Приложение Г (справочное). Определение массовой доли меди и цинка методом атомно-абсорбционной спектрометрии

Приложение Г
(справочное)

Определение массовой доли меди и цинка методом атомно-абсорбционной спектрометрии

Г.1 Сущность метода

Метод основан на селективном поглощении резонансного излучения, испускаемого лампами с полым катодом при соответствующей длине волны атомами определяемого металла, образующимися при распылении испытуемого раствора в ацетилено-воздушном пламени. Медь и цинк извлекают из образца разложением в соляной кислоте.

Г.2 Средства измерений, вспомогательное оборудование, посуда и реактивы

Атомно-абсорбционный спектрометр со спектральным диапазоном от 190 до 900 нм и пределом допустимой относительной погрешности не более  2 %.

Лампы с полым катодом.

Стандартный образец состава раствора ионов меди с аттестованным значением массовой концентрации 1,0 г/дм ³ и границами допускаемых значений относительной погрешности аттестованного значения не более  1 %.

Стандартный образец состава раствора ионов цинка с аттестованным значением массовой концентрации 1,0 г/дм ³ и границами допускаемых значений относительной погрешности аттестованного значения не более  1 %.

Примечание - Допускается использовать стандартные образцы состава водного раствора ионов измеряемых элементов массовой концентрации 0,1 г/дм ³ и границами допускаемых значений относительной погрешности аттестованного значения не более 1 %.

Весы электронные специального (I) класса точности по ГОСТ OIML R 76-1 (Мах = 210 г, е = 0,001 г).

Весы электронные высокого (II) класса точности по ГОСТ OIML R 76-1 (Мах = 2100 г, е = 0,001 г).

Термометр жидкостный лабораторный по ГОСТ 28498 с диапазоном измерений температуры от 0 °С до 100 °С и абсолютной погрешностью  1 °С.

Часы электронные по ГОСТ 23350 или таймер любого типа по соответствующим нормативным документам.

Психрометр универсальный по соответствующим нормативным документам с диапазоном измерений относительной влажности до 80 % и абсолютной погрешностью  7 %.

Барометр по соответствующим нормативным документам с диапазоном измерений от 810 гПа до 1050 гПа и абсолютной погрешностью измерений  2 гПа.

Колбы мерные 2-1000-2, 2-500-2; 2-250-22-100-2, 2-50-2 по ГОСТ 1770.

Бюретка 1-2-10-0,05 по ГОСТ 29251.

Пипетки 2-2-1, 2-2-2, 2-2-5, 2-2-10, 2-2-20 по ГОСТ 29169.

Цилиндры мерные 2-25-2, 2-50-2, 2-100-2, 2-250-2 по ГОСТ 1770.

Стаканчик для взвешивания (бюкса) СВ-14/8 или СН-34/12 по ГОСТ 25336.

Воронка В-75 ХС по ГОСТ 25336.

Стакан В-1-300 ТХС по ГОСТ 25336.

Стекло часовое.

Плитка электрическая лабораторная или бытовая по ГОСТ 14919.

Вода для лабораторного анализа по ГОСТ Р 52501, степень чистоты 2, или вода дистиллированная, дважды перегнанная (бидистиллят), готовят по ГОСТ 4517.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, квалификации "х. ч." или кислота соляная по ГОСТ 14261, "ос. ч.", концентрированная (плотность  = 1,18 г/см ³).

Оксид лантана или соли лантана - лантан хлорид гептагидрат, лантан нитрат гексагидрат, лантан сульфат нонагидрат.

Ацетилен.

Фильтры бумажные обеззоленные "синяя лента".

Примечание - При использовании в качестве реактивов опасных (едких, токсичных) веществ следует руководствоваться требованиями безопасности, изложенными в нормативных документах на эти реактивы.

Г.3 Подготовка к анализу

Г.3.1 Приготовление рабочего раствора цинка с массовой концентрацией 100 мг/см ³

Отбирают сухой пипеткой 5 см ³ стандартного образца состава раствора ионов цинка массовой концентрации 1,0 г/дм ³, помещают в мерную колбу вместимостью 50 см ³, доливают до метки раствором соляной кислоты концентрацией 0,5 моль/дм ³ и тщательно перемешивают. Раствор хранят не более 3 месяцев.

