдельно от мясной пищи: они окисляются до оксида азота, который поступает в кровь, приводит к расширению сосудов и нормализации кровяного давления.

При метаболизме до нитритов:

• увеличение риска развития рака желудка;
• образование метгемоглобина, не способного переносить кислород (кислородное голодание) (особенно опасно для грудных детей);
• трансформация в нитрозамины.

При метаболизме до нитрозаминов:

• обладают высокой общей токсичностью;
• характеризуются канцерогенным действием (способствуют возникновению рака);
• в отдельных случаях, приводят к коме;
• поражают выделительную систему (включая печень и почки).

Ионный обмен. В результате использования ионообменных смол (специфических анионитов) в воде происходит замена нитратов на хлориды. Поскольку нитраты не имеют положительной роли их можно убирать из воды полностью. Этот метод мало распространён, т.е. применяется редко, поскольку аниониты распространены меньше, чем катиониты (смолы для фильтрации катионов).

Обратный осмос. Вместе с другими веществами обратный осмос убирает из воды нитраты. Этот метод используется чаще остальных для очистки воды от нитратов. При использовании реминерализатора убедитесь, что соли в нем не содержат нитраты.

Нитраты относится к веществам, которые характеризуются отрицательным влиянием на организм человека, поэтому необходимо контролировать содержание нитратов в питьевой воде. В связи с особенностями метаболизма, наибольшую опасность нитраты представляют для грудных детей и пожилых людей.

источник

Метод основан на извлечении нитратов из анализируемого материала раствором алюмокалиевых квасцов с последующим измерением их концентрации в полученной вытяжке с помощью ионоселективного электрода. Для ускорение анализа вместо вытяжки можно использовать сок анализируемой продукции, разбавленный раствором алюмокалиевых квасцов. При анализе капусты для разрушения примесей, мешающих определению нитратов, проводят их окисление марганцовокислым калием.

Метод используют при количественном определении нитратов в овощах, плодах и ягодах.

Метод непригоден, если содержание хлоридов в анализируемом материале более чем в 25 раз превышает содержание нитратов при их концентрации до 0 мг/кг и в 50 раз – при более высоких.

Нижний предел обнаружения нитратов – 6 мг на 1 дм 3 анализируемого раствора. Предел надежного определения нитратов в анализируемой пробе – 30 млн. −1 (мг/кг).

Аппаратура, материалы, реактивы. Ионометр типа И-120М, И-115М, ЭВ-74; милливольтметры рН-340, рН-121, нитратомер НМ-002 или аналогичный прибор с погрешностью измерения не более 5 мВ (0,05 РNO₃); ионоселикативный нитратный электрод ЭМ-NO₃-01, ЭИМ-II или другой электрод, имеющий такие же метрологические характеристики; электрод вспомогательный лабораторный хлороскребрянныйЭВЛ-1М1 или ЭВЛ-1М3; весы лабораторные; колбы мерные вместимостью 50, 100 1000 см 3 ; мерный цилиндр вместимостью 50 см 3 ; пипетки вместимостью 1, 5, 10, 50 и 100 см 3 ; стаканы лабораторные вместимостью 100, 200, 500, и 1000 см 3 ; ступка фарфоровая с пестиком; капельница; встряхиватель ВВ-1 или блок экстрагирования ВЭ-1; мешалка лабраторная электромеханическая или магнитная; мезгообразователь МИ-1, пластмассовая терка, механическая или электромеханическая мясорубка; ножницы; нож; гомогенизатор с частотой вращения ножевой системы не менее 6000 мин −1 ; измельчитель РТ-1 или РТ-2; соковыжималка с электрическим удалением выжимок; механическая соковыжималка; шпатель; стеклянные палочки; квасцы алюмокаливые (КАI (SO₄)₂ · 12Н₂О); хлорид калия; нитрат калия; перманганат калия; кислота серная; вода дистиллированная; пероксид водорода, раствор с массовой долей 35%;бумага масштабно-координатная марки Д₂.

1. Раствор алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1% (экстрагирующий раствор): 10 г алюмокалиевых касцов, взвешанных с точностью до 0,1 г, растворяют дистиллированной водой в мерноц колбе вместимостью 1000 см 3 и доводят объем до метки. Раствор хранят в склянке с притертой пробкой не более года. При появлении мути или осадка его заменяют на свежееприготовленный.

