Определения нитритов и нитратов

Метод применяют при анализе всех видов продукции. Метод определения нитритов основан на экстрагировании нитритов водой, очистке экстракта и фотометрическом измерении интенсивности окраски, образующейся при взаимодействии нитрит-иона ( Определения нитритов и нитратов - student2.ru ) с ароматическими аминами. Нижний предел обнаружения нитрит-иона в колориметрируемом растворе - 0,02 мкг/см3, нижний предел надежного определения в анализируемой пробе - 0,5 мг/кг.

Метод определения нитратов основан на экстрагировании их водой, очистке экстракта, количественном восстановлении нитратов в Ж нитриты на кадмиевой колонке с последующим фотометрическим измерением интенсивности окраски азосоединения, образующегося при взаимодействии нитритов с ароматическими аминами. Нижний предел обнаружения нитрат-иона в колориметрируемом растворе - 0,03 мг/см3, нижний предел надежного определения в анализируемой пробе - 1,5 мг/кг.

На выбор исследователя предлагаются два равноценных варианта -определения нитритов и нитратов.

Вариант I содержит следующие этапы работы: отбор и подготовка проб, приготовление растворов для испытаний, подготовка кадмиевой колонки к работе, построение градуировочного графика для определения нитратов, проведение испытаний проб на содержание нитритов и нитратов, обработка результатов анализа.

Вариант II в основном аналогичен первому и отличается тем, что стадия "построение гредуировочного графика для определения нитратов заменяется стадией "проверка восстановительной способности колонки", три этом расчет содержания нитратов проводится на основе градуировочного графика по нитритам.

Вариант I

Определение нитратов

Аппаратура, материалы, реактивы. Весы лабораторные; ареометры; баня водяная с терморегулятором; спектрофотометр или фотоэлектро-колориметр различных марок; колбы конические вместимостью 50, 100, 200, 250, 300 см3; колбы мерные вместимостью 50, 100, 200, 500, 1000 см3; цилиндры мерные вместимостью 25, 50, 100, 250 см3; стаканы химические вместимостью 50, 500, 1000 см3; пипетки (бюретки, дозаторные вместимостью 1, 5, 10, 20 см3; воронки стеклянные; палочки стеклянные, фильтры, обеззоленные (перед употреблением фильтры необходимо промыть не менее 5 раз дистиллированной водой и высушить в сушильном шкафу в течение 0,5 часа при 70-80º С); бумага универсальная индикаторная; цинк металлический гранулированный (или в палочках 150×8); сульфат кадмия; сульфат цинка 7-водный; гексацианоферрат (II) калия 3-водный; нитрат калия; кислота и соляная, плотностью 1,19 г/см; аммиак водный, плотностью 0,9 г/см3; сульфаниламид; сульфаниловая кислота; N-(I-нафтил)этилендиамин дигидрохлорид; I-наaтиламин; кислота уксусная; вода дистиллированная, нитрат натрия, тетраборат натрия; гидроксид натрия.

Подготовка к испытанию. Приготовление растворов для осаждения белков. Раствор сульфата цинка: 535 г сульфата цинка, взвешенного с точностью до 0,1 г, растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1000 см3 и доводят объем раствора до метки.

Раствор гексацианоферрата (II) калия 172 г, взвешенного с точностью до 0,1 г, растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1000 см3 и доводят объем раствора до метки. Насыщенный раствор тетрабората натрия: 50 г тетрабората натрия, взвешенного с точностью до 0,1 г, растворяют дистиллированной водой с температурой 50±2°С в мерной колбе вместимостью 1000 см3, затем охлаждают до температуры 20±2°С и доводят объем до метки. Раствор гидроксида натрия концентрацией 1 моль/дм3. Аммиачный буфер: 50 см3 соляной кислоты плотностью 1,19 г/см3 растворяют в 600 см3 дистиллированной воды, добавляют 135 см3 концентрированного водного аммиака плотностью 0,9 г/см3, перемешивают. Проверяют рН раствора и при необходимости доводят рН до 9,6-9,7, доводят дистиллированной водой до метки. Раствор соляной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм3 (0,1 н) : 7,8 см3 соляной кислоты плотностью 1,19 г/см3 растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1000 см3 и доводят объем раствора до метки.

