Государственный стандарт Союза ССР ГОСТ 23268.5-78* "Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Методы определения ионов кальция и магния" (утв. постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 1 сентября 1978 г. N 2409)

Drinking medicinal, medicinal-table and natural-table minenal waters. Methods of determination of calcium and magnesium ions

Срок действия - с 1 января 1980 г.
до 1 января 1985 г.

ГАРАНТ:

Ограничение срока действия настоящего ГОСТа снято протоколом N 4-93 МГС от 21 октября 1993 г. ИУС N 4-94)

Настоящий стандарт распространяется на лечебные, лечебно-столовые и природные столовые питьевые минеральные воды и устанавливает титриметрический метод определения ионов кальция и магния; потенциометрический метод определения ионов кальция и атомно-абсорбционный метод определения ионов магния.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. Метод отбора проб

1.1. Отбор проб - по ГОСТ 23268.0-78.

1.2. Объем пробы воды для определения ионов кальция и магния должен быть не менее 250 .

2. Титриметрический метод определения ионов кальция

2.1.а. Сущность метода

Метод основан на способности комплексона III образовывать в щелочной среде в интервале рН 12 - 13 комплексные соединения с ионами кальция.

Метод позволяет определять от 1 мг ионов кальция в пробе.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

2.1. Аппаратура, материалы и реактивы

Бюретки мерные по ГОСТ 20292-74, вместимостью 10, 25 .

Пипетки мерные по ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5, 10, 25, 50 .

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74, вместимостью 100, 500, 1000 .

Цилиндры мерные по ГОСТ 1770-74, вместимостью 50, 100 .

Колбы стеклянные лабораторные конические по ГОСТ 25336-82, вместимостью 250 .

Капельницы по ГОСТ 25336-82.

Стекло часовое.

Холодильник стеклянный лабораторный по ГОСТ 25336-82.

Весы лабораторные аналитические.

Весы технические типа ВЛТ-200.

Воронки стеклянные по ГОСТ 25336-82.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Кислота соляная фиксанал, 0,1 н. раствор.

Метиловый красный по ГОСТ 5853-51.

Кислота кальконкарбоновая.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77.

Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456-79.

Комплексон III фиксанал, 0,1 н. раствор.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Глицерин по ГОСТ 6259-75.

Все реактивы должны быть квалификации х.ч. или ч.д.а.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2. Подготовка к анализу

2.2.1. Приготовление 0,1 н. раствора комплексона III

Раствор готовят из фиксанала. Содержимое ампулы количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000 , растворяют в дистиллированной воде и объем раствора доводят дистиллированной водой до метки.

2.2.2. Приготовление 0,1 н. раствора соляной кислоты

Раствор готовят из фиксанала. Содержимое ампулы количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000  и объем раствора доводят дистиллированной водой до метки.

2.2.3. Приготовление индикатора метилового красного

0,1 г метилового красного взвешивают с погрешностью не более 0,01 г и растворяют в 100  горячей дистиллированной воды.

2.2.4. Приготовление 2 н. раствора гидроокиси натрия

80 г гидроокиси натрия взвешивают с погрешностью не более 0,01 г, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 , растворяют в дистиллированной воде, охлаждают до температуры 20°С и доводят объем раствора дистиллированной водой до метки.

2.2.5. Приготовление раствора гидроксиламина

4,5 г гидрохлорид гидроксиламина взвешивают с погрешностью не более 0,01 г и растворяют в 100  этилового спирта.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.6. Приготовление 0,025%-ного раствора кальконкарбоновой кислоты

0,025 г кальконкарбоновой кислоты взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г и растворяют в 100  водно-глицериновой смеси 1:1.

2.3. Проведение анализа

В коническую колбу вместимостью 250  отмеривают от 10 до 100  минеральной воды, разбавляют дистиллированной водой до 100 , нейтрализуют 0,1 н. раствором соляной кислоты по индикатору метиловому красному до розового окрашивания раствора, добавляют еще 1  соляной кислоты, кипятят 5 мин с обратным холодильником для удаления двуокиси углерода (холодильник можно заменить перевернутой воронкой). Раствор охлаждают до температуры 20°С. Добавляя 2  2н. раствора гидроокиси натрия, устанавливают рН от 12 до 13. В качестве индикатора вводят 1  раствора кальконкарбоновой кислоты и пробу медленно титруют 0,1 н. раствором комплексона III до изменения цвета раствора из вишневого в синий.