2. Экстрагигрующий раствор для определения нитратов в капусте; 10 г алюмокалиевых квасцов, взвешенных с точностью до 0,1 г, растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1000 см 3 , туда же добавляют 1 г перманганата калия, взвешенного с точностью до 0,01 г и 0,6 см 3 концентрированной серной кислоты. Полученую смесь взбалтывают до растворения всех инградиентов, раствор доводят до метки дистиллированной водой и хранят в склянке с притертой пробкой не более одного года.

3. Приготовление основного раствора нитрата калия концентрации С(КNO₃) = 0,1 моль/1дм 3 (рСNО₃ = –lgCNO₃= 1): 10, 11 г нитрата калия, высушенного при температуре 110-120ºС до постоянной массы и взвешенного с точностью до0,001 г растворяют экстрагирующим раствором (п, 1) в мерной колбе 1000 см 3 и доводят объем до метки тем же раствором. Раствор хранят в склянке с притертой пробкой не более года, при появлении мути или осадка его заменяют на свежеприготовленный.

4 Приготовление растворов сравнения нитратов калия: растворы готовят из основного раствора нитрата калия (п. 3) в день проведения анализа, используя для разбавления раствор алюмокалиевых квасцов (п.1), который применяется для анализа. Растворы сравнения используют для градуировки прибора и построения градуировочного графика.

4.1. Раствор сравнения с концентрацией С = 0,01 моль/дм 3 1 ( = 2): основной раствор нитрата калия разбавляют в 10 раз раствором алюмокалиевых квасцов. Для этого в мерную колбу вместимостью 100 см 3 отбирают пипеткой 10 см 3 основного раствора с рСNO₃ = 1, доводят до метки раствором алюмокалиевых квасцов и перемешивают.

4.2. Раствор сравнения с концентрацией С = 0,001 моль/дм 3 ( = 3); раствор, приготовленный по п. 4.1, разбавляют в 10 раз раствором алюмокалиевых квасцов, как указано в п. 4.1.

4.3. Раствор сравнения с концентрацией С = 0,0001 моль/дм ( = 4): раствор, приготовленный по п. 4.2, разбавляют в 10 раз раствором алюмокалиевых квасцов.

5. Мембранный ионоселективный нитратный электрон и хлорсеребрянный электрод сравнения готовят к работе в соответствии с инструкциями, прилагаемыми к ним. В промежутках между исследованиями мембранньг ионоселективный электрод погружают в раствор рС_NO3 = 4. Если перерывы в работе составляют сутки и более, его хранят в растворе нитрата калия с концентрацией С = 0,001 моль/дм 3 . При длительных перерывах между исследованиями (более пяти суток) электрод хранят на воздухе и перед началом работы вымачивают 1-2 часа в растворе нитрата калия с концентрацией С = 0,1 моль/дм 3 . В обоих случаях перед началом измерений электрод промывают в дистиллированной воде не менее 3 раз. Хлорсеребряный электрод сравнения в перерывах между исследованиями погружают в стакан с дистиллированной водой.

Проведение испытания. Пробы для анализа измельчают с помощью терки механической, электромеханической мясорубки или мезгообразователя. Зеленые культуры режут ножницами или ножом до частиц размером 0,5-1,0 см или измельчают на мясорубке. 10,0 г измельченного материала взвешивают с точностью до 0,01 г, помещают в стакан гомогенизатора или измельчителя, приливают 50 см 3 раствора алюмокалиевых квасцов и гомогенизируют в течение 1 мин при частоте вращения 6000 мин.

При отсутствии гомогенизатора или измельчителя навеску продукта помещают в стакан вместимостью 100-200 см , приливают 50 см раствора алюмокалиевых квасцов и перемешивают с помощью мешалки в течение 3 мин.

При анализе материала, содержащего твердые ткани, и отсутствии гомогенизатора навеску массой 10,0 г растирают в ступке с прокаленным песком или битым стеклом до однородной массы, переносят ее с помощью 50 см 3 раствора алюмокалиевых квасцов с стакан вместимостью 100-200 см 3 , перемешивают в течение трех минут с помощью мешалки. Вместо растирания в ступке с песком или битым стеклом возможно 15-минутное нагревание суспензии на кипящей водяной бане с последующим охлаждением и доведением до метки.