Приготовление растворов для проведения цветной реакции:

1) раствор сульфаниламида: 1,0 г сульфаниламида, взвешенного с точностью до 0,1 г, помещают в мерную колбу вместимостью 250 см3, добавляют 200 см3 дистиллированной воды и 10 см3 концентрированной соляной кислоты. Смесь выдерживают на кипящей водяной бане до полного растворения сульфаниламида, затем раствор охлаждают и доводят до метки дистиллированной водой, если необходимо, фильтруют;

2) раствор N-(1-нафтил)этилендиамин дигидрохлорида (НЭДА): 0,1 г

НЭДА, взвешенного с точностью до 0,1 г, растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 50 см3 и доводят объем раствора до метки. Растворы сульфаниламида и НЭДА хранят в холодильнике в склянке из темного стекла с притертой пробкой не более 2 недель; 3) раствор сульфаниловой кислоты: 1,5 г сульфаниловой кислоты, взвешенной с точностью до 0,1 г растворяют в 200 см3 горячей дистиллированной воды и после охлаждения добавляют 50 см3 ледяной уксусной кислоты; 4) раствор 1-нафтиламина: 1,2 г 1-нафтиламина, взвешенного с точностью до 0,1 г растворяют в 50 см3 ледяной уксусной кислоты и доводят объем раствора дистиллированной водой до 200 см3. Растворы сульфаниловой кислоты и 1-нафтиламнна хранят в холодильнике в склянке из темного стекла с притертой пробкой не более 2 недель; 5) раствор соляной кислоты: 445 см3 соляной кислоты (плотность 1,19 г/см3) растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1 дм3 и доводят объем раствора до метки.

Приготовление основного стандартного раствора нитратов: Ч 1,630 г нитрата калия, перекристаллизованного из воды и высушенного до постоянной массы при температуре 110-120°С, взвешивают с точностью до 0,001 г, растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1000 см3 и доводят объем раствора до метки. Хранят в склянке с притертой пробкой в холодильнике до 6 месяцев.

Рабочий раствор нитратов: 10 см3 с точностью до 1 см3 основного стандартного раствора нитратов помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доводят дистиллированной водой до метки. 1 см3 раствора содержит 10 мкг Определения нитритов и нитратов - student2.ru . Хранят в склянке с притертой пробкой в холодильнике не более 1 месяца.

Подготовка кадмиевой колонки. Приготовление пористого кадмия. В химической стакане вместимостью 1 дм3 растворяют 20 г сернокислого кадмия в 500 см3 дистиллированной воды и помещают 1-2 палочки металлического цинка (возможно использование гранулированного цинка). По мере образования кадмия его удаляют при помощи шпателя в другой стакан с дистиллированной водой. Собранный кадмий декантапией промывают несколько раз дистиллированной водой, используя не менее 2 дм3: суспензию кадмия переносят в гомогенизатор и измельчают до получения частиц диаметром 0,3-0,8 мм. Содержимое гомогенизатора переносят в химический стакан, жидкость декантируют и кадмий многократно промывают (5-6 раз), используя по 100-200 см3 0,1 моль/дм3 (0,1 н) раствора соляной кислоты. При этом декантопией отделяют мелкую фракцию кадмия. Хранят кадмий под слоем 0,1 моль/дм3 (0,1н) раствора соляной, кислоты. В день анализа кадмий с целью удаления пузырьков газа перемешивают. Жидкость декантируют и кадмий промывают несколько раз дистиллированной водой до нейтральной реакции по универсальной индикаторной бумаге.

