Приложение 2. Методика ионометрического экспрессного определения нитратов в кормах растительного происхождения

Приложение 2

Методика
ионометрического экспрессного определения нитратов в кормах растительного происхождения

I. Сущность метода

Сущность метода заключается в извлечении нитратов из анализируемого материала раствором алюмокалиевых квасцов и последующим измерением концентрации нитратов с помощью ионоселективного электрода.

Метод применяют в случае, если содержание хлоридов в исследуемых продуктах не превышает содержания нитратов более, чем в 50 раз.

Предел определения нитратов в сухой пробе - 300 мг/кг; в пробе сырого материала - 24 мг/кг. Чувствительность метода составляет .

2. Отбор проб

2.1. Отбор проб - по ГОСТ 14396.0-80, ГОСТ 13586.3-83, ГОСТ 13979.0-68, ГОСТ 17681-82, ГОСТ 4808-75, ГОСТ 23637-79, ГОСТ 23638-79.

3. Аппаратура, материалы и реактивы

Для проведения анализа применяют:

иономер типа ЭВ-74, рН-метр, милливольтметр рН-340, рН-121 или аналогичный прибор с погрешностью измерения ();

ионоселективный нитратный электрод типа , ЭИМ-I, ЭИМ-II;

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

весы лабораторные общего назначения 3-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г по ГОСТ 24104-80;

весы лабораторные общего назначения 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104-80;

колбы мерные 2-го класса точности, исполнения 1 и 2, вместимостью 50 и по ГОСТ 1770-74, наливом;

шкаф сушильный лабораторный;

мельница электрическая лабораторная;

сито штампованное с круглыми отверстиями диаметром 1 мм;

гомогенизатор или ступка фарфоровая по ГОСТ 9147-80;

дозатор вместимостью или цилиндр вместимостью по ГОСТ 1770-74, с погрешностью дозирования не более ;

мешалку лабораторную электромеханическую;

встряхиватель или ротатор типа Р-120 или блок экстрагирования типа БЭ-1;

мезгообразователь,терка;

квасцы алюмокалиевые по ГОСТ 4329-77, ч.д.а.;

калий хлористый по ГОСТ 4234-77, х.ч.;

калий азотнокислый по ГОСТ 4217-77, х.ч.;

воду дистиллированную по ГОСТ 6709-72;

бумагу масштабно-координатную марки по ГОСТ 334-73.

Примечание. Допускается использовать мерную посуду и другие средства измерения, имеющие такие же или лучшие метрологические характеристики.

4. Подготовка к испытанию

4.1. Подготовка проб к испытанию.

4.1.1. Среднюю пробу испытуемого продукта с влажностью, позволяющей проводить размол и просеивание или пробу, высушенную в сушильном шкафу при температуре 60 - 65°С доя воздушно-сухого состояния, измельчают на лабораторной смельнице до полного прохода через сито с отверстием диаметром 1 мм. При получении остатка на сите, его измельчают ножницами, прибавляют к просеянной части и тщательно перемешивают.

Подготовленная проба должна быть не менее 50 г.

4.1.2. Среднюю пробу испытуемого продукта с влажностью, не позволяющей проводить размол, измельчают ножницами до размере частиц не более 1 см (травянистый материал), измельчают на терке, мезгообразователем (корне, -клубнеплоды и плоды других культур, используемые на корм). Массу продукта тщательно перемешивают.

4.2. Приготовление раствора алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1% (экстрагирующий раствор).

10 г - алюмокалиевых квасцов взвешивают с точностью до второго десятичного знака, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 , растворяют дистиллированной водой и доводят объем раствора до метки.

Раствор хранят в склянке с притертой пробкой не более 1 года.

При появлении мути или осадка раствор заменяют свежеприготовленным.

4.3. Приготовление основного раствора азотнокислого калия концентрации (с.

10.11 г азотнокислого калия, высушенного до постоянной массы при температуре 100 - 105°С, взвешивают с точностью до третьего десятичного знака, растворяют в растворе алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1% в мерной колбе вместимостью 1000 долей 1% в мерной колбе вместимостью 1000 и доводят объем до метки.