При определении ионов кальция в железистых минеральных водах железо маскируют 2 - 3 каплями раствора гидроксиламина.

2.4. Обработка результатов

Массовую концентрацию ионов кальция (Х), вычисляют по формуле

,

где - объем раствора комплексона III, пошедший на титрование, ;

н - нормальность раствора комплексона III;

20,04 - грамм-эквивалент иона кальция;

- объем воды, взятый на анализ, .

За окончательный результат принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 2%.

3. Титриметрический метод определения ионов магния

3.1.а. Сущность метода

Метод основан на способности комплексона III образовывать в щелочной среде при рН 10 комплексные соединения с ионами кальция и магния.

Метод позволяет определять от 1 мг ионов магния в пробе.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

3.1. Аппаратура, материалы и реактивы

Бюретки мерные по ГОСТ 20292-74, вместимостью 10, 25 .

Пипетки мерные по ГОСТ 20292-74, вместимостью 5, 10, 15, 20, 25, 50 .

Колбы стеклянные лабораторные конические по ГОСТ 10394-72, вместимостью 100, 250 .

Колбы по ГОСТ 1770-74, вместимостью 100, 250 .

Ступка фарфоровая.

Весы технические типа ВЛТ-200.

Бумага индикаторная универсальная.

Комплексон III фиксанал, 0,1 н. раствор.

Эриохром черный Т.

Хром темно-синий кислотный.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Все реактивы должны быть квалификации х.ч. или ч.д.а.

(Измененная редакция, Изм. N 1)

3.2. Подготовка к анализу

3.2.1. Приготовление 0,1 н. раствора комплексона III из фиксанала - по п. 2.2.1

3.2.2. Приготовление индикатора

0,5 г индикатора эриохрома черного Т или кислотного хрома темно-синего взвешивают с погрешностью не более 0,01 г, смешивают со 100 г хлористого натрия и тщательно растирают смесь в фарфоровой ступке.

3.2.3. Приготовление аммиачного буферного раствора

10 г хлористого аммония взвешивают с погрешностью не более 0,01 г, помещают в мерную колбу вместимостью 500 , растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды, добавляют 50  25%-ного раствора аммиака и объем раствора доводят дистиллированной водой до метки. рН приготовленного раствора 10. Хранят раствор в плотно закрытой склянке.

3.3. Проведение анализа

В коническую колбу вместимостью 250  отмеривают от 25 до 50  минеральной воды, разбавляют дистиллированной водой до 100 , устанавливают рН 10, добавляя 5  аммиачного буферного раствора, вводят несколько крупинок индикатора и титруют пробу 0,1 н. раствором комплексона III до изменения цвета раствора из вишнево-красного в синий.

3.4. Обработка результатов

Массовую концентрацию ионов магния (), вычисляют по разности объемов комплексона III, израсходованных на титрование суммы ионов кальция и магния и отдельно ионов кальция в одинаковых объемах по формуле

,

где - объем раствора комплексона III, пошедший на титрование суммы ионов кальция и магния, ;

- объем раствора комплексона III, пошедший на титрование ионов кальция, ;

н - нормальность раствора комплексона III;

12,16 - грамм-эквивалент магния;

- объем воды, взятый на анализ, .

За окончательный результат принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 2%.

4. Потенциометрический метод определения ионов кальция

4.1. Сущность метода

Метод основан на прямом определении ионов кальция с использованием ионоселективного кальциевого электрода. Метод позволяет определять ионы кальция при содержании их от 4 до 100 мг в пробе с относительной ошибкой 15%.

4.2. Аппаратура, материалы, реактивы

Прибор для измерения величины потенциала, типа рН-метр-милливольтметр (рН-340, рН-121) или иономер типа ЭВ-74.

Электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда по ГОСТ 17792-72.

Электрод "Квант" ионоселективный кальциевый.

Весы лабораторные аналитические.

Весы технические типа ВЛТ-200.

Шкаф сушильный.

Секундомер.

Стаканы лабораторные по ГОСТ 25336-82, вместимостью 250 .

Колбы конические по ГОСТ 25336-82, вместимостью 500 .

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74, вместимостью 100, 1000 .

Цилиндры мерные с притертой пробкой по ГОСТ 1770-74, вместимостью 50  (исполнения 2 или 4).

Пипетки мерные по ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 5, 10, 25 .

Палочки стеклянные.

Стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ 25336-82.

Бутыль полиэтиленовая.

Анионит АВ-17 по ГОСТ 20301-74.

Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199-78.