При подготовке кадмиевой колонки к работе собирают систему согласно рис. 2. Сначала ее полностью заполняют водой и при открытом кране вносят суспензию пористого кадмия до тех пор, пока высота слоя кадмия не достигнет 130-150 мм. Поверхность кадмия в колонке должна всегда быть покрыта жидкостью.

Перед началом роботы и после каждого анализа кадмиевую колонку промывают последовательно 25 см3 0,1 моль/дм3 (0,1 н) раствора соляной кислоты, 50 см3 дистиллированной воды и 25 см3 разбавленного (1:9) аммиачного буфера.

Определения нитритов и нитратов - student2.ru

Построение градуировочного графика для определения нитратов: в стаканы или колбы на 50 см3 вносят пипеткой 1,0;2,0; 4,0; 8,0 и 10,0 см3 рабочего раствора (с. 124), добавляют дистиллированную воду до объема 20 см3, 5 см3 аммиачного буфера и перемешивают. Для приготовления контрольного раствора в стакан или колбу на 50 см3 вносят пипеткой 20 см3 дистиллированной воды и 5 см3 аммиачного буфера.

Через предварительно промытую кадмиевую колонку пропускают со скоростью 5 см3/мин сначала один из полученных растворов нитратов, затем 25 см3 дистиллированной воды, собирая элюат в мерную колбу вместимостью 50 см3, и доводят объем до метки.

25 см3 полученного элюата помещают в мерную колбу вместимостью 50 см3 и проводят цветную реакцию, для чего в каждую колбу добавляют по 5см3 раствора сульфаниламида (п.1) и по 1 см3 раствора соляной кислоты (п. 5), перемешивают и оставляют на 5 мин. Затем добавляют по 1 см3 раствора НЭДА (п.2), доводят объем до метки дистиллированной водой, перемешивают и через 10 мин колориметрируют в кюветах толщиной 10 мм при длине волны 538 нм по отношению к контрольному раствору.

В случае использования сульфаниловой кислоты и 1-нафтнламина в колбы добавляют по 1 см3 раствора сульфаниловой кислоты (п.3), 3 см3 раствора соляной кислоты (п.5), перемешивают и оставляют на 5 мин при комнатной температуре. Затем добавляют по 1 см3 раствора 1-нафтиламина (п.4), перемешивают, доводят дистиллированной водой до метки и колориметрируют через 2 часа.

По полученным данным строят градупровочный график, откладывая по оси ординат значение оптической плотности, а по оси абсцисс значения концентрации нитрат-иона: 0,1; 0,2; 0,4; 0,8 и 1,0 мкг/см3 колориметрируемого раствора.

Проведение испытания. Пробы продукции тщательно измельчают с помощью терки, мясорубки пли гомогенизатора. Из подготовленною пробы отбирают навеску в количестве 20 г (при низких до 50 мг/кг содержаниях нитратов) или 10 г (в остальных случаях) с точностью до 0,1 г. Навеску продукта переносят в 200-300 см3 коническую колбу, добавляют 100 см3 теплой дистиллированной воды (60-65°С) и тщательно перемешивают. Колбу помещают на водяную баню (60-65º С) для осаждения белков вносят 5 см3 насыщенного раствора натрия тетрабората , 5 см3 раствора сульфата цинка и 5 см3 раствора гексацианоферрата(II) калия, перемешивая содержимое после ёдобавления каждого реактива. Выдерживают при этой температуре 15 мин, затем охлаждают до комнатной температуры. Содержимое колбы количественно переносят в мерную колбу на 200 см3, ополаскивают два раза по 10-15 см3 теплой дистиллированной водой и объединяют с основной смесью; объем доводят водой до метки и фильтруют через бумажный фильтр (фильтрат 1). Фильтрат 1 служит для определения нитратов и нитритов.

При получении мутного фильтрата в качестве осадителей можно использовать 5 см3 раствора сульфата цинка и 10 см3 1 молъ/дм3 (1н) раствора гидроксида натрия.