В суспензии, приготовленной одним из описанных способов, измеряют концентрацию нитрат-ионов.

При анализе капусты 10,0 г измельченного материала взвешивают с точностью до 0,1 г, помещают в стакан вместимостью 100 см 3 , наливают 50 см 3 раствора алюмокалиевых квасцов (п.2), перемешивают с помощью мешалки в течение 3 мин. Затем при перемешивании добавляют по каплям (2-3 капли) раствора пероксида водорода до обесцвечивания раствора. В полученной суспензии измеряют концентрацию нитрат-ионов.

Для овощей, плодов и ягод, кроме зеленых культур, с целью ускорения и снижения трудоемкости анализа можно использовать сок. Для получения сока пробы пропускают через электромеханическую соковыжималку. Сок собирают в мерную емкость и перемешивают.

При анализе всех культур, кроме капусты, от полученного сока с помощью пипетки отбирают аликвотную часть объемом 10 см 3 , измеренным с точностью до 0,1 см 3 , помещают ее в стакан вместимостью 100-200 см 3 , прибавляют 50 см 3 раствора алюмокалиевых квасцов, перемешивают и в полученном растворе измеряют концентрацию нитрат-ионов.

При анализе капусты в стакан вместимостью 100-200 см 3 помещаю 10 см 3 сока, измеренного с точностью до 0,1 см 3 , прибавляют 50 см»‘ раствора алюмокалиевых квасцов (п. 2) и перемешивают в течение 3 мин. Затем при перемешивании добавляют по каплям (2-3 капли) раствор пероксида водорода до обесцвечивания раствора, после чего измеряют концентрацию нитрат-ионов с помощью электрода ЭМ- -01.

Градуировка иономера при измерении концентрации нитратов в единицах рС_NO3. После подключения прибора к электросети при работе с электродом ЭМ- — 01 нажимают клавишу 1÷4.

Подготовленные к работе нитратный и хлорсеребряный электроды ополаскивают дистиллированной водой, промокают фильтровальной бумагой и погружают в раствор сравнения с концентрацией С( ) = =0,0001 моль/дм ( = 4).Переключатель рода термокомпенсации иономера должен находиться при этом в положении «Ручн», а ручки «Температура раствора» и «рХ» повернуты в крайнее левое положение. При замере нажимают клавишу «рХ», при отключении цепи — клавишу «t«. Ручкой «Калибровка» устанавливают стрелку прибора на значение, равное 4 (по средней шкале прибора). Затем убирают раствор с концентрацией С( ) = 0,0001 моль/дм 3 , ополаскивают электроды дистиллированной водой, промокают их фильтровальной бумагой, чтобы убрать капли воды, и погружают электроды в раствор с концентрацией С( ) = 0,01 моль/дм 3 ( = 2).

С помощью ручки «Крутизна» устанавливают стрелку прибора на значение, равное двум (средней шкалы прибора). Если с помощью ручки «Крутизна» не удается вывести на значение, равное двум, то используют ручку «Температура раствора». Затем повторяют настройку прибора по раствору = 4 и =2 до тех пор, пока стрелка прибора не будет показывать требуемые значения. Перед каждой проверкой настройки иономера электроды выдерживают в растворе с концентрацией С( ) = 0,0001 моль/дм 3 3-4 мин и каждый раз измерения проводят в свежей порции раствора сравнения. При переносе из концентрированного в разбавленный раствор электроды ополаскивают дистиллированной водой и сушат фильтровальной бумагой. Проверку градуировки прибора проверяют по раствору = 3. Отклонение от контрольного значения не должно превышать ±0,04 .

Закончив градуировку прибора, электроды погружают в испытуемый раствор и снимают показания в единицах . Показания прибора считывают не ранее чем через 1 мин после прекращения дрейфа показаний прибора. Температура испытуемых проб и растворов сравнения должна быть одинаковой. Настройку прибора проверяют не менее трех раз в течение рабочего дня, используя каждый раз свежие порции растворов сравнения.

Полученные значения переводят в мг/кг по формуле (62) или по табл. 22-27.

