Приложение A (справочное). Колориметрическая реакция

Приложение A
(справочное)

Колориметрическая реакция [3], [8]

A.1 Общие положения

К элементам, поддающимся такому обнаружению, относятся, например, свинец, висмут, медь, кадмий, сурьма, олово и ртуть.

Применяется следующий порядок испытаний.

1) Приготавливают испытуемый раствор (ИР) путем растворения пробы в воде, в которую добавлена уксусная кислота для получения значения pH в интервале от 3,0 до 3,5. В случае необходимости используют серную кислоту, азотную кислоту или иные кислоты, подходящие для разложения и удаления из пробы органических примесей. Тяжелые металлы в испытуемом растворе реагируют с добавляемым в него сульфидом натрия, образуя окрашенные нерастворимые сульфиды.

2) Аналогичные операции выполняют на стандартном растворе свинца.

3) Испытуемый раствор и стандартный раствор свинца по отдельности переносят в пробирки Несслера, а затем сравнивают окраску растворов путем наблюдения пробирок сверху и сбоку на белом фоне.

Использование титрованного раствора сульфида натрия в качестве колориметрического реактива описано в японских стандартах по лекарственноподобным веществам [3]. Сульфид натрия в растворе может быть заменен тиоацетамидом, в соответствии с требованиями Европейской фармакопеи 7.0, [4], [8], [7] и другими фармацевтическими нормами.

A.2 Растворы и стандартные растворы

A.2.1 Общие положения

В настоящем стандарте представлены только наиболее важные виды растворов. Все используемые реактивы должны иметь степень чистоты "чистый для анализа".

A.2.2 Стандартный раствор свинца (10 мг/л).

A.3 Оборудование

A.3.1 Пробирка Несслера, бесцветная цилиндрическая пробирка из тугоплавкого стекла с толщиной стенок от 1,0 до 1,5 мм и притертой пробкой. Отклонение высоты от дна пробирки до градуировочной риски, соответствующей 50 мл, у разных пробирок не должно превышать 2 мм.

A.4 Приготовление раствора пробы и контрольного раствора

A.4.1 Расчет количества пробы для испытаний

Используемое количество пробы в граммах рассчитывают по формуле, приведенной ниже. Количество стандартного раствора свинца обычно составляет 2,0 мл, однако может быть изменено с целью достижения желаемого предела и оптимизации условий испытаний для повышения надежности метода.

w=10V/L,

(A.1)

где w - масса пробы, г;

V - объем стандартного раствора свинца, мл;

L - предельное содержание тяжелых металлов, мкг/г.

A.4.2 Выбор метода подготовки проб

Метод 1 может применяться при исследованиях сырьевых материалов, растворяющихся в воде и не образующих осадка при добавлении разведенной уксусной кислоты для регулирования значения pH раствора в интервале от 3,0 до 3,5. Если данные требования не выполняются или уровень извлечения недостаточен, изучают возможность применения методов со 2 по 4. Если ни один из указанных способов не является приемлемым, используют иные методы, не описанные здесь.

Метод 2 обычно применяется при исследованиях органических материалов. В то же время он неприменим для анализа сырьевых материалов, которые содержат восстанавливающие металлы, такие как медь, и нерастворимые оксиды металлов, образованные в результате озоления, поскольку соляная кислота, применяемая в данном методе, не способна полностью растворить подобные материалы.

Метод 3 часто бывает эффективен при исследованиях сырьевых материалов, полное озоление которых в соответствии с методом 2 не представляется возможным. Он предусматривает растворение имеющихся остатков при помощи царской водки. При подготовке пробы в соответствии с данным методом не следует использовать платиновые тигли.

Метод 4 может применяться, если уровень извлечения, достигнутый в соответствии с методом 2, является недостаточным. Сжигание с этанолом в присутствии магния нитрата до образования золы позволяет предотвратить испарение металлов в процессе горения.

Методы со 2 по 4 предусматривают прокаливание или кислотную минерализацию в открытых емкостях. Ртуть и мышьяк могут испаряться в этом процессе. Соответственно при исследовании этих элементов может потребоваться особый подход.

A.4.3 Метод 1

Необходимое расчетное количество пробы помещают в пробирку Несслера и разводят в достаточном количестве воды до получения объема 40 мл. Добавляют 2 мл разбавленной уксусной кислоты и воду, доводя объем раствора до 50 мл. Полученный раствор используют для испытаний. Соответствующее количество стандартного раствора свинца помещают в другую пробирку Несслера, затем добавляют 2 мл разбавленной уксусной кислоты и воду, доводя объем раствора до 50 мл. Полученный раствор используют в качестве контрольного.

A.4.4 Метод 2

Помещают необходимое расчетное количество пробы в кварцевый или фарфоровый тигель, неплотно закрывают крышкой и обугливают при небольшом нагреве. После охлаждения добавляют 2 мл азотной кислоты и пять капель серной кислоты, осторожно нагревают до исчезновения белой пены, а затем прокаливают при температуре от 450 °C до 600 °C до озоления. После охлаждения добавляют 2 мл соляной кислоты, выпаривают досуха на водяной бане, увлажняют остатки тремя каплями соляной кислоты, добавляют 10 мл горячей воды и прогревают в течение 2 мин. Добавляют одну каплю титрованного раствора фенолфталеина, а затем по капле добавляют титрованный раствор аммиака вплоть до появления бледно-розового окрашивания. При добавлении избыточного количества раствора аммиака испытуемый раствор может покраснеть, а последующее добавление 2 мл разбавленной уксусной кислоты может не обеспечить получение значения pH, приблизительно равного 3,5, и таким образом точная оценка содержания элементов станет затруднительной. Если количество раствора аммиака все же оказалось избыточным, в испытуемый раствор добавляют разбавленную соляную кислоту для его нейтрализации до тех пор, пока раствор снова не станет бледно-розовым.