Перед началом анализа необходимо оценить наличие нитратов и нитритов во всех используемых реактивах (холостая проба), для чего проводят все операции без внесения продукта. Для этого в мерную колбу на 200 см3 вносят 100 см3 дистиллированной воды, по 5 см3 насыщенного раствора натрия тетрабората, раствора сульфата цинка и раствора гексацианоферрата(II) калия или 5 см3 раствора сульфата цинка и 10 см3 раствора гидроксида натрия концентрацией 1 моль/дм3 (1 н), перемешивают содержимое колбы после добавления каждого реактива, затем объем доводят водой до метки и фильтруют через бумажный фильтр. В фильтрате (холостал проба) определяют содержание нитратов и нитритов.

Если содержание нитратов к нитритов в "холостой пробе" превышает 0,03 мкг/дм3, то используемые в опыте реактивы следует подвергнуть дополнительной очистке (перегонке, перекристаллизации) или заменить.

Определение содержания нитратов в образце. В стакан или колбу вместимостью 50 см3 вносят от 1 до 40 см3 фильтрата 1 в зависимости от предполагаемого содержания нитратов в анализируемой продукции. При ожидаемой концентрации от 0 до 100 мг/кг Определения нитритов и нитратов - student2.ru объем фильтрата, используемого для восстановления на колонке, составляет 40 см3, 100-300 мг/кг Определения нитритов и нитратов - student2.ru – 20 см , 300-600 мг/кг Определения нитритов и нитратов - student2.ru – 1° см3, 600-1000 мг/кг Определения нитритов и нитратов - student2.ru – 5 см3, свыше 1000 мг/кг Определения нитритов и нитратов - student2.ru – 2 см3. К указанному раствору добавляют 5 см3 аммиачного буфера, перемешивают; пропускают через кадмиевую колонку со скоростью 5 см3/мин сначала полученный раствор образца, затем колонку промывают дистиллированной водой, собирая элюат в мерную колбу вместимостью 100 см3, и доводят объем до метки.

25 см3 полученного элюата помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3 и проводят цветную реакцию (с. 126), увеличив объем реактивов для цветной реакции в 2 раза. Величину оптической плотности раствора определяют по отношению к контрольной пробе.

Для получения контрольной пробы в мерную колбу вместимостью 100 см3 вносят объем фильтрата (0,5-10 см3), равный тому объему, который используется для проведения цветной реакции при определении нитратов в образце. К этому фильтрату добавляют 1,0 см3 аммиачного буфера, 50 см3 дистиллированной воды и проводят цветную реакцию, как указано на с. 126.

Пример. Если для восстановления на колонке используется 10 см3 фильтрата I (V2 = 10 см3), объем элюата, собираемого с колонки (V3 = 100 см3), объем элюата, взятый на цветную реакцию (V4 = 25 см3), а объем колориметрируемого раствора (V5 = 100 см3), то объем фильтрата I, который следует использовать для получения контрольной пробы, составляет 2,5 см3.

Объем фильтрата I используемыq для восстановления на колонке Объем фильтрата I, который следует брать для получения контрольной пробы
40 см3 10 см3
20 см3 5 см3
10 см3 2,5 см3
5 см3 1,25 см3
2 см3 0,5 см3

Обработка результатов анализа. Содержание нитратоа (X), выраженное в мг/кг продукта (в пересчете на нитрат-ион) вычисляют по формуле

Х = Определения нитритов и нитратов - student2.ru , (66)

где С - концентрация нитрат-иона в колориметрируемом растворе найденная по градуировочному графику, мкг/см3;

V1 - общий объем экстракта, см3;

V2 - объем фильтрата I, взятый на колонку, см3;

V3 - общий объем элюата, см3;

m - масса навески продукта, г;

V4 - объем элюата, взятый на цветную реакцию, см3;

V5 - объем колориметрируемого раствора, см3.