Градуировку прибора типа рН-метр милливольтметр (рН-340) проводят следующим образом. Перед настройкой прибора следует поставить тумблер «Род работ» в положение «рН», измерительный нитратный электрод подключить к гнезду «Всп», а вспомогательный хлорсеребряный электрод к гнезду «Изм», т.к. измеряется концентрация аниона ( ), а прибор рассчитан на измерение водородного иона.

Предел измерения для электрода ЭМ- -01 2÷5 рН. Работа ведется при размахе ЗрН или 300 мВ. На стекле шкалы делают перецифровку — соответственно цифрам на верхней шкале прибора 3,2,1 пишут слева направо 4,3,2,1.

Подготовленные к работе электроды ополаскивают дистиллированной водой, промокают фильтровальной бумагой и помещают в раствор сравнения с концентрацией С ( ) = 0,0001 моль/дм 3 ( =4 ) и с помощью ручек «Еи-грубо» на задней стенке прибора и «Еи-точно» на верхней панели прибора устанавливают стрелку прибора на верхней шкале на значение 4 (по измененному обозначению). Затем ополаскивают электроды дистиллированной водой, промокают фильтровальной бумагой и погружают электрод в раствор сравнения с концентрацией С( ) = 0,01 моль/дм 3 ( = 2), с помощью ручки » S » устанавливают стрелку прибора на значение, равное двум (по измененному обозначению); если с помощью ручки » S » это сделать невозможно, то используют тумблер «Температура раствора». Затем повторяют настройку прибора по растворам сравнения с = 4 и =2 до тех пор, пока стрелка прибора не будет показывать требуемые значения. Перед проверкой настройки иономера электроды необходимо выдержать в растворе с концентрацией С ( ) = 0,0001 моль/дм 3 3-4 мин и каждый раз проводить измерение в свежей порции растворов сравнения.

При переносе из концентрированного раствора в разбавленный электроды ополаскивают дистиллированной водой и сушат фильтровальной бумагой. Проверку градуировки прибора проводят по раствору с =3. Показания прибора считывают не ранее чем через 1 мин после прекращения дрейфа показаний прибора. Температура испытуемых проб и растворов сравнения должна быть одинаковой. Настройку прибора проверяют не менее трех раз в течение рабочего дня, используя каждый раз свежие порции растворов сравнения. Отклонения от контрольного значения не должны превышать ± 0,04 .

Закончив градуировку прибора, электроды погружают в испытуемый раствор и снимают показания в . В течение рабочего дня гра-дуировку прибора периодически повторяют по растворам сравнения.

Полученные при анализах значения переводят в мг/кг по формуле (62) или по табл. 22-27.

Измерение концентрации иона нитрата в режиме «мВ». Определение проводят, используя калибровочный график и снимая показания ЭДС в «мВ». В этом случае нитратный электрод (для любых милливольтметров) подключают к гнезду «Изм», а хлорсеребряный электрод — к гнезду «Всп». Тумблер «Род работ» ставят в положение «мВ» и ЭДС электродной пары измеряют в растворах сравнения и анализируемых.

Перед началом работы измеряют показания растворов сравнения в порядке возрастания концентрации, начиная с меньшей, с концентрации С ( ) = 0,0001 моль/дм 3 .

Перед погружением электродов исследуемые пробы взбалтывают. Показания прибора считывают не ранее, чем через 1 мин после прекращения дрейфа показаний прибора. Температура испытуемых проб и растворов сравнения должна быть одинаковой. Приборы настраивают не менее трех раз в течение рабочего дня, используя каждый раз свежие порции растворов сравнения.

После каждого измерения электроды ополаскивают дистиллированной водой и промокают фильтровальной бумагой.

Содержание нитратов в пробах находят, используя калибровочный график, построенный на миллиметровой бумаге.

По оси абсцисс откладывают величины , соответствующие растворам сравнения нитрата калия в молях:

с концентрацией С( ) = 0,1 моль/дм 3 ( = 1 )

с концентрацией С( ) =0,01 моль/ дм 3 ( = 2 )

с концентрацией С( )=0,001моль/дм 3 ( = 3 )

с концентрацией С( )=0,ОС01 моль/ дм 3 ( = 4)

По оси ординат — ЭДС, мВ. По калибровочному графику находят значения величины и с помощью уравнения (62) или табл. 22-27 определяют содержание нитрат-ионов (мг/кг) в исследуемом объекте.