Кальций углекислый по ГОСТ 4530-76.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026-76.

Бумага индикаторная универсальная.

Все реактивы должны быть квалификации х.ч. или ч.д.а.

4.3. Подготовка к анализу

4.3.1. Приготовление основного стандартного раствора хлористого кальция

Углекислый кальций прокаливают в сушильном шкафу при температуре (1102)°С до постоянной массы. 10,000 г прокаленного углекислого кальция взвешивают на аналитических весах с погрешностью не более 0,0002 г.

Навеску переносят в стакан вместимостью 250  и растворяют в 216  1М раствора соляной кислоты, затем содержимое стакана перемешивают стеклянной палочкой и после растворения соли раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. Полученный раствор хранят в полиэтиленовой бутыли.

1 раствора содержит хлористого кальция.

4.3.2. Приготовление 0,001 М раствора хлористого кальция.

В мерную колбу вместимостью 100  приливают 1  основного стандартного раствора, отмеренного пипеткой вместимостью 1  и объем раствора доводят дистиллированной водой до метки.

1  раствора содержит хлористого кальция.

4.3.3. Приготовление буферного раствора

136,00 г трехводного уксуснокислого натрия взвешивают на технических весах с погрешностью не более 0,01 г. Навеску помещают в колбу вместимостью 1000 , растворяют в 100 - 150 дистиллированной воды и объем раствора доводят дистиллированной водой до метки.

4.3.4. Подготовка прибора к испытанию

Новый измерительный ионоселективный кальциевый электрод перед работой выдерживают в основном стандартном растворе не менее 24 ч. Перед началом работы ионоселективный электрод присоединяют к клемме прибора для измерения величины потенциала "Изм.", промывают дистиллированной водой, а остатки воды с электрода удаляют фильтровальной бумагой. В качестве электрода сравнения используют хлорсеребряный электрод.

По окончании работы ионоселективный электрод и наконечник электролитического ключа обмывают дистиллированной водой.

Между анализами ионоселективный кальциевый электрод хранят в стаканчике с 0,001 М раствором хлористого кальция.

4.3.5. Подготовка анионита - по ГОСТ 10896-78.

4.4. Проведение анализа

На характер градуировочного графика влияют ионная сила раствора и присутствующие в воде гидрокарбонат-ионы. Влияние ионной силы устраняют добавлением буферного раствора. Для устранения влияния гидрокарбонат-ионов анализируемую воду пропускают через колонку, наполненную ионообменной смолой марки АВ-17 в СI-форме. Первые 10 - 20  фильтрата для анализа не используют.

В мерный цилиндр с притертой пробкой вместимостью 50  отмеривают пипетками от 5 до 25  фильтрата для того, чтобы в отобранной пробе содержалось от 4 до 100 мг ионов кальция, пробу фильтрата разбавляют дистиллированной водой до 25  и добавляют 25  буферного раствора. Раствор перемешивают. Подготовленную пробу используют для трех параллельных измерений. Для этого в стаканчик вместимостью 50  отливают около одной трети полученного раствора, погружают в него ионоселективный кальциевый электрод и наконечник электролитического ключа. Потенциал электрода измеряют при помощи прибора для измерения величины потенциала. Показания прибора снимают через 30 с после погружения электрода.

4.4.1. Построение градуировочного графика

В мерные цилиндры с притертыми пробками вместимостью по 50  каждый вносят при помощи пипеток вместимостью 1, 5, 10, 15, 25  соответственно 1, 5, 10, 15, 25  основного стандартного раствора и доводят растворы до 25  дистиллированной водой. Полученные эталонные растворы содержат соответственно ионов кальция (4,0 ); (20,0 ); (40,0 ); (60,0 ); (100 ). Затем к эталонным растворам добавляют пипеткой вместимостью 25  по 25  буферного раствора. Растворы перемешивают и измеряют их потенциалы, как указано в п. 4.4. в порядке возрастания массовой концентрации ионов кальция в эталонных растворах.

На основании полученных данных строят градуировочный график зависимости потенциала электрода, mV, от массовой концентрации ионов кальция. Для его построения на миллиметровой бумаге на оси абсцисс откладывают отрицательные логарифмы значений массовых концентраций ионов кальция в эталонных растворах, выраженные в , а на оси ординат - величины измеренных потенциалов.

Логарифмы значений массовых концентраций ионов кальция, , приведены в таблице. Градуировочный график проверяют ежедневно.