Определение нитритов

Подготовка к испытанию. Приготовление основного стандартного раствора нитритов: 150 мг перекристаллизованного из воды и высушенного при температуре 110-120°С до постоянной массы нитрата натрия взвешивают с точностью до 0,001 г, помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, растворяет в дистиллированной воде и доводят объем раствора до метки. Раствор хранят в склянке с притертой пробкой в холодильнике не более одной недели.

Приготовление рабочего раствора нитритов: 10 см3 с точностью до 1 см3 основного стандартного раствора нитритов помещают в мерную колбу вместимостью 500 см3 и доводят дистиллированной водой объем до метки. 1 см3 этого раствора содержит 2,0 мкг/ Определения нитритов и нитратов - student2.ru . Раствор готовят в день проведения анализа.

Построение градуировочного графика для определения нитритов: в мерные колбы вместимостью 50 см3 вносят 2,5; 5,0; 10,0; 20,0; 30,0 см3 рабочего раствора нитритов, доводят до 40см3 дистиллированной водой, в одну мерную колбу вносят 40 см3 дистиллированной воды (контрольный раствор), затем проводят цветную реакцию, для чего в каждую колбу добавляют по 5 см3 раствора сульфаниламида (п.1) и по 1 см3 раствора соляной кислоты (п.5), перемешивают и оставляют на 5 минут. Затем добавляют по 1 см3 раствора НЭДА (п.2), доводят объем до метки дистиллированной водой, перемешивают и через 10 минут колориметрируют в кюветах толщиной 10 мм при длине волны 538 нм по отношению к контрольному раствору.

В случае использования сульфаниловой кислоты и 1-нафтиламина в колбы добавляют по 1 см3 раствора сулъфаниловой кислоты (п.3 ), 3 см3 раствора соляной кислоты (п.5), перемешивают и оставляют на 5 минут при комнатной температуре. Затем добавляют по 1 см3 раствора 1-нафтиламина? (п. 4), перемешивают, доводят дистиллированной водой до метки колориметрируют через 2 часа.

По полученным данным строят градуировочный график, откладывая по оси ординат значения оптической плотности; по оси абсцисс значения концентрации нитрит-ионов 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,2 мкг/см3 коло-риметрируемого раствора.

Определение содержания нитритов в образце. В мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят 20 см3 фильтрата I и проводят цветную ре-акцию как на с. 126, измеряя оптическую плотность раствора относительно смеси, состоящей из 2 объемов фильтрата I и 3 объемов дистиллированной воды.

Обработка результатов испытания. Содержание нитритов (Х), выраженное в мг/кг продукта (в пересчете на нитрат-нон) вычисляют по формуле

X = Определения нитритов и нитратов - student2.ru , (67)

где С - концентрация нитрит-иона в колориметрируемом растворе, найденная по градуировочному графику мкг/см3;

V1 - общий объем экстракта, см3;

V2- объем фильтрата I, взятый на цветную реакцию, см3;

m - масса навески образца, взятая на анализ, г;

V3 - объем колориметрируемого раствора, см3.

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, выполненными в одной лаборатории, зависит от уровня концентраций и при Р = 0,95 не должно превышать значений сходимости (r), указанных в табл. 29.

Допустимое расхождение между результатами испытаний, выполненных в разных лабораториях, зависит от уровня концентраций и при Р = 0,95 не доджно превышать значении воспроизводимости (R), указанных в табл. 29.

Таблица 29

Внутрилабораторная сходимость (r), межлабораторная воспроизводимость (R) и допустимое критическое отклонение от ПДК (СrД) для фотометрического метода определения нитратов при различных уровнях

концентраций (X) г растениеводческой продукции[17]

Определения нитритов и нитратов - student2.ru r R СrД при n = 2

Продолжение табл. 29

Определения нитритов и нитратов - student2.ru r R СrД при n = 2
33.2

При сравнении аналитических результатов с величиной ПДК (табл. 21) используется значение СrД. Если разница обнаруженной концентрации и величина ПДК (или сертификата) не превышает значения СrД, представленной в табл. 29, можно принять, что при доверительной вероятности Р = 0,95 определяемая концентрация сопоставима с ПДХ; если полученная разница превышает СrД, обнаруженную концентрацию нитратов в продукте следует считать не соответствующей уровню ПДК.