Г.3.2 Приготовление рабочего раствора меди с массовой концентрацией 100 мг/см ³

Отбирают сухой пипеткой 5 см ³ стандартного образца состава раствора ионов меди массовой концентрации 1,0 г/дм ³, помещают в мерную колбу вместимостью 50 см ³, доливают до метки раствором соляной кислоты концентрацией 0,5 моль/дм ³ и тщательно перемешивают. Раствор хранят не более 3 месяцев.

Примечание - Допускается приготовление растворов ионов измеряемых элементов с массовой концентрацией 1000 мг/дм ³ из реактивов по ГОСТ 4212.

Г.3.3 Приготовление раствора соли лантана с массовой концентрацией лантана 10 г/дм ³

Из оксида лантана:

Помещают 11,73 г оксида лантана (La ₂O ₃) в 150 см ³ воды в мерную колбу вместимостью 1000 см ³ и добавляют 120 см ³ соляной кислоты молярной концентрации 6 моль/дм ³. Перемешивают до полного растворения, доводят до метки бидистиллированной водой и еще раз перемешивают.

Из хлорида лантана гептагидрата ():

26,7 г соли растворяют в 50 см ³ воды в мерной колбе вместимостью 1000 см ³ и добавляют 85 см ³ соляной кислоты молярной концентрации 6 моль/дм ³. Перемешивают до полного растворения, доводят до метки бидистиллированной водой и еще раз перемешивают.

Из нитрата лантана гексагидрата ():

31,2 г соли растворяют в 150 см ³ воды в мерной колбе вместимостью 1000 см ³ и добавляют 85 см ³ соляной кислоты молярной концентрации 6 моль/дм ³. Перемешивают до полного растворения, доводят до метки бидистиллированной водой и еще раз перемешивают.

Из сульфата лантана нонагидрата ():

26,2 г соли растворяют в 150 см ³ воды в мерной колбе вместимостью 1000 см ³ и добавляют 85 см ³ молярной соляной кислоты концентрации 6 моль/дм ³. Перемешивают до полного растворения, доводят до метки бидистиллированной водой и еще раз перемешивают.

Г.3.4 Приготовление раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 6 моль/дм ³

В стакан или коническую колбу вносят цилиндром 100 см ³ бидистиллированной воды, осторожно при перемешивании добавляют цилиндром 100 см ³ концентрированной соляной кислоты. Полученный раствор охлаждают и перемешивают.

Раствор хранят в плотно закрытой стеклянной посуде в лабораторном помещении. Срок годности - три месяца.

Г.3.5 Приготовление раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 0,5 моль/дм ³

В мерную колбу вместимостью 1000 см ³ помещают цилиндром 250 см ³ бидистиллированной воды, осторожно при перемешивании добавляют цилиндром 45 см ³ концентрированной соляной кислоты. Полученный раствор охлаждают, доливают до метки бидистиллированной водой и перемешивают.

Раствор хранят в плотно закрытой стеклянной посуде в лабораторном помещении. Срок годности - три месяца.

Г.3.6 Приготовление градуировочных растворов цинка для диапазона массовых концентраций от 0 до 10 мг/см ³

Помещают 0, 0,2, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5 и 10 см ³ рабочего раствора цинка, что соответствует 0, 0,2, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5 и 10 мг/см ³, в мерные колбы вместимостью 100 см ³ каждая. В каждую колбу добавляют 10 см ³ раствора соли лантана, доливают до метки раствором соляной кислоты молярной концентрации 0,5 моль/дм ³ и тщательно перемешивают.

Г.3.7 Приготовление градуировочных растворов меди для диапазона массовых концентраций от 0 до 10 мг/см ³

Помещают 0, 0,2, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5 и 10 см ³ рабочего раствора меди, что соответствует 0, 0,2, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5 и 10 мг/см ³ в мерные колбы вместимостью 100 см ³ каждая. В каждую колбу добавляют 10 см ³ раствора соли лантана, доливают до метки раствором соляной кислоты молярной концентрацией 0,5 моль/дм ³ и тщательно перемешивают.