Раствор хранят в склянке с притертой пробкой не более 1 года. При появлении мути или осадка раствор заменяют свежеприготовленным.

4.4. Приготовление растворов сравнения азотнокислого калия.

Растворы сравнения азотнокислого калия готовят из основного раствора азотнокислого калия в день проведения анализа, используя для разбавления тот же раствор алюмокалиевых квасцов, который применяется для анализа.

4.4.1. Раствор сравнения азотнокислого калия с () готовят следующим образом: раствор азотнокислого калия концентрации С разбавляют в 10 раз раствором алюмокалиевых квасцов и получают раствор концентрации с ()

4.4.2. Разбавлением полученного раствора по п. 4.4.1 в 10 раз раствором алюмокалиевых квасцов получают раствор сравнения азотнокислого калия концентрации с ().

4.4.3. Затем последующим разбавлением раствора, приготовленного по п. 4.4.2, в 10 раз раствором алюминиевых квасцов получают раствор сравнения концентрации ().

Полученные растворы сравнения используют для градуирования, иономера, проверки электродов и построения градуировочного графика. Концентрация иона нитрата в растворах сравнения азотнокислого калия соответственно равна 2, 3 и 4 единицам .

4.5. Подготовка мембранного ионоселективного нитратного электрода и хлорсеребряного электрода сравнения к работе.

Мембранный ионоселективный нитратный электрод и хлорсеребряный электрод сравнения готовят к работе в соответствии с инструкциями, прилагаемыми к электродам.

В промежутках между проведением испытаний мембранный ионоселективный нитратный электрод хранят в растворе азотнокислого калия концентрации с . При длительных перерывах между испытаниями (более 5 дней) электрод хранят на воздухе.

Хлорсеребряный электрод сравнения хранят в дистиллированной воде. Первичная и периодическая проверка электрода проводится по ГОСТ 8.149-72.

5. Проведение испытаний.

5.1. 1 г испытуемого продукта, подготовленного по п. 4.1.1, взвешивают с точностью до второго десятичного знака, помещают в технологическую емкость, вместимостью 100 или 200 , приливают 50 раствора алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1% (отношение массы пробы к объему раствора 1:50) закрывают пробкой или крышкой и взбалтывают на встряхивателе или ротаторе в течение 3 мин. В полученной суспензии измеряют концентрацию иона нитрата.

5.2. 12,5 г испытуемого продукта, подготовленного по п. 4.1.2, взвешивают с точностью до первого десятичного знака, помещают в стакан гомогенизатора, приливают 50 раствора алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1% и гомогенизируют в течение 1 мин при частоте вращения 6000 . Отношение массы пробы и объема раствора 1:4. При отсутствии гомогенизатора 12,5 г мезги или пасты корне-клубнеплодов помещают в технологические емкости и перемешивают содержимое в течение 3 мин, используя ротатор, взбалтыватель или электромеханическую мешалку. При анализе травянистых и других кормов, содержащих твердые ткани, при отсутствии гомогенизатора, пробу массой 12 г растирают в ступке с прокаленным песком или битым стеклом до однородной массы, переносят в технологическую емкость вместимостью 100 - 200 с помощью 50 1%-ного раствора алюмокалиевых квасцов, а затем перемешивают в течение 3 мин. В полученной суспензии измеряют концентрацию нитрата.

При определении нитратов в культурах семейства крестоцветных при в исследуемых суспензиях менее 2,5 единиц требуется разбавление в 20 раз, а при - более 2,5 до 3,0 - в 10 раз, для этого суспензию фильтруют через бумажный фильтр, отбирают пробу фильтрата 2 и пр и прибавляют к ней 38 алюмокалиевых квасцов и 4 и 36 соответственно при 10-ти кратном разбавлении. В разбавленном фильтрате измеряют концентрацию нитрата.

5.3. Измерение концентрации иона-нитрата

Измерение концентрации иона-нитрата проводят непосредственно в логарифмических единицах (), замеряя его концентрацию на отградуированном монометре или путем определения на градуированном графике, построенному по результатам измерения ЭДС электродной пары растворов сравнения азотнокислого калия с различной концентрацией и соответственно со значениями .

5.3.1. Измерение концентрации иона нитрата с в единицах по шкале прибора.