Вариант II

Все разделы выполняются аналогично варианту I c некоторыми изменениями в части формулы расчете содержания нитратов. Вместо "построения градуировочного графика для нитратов" проводят "проверку восстановительной" способности колонки". Расчет ведут по формуле (68).

Проверка восстановительной способности кадмиевой колонки. В стакан или колбу вместимостью 50 см3 вносят пипеткой 20 см3 рабочего раствора нитрата ( с.124) концентрацией 10 мкг Определения нитритов и нитратов - student2.ru в см3 и 5 см3 аммиачного буфера и перемешивают.

Через предварительно регенерированную кадмиевую колонку пропускают со скоростью 5 см3/мин сначала 25 см3 приготовленного раствора нитрата калия, когда резервуар над колонкой опустеет, его промывают два раза, используя каждый раз по 15 см3 воды.

После того, как последняя порция воды стечет в колонку, полностью заполняют резервуар водой. Элюят собирают в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят объем до метки.

45 см3 полученного элюата помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3 и проводят цветную реакцию (см. с.126). Величину оптической плотности растворов определяют по отношению к холостому раствору.

Если концентрация нитрита в элюате по градуировочному графику на нитриты (см. с.129) будет ниже 0,70 мкг нитрита в 1 см3 коло-риметрируемого раствора (т.е. 95% теоретического значения), то редукционную колонку нельзя использовать для анализа.

В этом случае кадмий необходимо перенести в химический стакан и залить на ночь раствором соляной кислоты, промыть водой и подготовить колонку (см.с.124).

Расчет содержания нитратов по варианту II. Если восстановительная способность кадмиевой колонки ≥ 95%, то количество нитратов в образце (X), выраженное в мг/кг продукте (в пересчете на нитрат-нон) может быть рассчитано по формуле

Х = Определения нитритов и нитратов - student2.ru , (68)

где 1,35 - коэффициент пересчета нитритов в нитраты;

С - концентрация нитритов, мкг/см3 колориметрируемого раствора, рассчитанная по градуировочному графику, полученному при калибровке стандартных растворов;

m - масса навески продукте, г;

V1 - общий объем экстракта, см3;

V2 - объем фильтрата, взятый на колонку, см3;

V3 - общий объем элюата, см3;

V4 - объем элюата, взятый на цветную реакцию, см3;

V5 - общий объем колориметрируемого раствора, см3.

Регенерация кадмия. По окончании проведения анализа необходимо пробыть колонку с кадмием 25 см3 0,1 моль/дг3 (0,1 н) раствором соляной кислоты, 50 см3 дистиллированной воды, 25 см3 разбавленного (1:9) аммиачного буфера (с.123) и вновь 50 см3 дистиллированной воды.

В случае появления пузырьков газа в колонке, снижения скорости элюации вследствие уплотнения кадмия или длительного перерыва в работе следует перенести кадмий из колонки в химический стакан и залить 100-200 см3 0,1 моль/дм3 (0,1 н) раствора соляной кислоы Перед использованием кадмий декантацией промывают 0,1 ыолъ/дм (0,1 н) раствором соляной кислоты 3-4 раза по 200 см3, затем несколько раз дистиллированной водой до нейтральной реакции по универсальной индикаторной бумаге. При промывании следует отделять декантапией мелкие частицы кадмия, чтобы избежать в процессе работы чрезмерного уплотнения колонки и снижения скорости элюации.

Примечание: отделенные мелкие частицы кадмия следует хранить в вытяжном шкафу в склянке с притертой пробкой под слоем воды.

Наши рекомендации