Добавляют 2 мл разбавленной уксусной кислоты, при необходимости фильтруют, промывают 10 мл воды, переносят фильтрат и промывную воду в пробирку Несслера, добавляют воду до получения объема 50 мл и используют полученный раствор для испытаний.

Приготавливают контрольный раствор следующим образом: берут 2 мл азотной кислоты, 5 капель серной кислоты и 2 мл соляной кислоты, выпаривают вначале на водяной бане, а затем досуха на песчаной бане и увлажняют остаток тремя каплями соляной кислоты. Выполняют те же операции, что и при приготовлении испытуемого раствора, и добавляют необходимое расчетное количество стандартного раствора свинца и воды до получения объема 50 мл.

A.4.5 Метод 3

Помещают необходимое расчетное количество пробы в кварцевый или фарфоровый тигель. Начинают с медленного нагревания, затем прокаливают до разложения. После охлаждения добавляют 1 мл царской водки, выпаривают досуха на водяной бане, увлажняют остатки тремя каплями соляной кислоты, добавляют 10 мл горячей воды и прогревают в течение 2 мин. Добавляют одну каплю титрованного раствора фенолфталеина, а затем по капле добавляют титрованный раствор аммиака вплоть до появления бледно-розового окрашивания. Добавляют 2 мл разбавленной уксусной кислоты, при необходимости фильтруют, промывают 10 мл воды, переносят фильтрат и смывку в пробирку Несслера, добавляют воду до получения объема 50 мл и используют полученный раствор для испытаний.

Приготавливают контрольный раствор следующим образом: выпаривают досуха 1 мл царской водки на водяной бане, выполняют те же операции, что и при приготовлении испытуемого раствора, а затем добавляют необходимое расчетное количество стандартного раствора свинца и воды до получения объема 50 мл.

A.4.6 Метод 4

Помещают необходимое расчетное количество пробы в платиновый или фарфоровый тигель, добавляют 10 мл раствора магния нитрата гексагидрата в этаноле (1:10) и тщательно перемешивают. Поджигают этанол и обугливают при небольшом нагревании. После охлаждения добавляют 1 мл серной кислоты, осторожно нагревают и прокаливают при температуре от 500 °C до 600 °C до разложения. Если часть обугленного вещества сохраняется при использовании данного метода, остатки увлажняют небольшим количеством серной кислоты и снова прокаливают до разложения. После охлаждения добавляют к остатку 3 мл соляной кислоты и выпаривают досуха на водяной бане. Увлажняют остаток тремя каплями соляной кислоты, добавляют 10 мл горячей воды и нагревают до растворения. Добавляют одну каплю титрованного раствора фенолфталеина, а затем по капле добавляют титрованный раствор аммиака вплоть до появления бледно-красного окрашивания. Добавляют 2 мл разбавленной уксусной кислоты, при необходимости фильтруют, промывают 10 мл воды и переносят фильтрат и смывку в пробирку Несслера. Добавляют воду, доводя объем раствора до 50 мл, и используют полученный раствор в качестве испытуемого раствора.

Приготавливают контрольный раствор следующим образом: берут 10 мл раствора магния нитрата гексагидрата в этаноле (1:10) и воспламеняют этанол. После охлаждения добавляют 1 мл серной кислоты, осторожно нагревают и прокаливают при температуре от 500 °C до 600 °C. После охлаждения добавляют 3 мл соляной кислоты, выполняют те же операции, что и при приготовлении испытуемого раствора, и добавляют необходимое расчетное количество стандартного раствора свинца и воды до получения объема 50 мл.

A.5 Определение

Добавляют к испытуемому раствору и контрольному раствору по одной капле титрованного раствора сульфида натрия, тщательно перемешивают и дают отстояться в течение 5 мин. Важно, чтобы раствор сульфида натрия добавлялся к испытуемому и контрольному раствору одновременно, поскольку полнота окрашивания зависит от длительности выдержки. Рассматривают растворы на белом фоне в горизонтальной или вертикальной плоскости и сравнивают их окраску. Окраска испытуемого раствора не должна быть интенсивнее окраски контрольного раствора.

При сравнении окраски растворов особое внимание следует обратить на правильность установки источника света, чтобы избежать ошибочного заключения. Наблюдение выполняют при достаточной яркости освещения. При этом освещенность испытуемого и стандартного растворов должна быть одинаковой. Оптимальное взаимное расположение пробирки Несслера и белого фона, в качестве которого выступает бумага или картон, при визуальном контроле показано на рисунке 1. Перед наблюдением из пробирки Несслера удаляют пробку. Если различие в окраске растворов с уверенностью оценить не удается, меняют положение испытуемого и стандартного растворов и повторяют наблюдение. Этот шаг помогает избежать неверного заключения при визуальном контроле.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Вместо слов "рисунке 1" следует читать "рисунке A.1"

Рисунок A.1 - Схема визуального контроля