В качестве фонового раствора используют раствор соляной кислоты с молярной концентрацией 0,5 моль/дм ³.

Г.3.8 Установление градуировочных характеристик

Атомно-абсорбционный спектрометр готовят к измерениям в соответствии с руководством по эксплуатации спектрометра.

Измеряют поглощение излучения измеряемого элемента в аналитических условиях, приведенных в таблице Г.1. Для каждого градуировочного раствора выполняют не менее двух измерений и рассчитывают среднеарифметическое значение сигнала.

Таблица Г.1 - Стандартные параметры для определения цинка и меди методом ААС

Параметр	Стандартные условия
	Цинк	Медь
Длина волны, нм	213,8	324,8
Ширина/длина, мм	0,5	0,5
Сглаживание сигнала, с	0,5	0,5
Время интегрирования, с	15	15
Рабочий диапазон, мг/дм 3	от 0,2 до 10	-
Основные помехи	As, Cu
Предел обнаружения, мкг/дм 3	0,05

Исследуемый и градировочные растворы измеряют непосредственно с помощью атомно-абсорбционного спектрометра.

Г.4 Проведение анализа

Г.4.1 Приготовление анализируемого раствора

Взвешивают навеску удобрения от 2 до 10 г в зависимости от содержания анализируемого компонента в соответствии с таблицей Г.2. Результат взвешивания записывают до четвертого десятичного знака.

Таблица Г.2 - Соотношение навески удобрения, отобранного на анализ, и объема мерной колбы для приготовления раствора

Заявленное количество микронутриента в удобрении, %	< 0,01	0,01 - < 5	> 5 - 10
Навеска удобрения, отобранная на анализ, г	10	5	2
Вес элемента в образце, мг	1	0,5-250	100-200
Объем мерной колбы, см 3	250	500	500
Массовая концентрация элемента в экстракте, мг/дм 3	4	1-500	200-400

Навеску помещают в стакан для разложения при помощи небольшого количества воды, осторожно, небольшими порциями, добавляют цилиндром по 10 см ³ соляной кислоты с молярной концентрацией 6 моль/дм ³ на грамм удобрения, затем добавляют около 50 см ³ бидистиллированной воды. Накрывают лабораторный стакан часовым стеклом, доводят до кипения на нагревательной плите и кипятят в течение 30 мин. Охлаждают до комнатной температуры, периодически помешивая. Количественно переносят в мерную колбу вместимостью 250 см ³ или 500 см ³ (см. таблицу Г.2), доливают до метки бидистиллированной водой и тщательно перемешивают. Экстракт должен быть идеально прозрачен. При необходимости фильтруют через фильтр "синяя лента" в сухой контейнер, отбрасывая первую порцию фильтрата.

Одновременно с анализируемым готовят "холостой" раствор, содержащий все реактивы, за исключением анализируемого удобрения, проведенный через все стадии анализа.

Г.4.2 Проведение измерений

Устанавливают в турель лампу с полым катодом, соответствующую анализируемому элементу. Градуировочные растворы измеряют первыми относительно фонового раствора. Затем измеряют "холостой" раствор и исследуемые растворы. При проведении длительной серии измерений проверяют установку нуля и градуировку после измерения каждого десятого раствора.

Г.5 Расчет и выражение результатов

С помощью программного обеспечения ААС-спектрометра вычисляют значения b (углового коэффициента линейной градуировочной функции) и а (свободного члена линейной зависимости градуировочной кривой), затем по уравнению регрессии вычисляют массовую концентрацию определяемого элемента X (цинка или меди) в анализируемом растворе по формуле

,

где Х - массовая доля анализируемого элемента, мг/кг;

С - массовая концентрация анализируемого элемента в растворе, вычисленная по уравнению регрессии, мг/см ³;

С ₀ - массовая концентрация анализируемого элемента в "холостом" растворе, мг/см ³;

V - объем мерной колбы для приготовления исследуемого раствора, см ³;

D - коэффициент разведения, если использовали разведение анализируемого раствора;

m - масса навески удобрения, отобранная для анализа, г.