4.5. Обработка результатов

Отрицательный логарифм значения массовой концентрации ионов кальция (рС) находят по градуировочному графику, используя среднее арифметическое значение трех параллельных измерений потенциала, проведенных из одной пробы. Массовую концентрацию ионов кальция (С) находят по таблице.

Соотношение между - IgC (рС) и массовой концентрацией ионов кальция (С)

- lg, С (рС)	С,	С,
2,60		100,5
2,61		98,2
2,62		96,0
2,63		93,8
2,64		91,6
2,65		89,6
2,66		87,5
2,67		85,5
2,68		83,6
2,69		81,7
2,70		79,8
2,75		72,0
2,80		64,0
2,85		56,0
2,90		52,0
2,95		44,0
3,00		40,0
3,05		36,0
3,10		32,0
3,15		28,0
3,20		25,2
3,25		22,4
3,30		20,0
3,35		18,0
3,40		16,0
3,45		14,0
3,50		12,8
3,55		11,2
3,60		10,0
3,65		8,8
3,70		8,0
3,75		7,2
3,80		6,4
3,85		5,6
3,90		5,2
3,95		4,4
4,00		4,0

При составлении таблицы использована зависимость

,

где С - массовая концентрация ионов кальция, ,

40 - ионов кальция,

рС - отрицательный логарифм массовой концентрации ионов кальция, выраженной в .

Если при подготовке пробы к анализу минеральную воду разбавляют дистиллированной водой, то содержание ионов кальция (), вычисляют по формуле

,

где - массовая концентрация ионов кальция в разбавленной пробе, ,

V - объем разбавленного раствора, ,

- объем минеральной воды, взятый на анализ, .

5. Атомно-абсорбционный метод определения ионов магния

5.1. Сущность метода

Метод основан на переводе части образца в атомный пар и измерении поглощения этим паром излучения, характеристического для атомов магния.

Метод позволяет определять от 0,5 до 10  ионов магния (после разведения) с относительной ошибкой 1 - 3%.

Метод применяется при возникновении разногласий в оценке качества.

5.2. Аппаратура, материалы и реактивы

Спектрофотометр абсорбционный с магниевой лампой с полым катодом.

Весы лабораторные аналитические.

Весы технические типа ВЛТ-200.

Шкаф сушильный лабораторный с терморегулятором.

Плитка электрическая по ГОСТ 306-76.

Печь муфельная.

Эксикатор по ГОСТ 25336-82.

Бумага фильтровальная беззольная по ГОСТ 12026-76 "Красная лента".

Колбы верные по ГОСТ 1770-74, вместимостью 25, 50, 100, 1000 .

Пипетки мерные по ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5, 10, 25, 50, 100,

Стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ 25336-82.

Стаканы лабораторные по ГОСТ 25336-82, вместимостью 50, 100, 2000 .

Посуда лабораторная фарфоровая по ГОСТ 9147-80.

Чашки выпарные по ГОСТ 9147-80.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Магний углекислый основной водный по ГОСТ 6419-78.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Лактан хлористый.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Бумага индикаторная универсальная.

Все реактивы должны быть квалификации ос.ч., х.ч. или ч.д.а.

5.3. Подготовка к анализу

5.3.1. Приготовление основного стандартного раствора хлористого магния.

Углекислый магний прокаливают в сушильном шкафу при температуре (1102)°С до постоянной массы 1,7500 г высушенного углекислого магния взвешивают на аналитических весах с погрешностью не более 0,0002 г. Навеску переносят в мерную колбу вместимостью 500 , приливают 15  концентрированной соляной кислоты (плотностью 1,19 ), перемешивают и после полного растворения соли разбавляют до метки дистиллированной водой.

1  раствора содержит 1 мг ионов магния.

5.3.2. Приготовление промежуточного стандартного раствора хлористого магния

В колбу с притертой пробкой вместимостью 500  отбирают при помощи пипетки вместимостью 25  25  основного стандартного раствора хлористого магния, приливают при помощи пипетки вместимостью 10  8,5  концентрированной соляной кислоты и объем раствора доводят до метки дистиллированной водой.

1  рабочего стандартного раствора содержит 50 мкг ионов магния.