При работе с приборами, имеющими преобразователи величины или моль/игл 3 в значения концентрации иона нитрата в исследуемой продукции, настройку проводят непосредственно в единицах массовой доли нитрата в миллионных долях (мг/кг) по растворам сравнения с концентрацией С( ) = 0,0001 моль/дм 3 ( = 4) и С( ) =0,01 моль/дм 3 ( = 2), используя раствор С( ) = 0,001 моль/дм 3 для контроля. При настройке таких приборов значение массовой доли нитратов берется из вспомогательных табл. 22-27 или вычисляется по формуле (62).

При работе с иономером НМ-002, который не может преобразовывать величины более 1900 млн −1 (мг/кг), при его настройке следует загрублять показания в 10 раз. Так, например, при настройке прибора по табл. 22, согласно которой раствору сравнения с = 4соответствует массовая доля нитрат-ионов 36 млн −1 (мг/кг), а раствору с = 2 – 359 млн −1 (мг/кг), с помощью кнопок «К1» и «К2» прибор настраивают на значения 3,6 и 359 млн −1 (мг/кг) соответственно. Контроль производят по раствору с = 3 (36 млн −1 )

Таким же образом настраивают прибор и по другим таблицам. При определении содержания нитратов в исследуемых культурах результат увеличивают в 10 раз.

Измерения концентрации нитрат-ионов с помощью электрода ЭИМ-11 и иономера ЭВ-74 проводят в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации электрода ЭИМ-11.

Прежде чем приступить к измерению, необходимо: вымочить электрод ЭИМ-11 в течение 1-2 суток в растворе нитрата калия с концентрацией С ( ) = 0,1 моль/дм 3 , промыть электроды дистиллированной водой и удалить с них капли воды фильтровальной бумагой; включить иономер ЭВ-74 в сеть (при этом в правом верхнем углу панели прибора загорится индикатор) и подсоединить электрод ЭИМ-11 к гнезду «Изм», а вспомогательный» электрод — к гнезду «Всп»; нажать клавиши «t», «анион-катион» и «9-14», ручку «Калибровка» вывести в крайнее левое положение, для чего вращают ее против часовой стрелки до упора.

Градуировку иономера проводят по двум растворам сравнения с = 2 и = 4. Начинать градуировку следует с раствора с =4. С этой целью электрод ЭИМ-11 и вспомогательный электрод погружают в раствор сравнения с концентрацией С ( )=0,0001 моль/дм 3 ( = 4) и , нажав клавишу «рХ», ручкой «калибровка» устанавливают стрелку прибора на любое оцифрованное деление в центр шкалы (например, 2). Присваивают этому делению величину 4,00 . Нажимают клавишу «t». Затем вынимают электроды из раствора, промокают фильтровальной бумагой и погружают в раствор с = 2. Нажимают клавишу «рХ». Стрелка прибора должна отклониться вправо примерно на два больших деления. Ручкой «крутизна» и «температура» устанавливают стрелку прибора на отметку 4, присвоив ей величину 2,00 . Нажимают клавишу «t». Вынимают электроды из раствора, промывают их дистиллированной водой и промокают фильтровальной бумагой.

Все описанные операции повторяют до тех пор, пока стрелка не будет точно устанавливаться на отметках 2,00 и 4,00 вновь присвоенной шкалы прибора.

Проверку калибровки проводят, погружая электроды в раствор сравнения с = 3,00. Стрелка прибора должна останавливаться на делении 3,00. Допустимые отклонения ±0,04 . Проверку калибровки проводят не менее 3 раз в течение рабочего дня.

Для измерения концентрации нитратов в испытуемом растворе электроды погружают в раствор и нажимают клавишу «рХ». Показания прибора считывают не ранее, чем через I мин после прекращения дрейфа показаний прибора. Перед каждым измерением электроды ополаскивают водой и промокают фильтровальной бумагой.

Электрод ЭИМ-11 работает в отрицательной области «мВ» (700-900 «мВ»). При работе с этим электродом в режиме «мВ» следует нажимать клавиши «Анионы/катионы» и диапазон 4÷9. Построение градуировочного графика и измерения проводят так же, как при работе с электродом ЭМ- — 01.

Полученные значения переводят в мг/кг по формуле (62) или по табл. 22-27.

Обработка результатов испытания. Если при анализе использовалась навеска измельченной пробы, то массовую долю нитратов в испытуемом материале (X) в миллионных долях (млн −1 , мг/кт) рассчитывают по формуле

Х = , (62)

где 62 — молярная масса иона нитрата, г;

m — масса пробы, взятой для анализа, г;

V — объем экстрагирующего раствора, см 3 ;

— концентрация нитрата в вытяжке, моль/дм 3 ;

1000 — коэффициент перевода дм 3 , в см 3 ;

W — массовая доля воды в пробе, %;

100 – коэффициент перевода % в доли единиц;

10 5 — коэффициент перевода долей единицы в миллионные доли (млн −1 , мг/кг).

Принимая V = 50 см 3 , m = 10 г и, проведя соответствующие сокращения и преобразования, получаем следующую формулу для расчета

X = (50 + ) · · 6200, (63)

При разбавлении вытяжки результат анализа увеличивают во столько раз, во сколько раз было разбавлена вытяжка.

Расчеты по приведенным уравнениям можно исключить, используя табл. 22-23 для перевода величин кассовую долю нитрата в анализируемой пробе. Данные таблицы составлены с учетом среднего содержания влаги в различных культурах.

Если при анализе использовался сок, то содержание нитратов в пробе в мг/кг определяют по табл. 24-27, которые составлены с учетом эмпирических коэффициентов пересчета.

Если при использовании сока был получен результат по содержанию нитратов, превышающий допустимый уровень (см. табл. 21), то для окончательного суждения о качестве продукции следует повторить анализ с использованием навески измельченного материала.

При проведении арбитражных анализов на содержание нитратов в капусте, картофеле, свекле, моркови и зеленых овощах использование сока не допускается.

Оценка результатов испытания. Вычисления проводят до целых чисел, мг/кг. За окончательный результат, выполненный в одной лаборатории, принимают среднее арифметическое (X) результатов двух параллельных определении. Допустимое расхождение между двумя параллельными определениями, выполняемыми в одной лаборатории, зависит от уровня концентрации и при Р=0,95 не должно превышать значений сходимости (r), указанных в табл. 28.

Допустимое расхождение между результатами испытаний, выполненных в разных лабораториях, зависит от уровня концентрации и при Р=0,95 не доk;но превышать значении воспроизводимости (R), указанных в табл. 28.

Для получения величин сходимости и воспроизводимости для концентраций нитратов, отличных от указанных в табл. 28, можно использовать аппроксимирующие коррелятивные уравнения для зависимости характеристик точности определения нитратов от концентрации (Х, мг/кг)

При сравнении аналитических результатов с величиной ПДК (табл. 29) в соответствии с рекомендациями Международного стандарта ISC № 5725, 1981, используется величина допустимого критическое отклонения С_rД, равная

С_rД = (X – m) = , (65)

где X — средняя концентрация, полученная в одной лаборатории

n — параллельных определений;

Если отклонение обнаруженной концентрации от ПДК не превышает значений С_rД, представленных в табл. 28 при доверительной вероятности Р=0,95, можно принять, что определяемая концентрация сопоставима с ПДК; если отклонение превышает С_rД, следует считать обнаруженную концентрацию нитратов в продукте не соответствующей уровню ПДК.

Перевод значений в массовую долю нитратов в

(млн −1 , мг/кг) при анализе вытяжки из картофеля,

столовой свеклы, лука-репки, винограда (Н : V = 1 : 5)

Перевод значений в массовую долю нитратов

в (млн −1 , мг/кг) при анализе вытяжки из капусты белокочанной, моркови, томатов, огурцов, лука-перо, дыни, арбузов, тыквы, перца сладкого, кабачков, зеленых культур, яблок, груш (Н : V = 1 : 5)

Перевод значений – в массовую долю нитратов

в (млн −1 , мг/кг) при анализе сока картофеля

и лука-репки ( Vсока : Vэкстрагирующего раствора = 1: 5)

Перевод значения в массовую долю нитратов

в (млн −1 , мг/кг) при анализе сока свеклы и

моркови (Vсока : Vэкстрагирующего раствора = 1: 5)

источник