5.3.3. Приготовление раствора хлористого лантана

Раствор готовят из оксида лантана (), полученного из любой соли лантана следующим образом: 100 г соли лантана (например хлористого лантана) взвешивают на технических весах с погрешностью не более 0,01 г, переносят в стакан вместимостью 2 , добавляют 50 концентрированной соляной кислоты и раствор нагревают почти до кипения. В горячий раствор приливают небольшими порциями концентрированный аммиак до рН 9, выдерживают на теплой электроплитке до коагуляции осадка и отфильтровывают гидроокись лантана через фильтр "Красная лента". Осадок промывают горячей водой, высушивают на воздухе, собирают с фильтра и прокаливают в фарфоровой чашке при 1000°С до постоянной массы.

58 г полученного гидроксида лантана переносят в мерную колбу вместимостью 1 , растворяют в 100  концентрированной соляной кислоты, и полученный раствор разбавляют дистиллированной водой до метки.

1  раствора содержит 50 мг ионов лантана.

5.3.4. Приготовление рабочих стандартных растворов хлористого магния

В колбы с притертыми пробками вместимостью 100  отмеряют при помощи пипеток вместимостью 1, 5, 10  соответственно по 0,00  - нулевой раствор; 0,50  - (раствор N 1); 1,00  - (раствор N 2); 2,00 - (раствор N 3); 4,00  - (раствор N 4); 6,00  - (раствор N 5); 8,00  - (раствор N 6) и 10,00  (раствор N 7) промежуточного стандартного раствора хлористого магния, приготовленного как указано в п. 5.3.2, вносят при помощи пипетки вместимостью 2  соответственно по 1,80; 1,80; 1,75; 1,70; 1,70; 1,65; 1,60  концентрированной соляной кислоты и затем вносят при помощи пипетки вместимостью 10  соответственно по 10  раствора хлористого лантана, приготовленного по п. 5.3.4, разбавляют растворы до меток дистиллированной водой, закрывают пробками и перемешивают.

Полученные рабочие стандартные растворы содержат в 1  ионов магния - раствор N 1 - 0,25 мкг; раствор N 2 - 0,50 мкг; раствор N 3 - 1,0 мкг; раствор N 4 - 2 мкг; раствор N 5 - 3 мкг; раствор N 6 - 4 мкг; раствор N 7 - 5 мкг.

5.3.5. Подготовка пробы

В 1  пробы должно содержаться не более 6 мкг магния.

В мерную колбу с притертой пробкой вместимостью 25  вносят при помощи пипетки вместимостью 1,0  2% по объему концентрированной соляной кислоты, вносят при помощи пипетки вместимостью 5  2,5  раствора хлористого лантана и аликвоту минеральной воды. Раствор в колбе доводят до метки дистиллированной водой, закрывают пробкой и перемешивают. Параллельно готовят холостой раствор.

5.3.6. Приготовление холостого раствора

В мерную колбу вместимостью 25  вносят при помощи пипетки вместимостью 1,0  2% по объему концентрированной соляной кислоты, при помощи пипетки вместимостью 5  вносят 2,5  раствора хлористого лантана и доводят раствор до метки дистиллированной водой. Колбу закрывают пробкой и содержимое ее перемешивают.

5.4. Проведение анализа

Определение магния проводят по резонансной линии 285,6 нм в воздушно-ацетиленовом пламени.

Проводят примерную оценку концентрации магния в растворе, сравнивая анализируемый раствор с одним из рабочих стандартных растворов, приготовленных по п. 5.3.4.

Из серии рабочих стандартных растворов, приготовленных по п. 5.3.4, выбирают три - четыре раствора, близких по концентрации к анализируемому, и нулевой раствор. Устанавливают чувствительность прибора, оптимальную для этих растворов.

Фотометрируют отобранную группу стандартных растворов, анализируемый и холостой растворы. Затем повторяют измерения в обратной последовательности. Вычисляют среднее арифметическое значение величины, регистрируемой прибором, для каждого рабочего стандартного, анализируемого и холостого растворов.

Градуировочный график строят по полученным данным для стандартных рабочих растворов, откладывая на оси ординат показания регистрирующего прибора, с вычетом показаний для нулевого раствора, а на оси абсцисс массовую концентрацию ионов магния в .

5.5. Обработка результатов

Массовую концентрацию магния (), вычисляют по формуле

,

где - массовая концентрация магния, найденная по градуировочному графику с учетом холостого раствора, ,

- объем, до которого разбавлена аликвота минеральной воды, ,

- объем минеральной воды, взятый для разбавления, .

За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 1 - 3% отн.

Разд. 4, 5. (Введены дополнительно, Изм. N 1).

_____________________________

* Переиздание сентябрь 1983 г. с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1983 г.; Пост. N 2001 от 21.04.83 (ИУС N 8 - 1983 г.)