При измерении концентрации иона нитрата непосредственно в единицах ежедневно проводят градуировку ионометра, настраивая прибор в режиме "РХ" по растворам сравнения. После включения прибора при работе с электродами и ЗИМ-1 нажимая клавишу - 1+4, при работе с электродами ЗИМ-1 нажимая клавишу "Анионы/катионы" и диапазон ().

Подготовленный к работе ионоселективный, нитратный, предварительно выдержанный в дистиллированной воде в течение 10 мин и хлорсеребряный электроды ополаскивают дистиллированной водой, промокают фильтровальной бумагой и погружают в раствор сравнения азотнокислого калия с концентрацией . Переключатель термокомпенсации иономера должен находиться при этом в положении "РУЧН", а ручки "ТЕМПЕРАТУРА РАСТВОРА" и "рХИ" должны быть повернуты в крайнее левое положение. При замере активности азотнокислого калия нажимают клавишу "рХ", при отключении цепи - клавишу "". Ручкой "КАЛИБРОВКА", устанавливают стрелку прибора на значение, равное 4 (по средней шкале прибора). Затем убирают раствор сравнения концентрации , ополаскивают электроды дистиллированной водой, промокают их фильтровальной бумагой, чтобы убрать капли воды и погружают электроды в раствор сравнения концентрации . С помощью ручки "КРУТИЗНА" устанавливают стрелку прибора на значение, равное 2 (средней шкалы прибора). Если ручки "КРУТИЗНА" не хватает, то используют ручку "ТЕМПЕРАТУРА РАСТВОРА". Затем повторяют настройку прибора по раствору сравнения с концентрацией азотнокислого калия ( и до тех пор, пока стрелка прибора не будет показывать требуемые значения. Перед каждой проверкой настройки ионометра электроды сравнения выдерживают в растворе концентрации 3-4 мин и каждый раз измерение проводят в свежей порции раствора сравнения. При переносе электродов из одного раствора сравнения в другой их тщательно ополаскивают дистиллированной водой и сушат фильтровальной бумагой. Окончательно градуировку прибора проверяют по раствору сравнения с концентрацией азотнокислого калия . Отклонение от контрольного значения раствора не должно превышать 0,04 .

При работе с приборами, имеющими соответствующие преобразователи величины в значения концентрации иона нитрата, настройку прибора проводят непосредственно в единицах массовой доли нитрата в миллионах доля (мг/кг) по растворам сравнения и для контроля.

Значения, соответствующие массовой доли иона нитрата растворов сравнения с данными значениями берут из вспомогательных таблиц приложения 1 и 2 в зависимости от отношения пробы к экстрагирующему раствору. Отклонения значений массовой доли иона нитрата от номинальных значений соответствующих растворов при настройке не должны превышать 4%.

После градуировки прибора электроды тщательно ополаскивают дистиллированной водой, промокают фильтрованной бумагой и погружают в испытуемые пробы.

Показания прибора считывают не ранее, чем через 1 мин, после прекращения заметного дрейфа показаний прибора. При переходе от одной пробы к другой электроды ополаскивают дистиллированной водой и промокают фильтровальной бумагой. Температура анализируемых проб и растворов сравнения не должна различаться более, чем на 1°С. Настройку прибора проверяют по растворам сравнения не менее 3 раз в течение рабочего дня, использую свежие порции растворов сравнения.

5.3.2. Измерение концентрации иона нитрата с использованием градуировочного графика.

Для определения концентрации иона нитрата строят градуировочный график, снимая показания ЭДС электродной пары растворов сравнения в "МВ". Нитратный ионоселективный электрод (для любых милливольтметров) подключают к гнезду "ИЗМ" , а хлорсеребряный электрод - к гнезду "ВСП". Тумблер "род работ" ставят в положение "МВ" и приводят измерение ЭДС электродной пары.

ЭДС электродной пары измеряют в порядке возрастания концентрации азотнокислого калия, начиная с С () и кончая раствором, соответствующим значению .

Градуировочный график строят на миллиметровой бумаге, откладывая на оси абсцисс величины , соответствующие молярным концентрациям растворов сравнения азотнокислого калия, начиная с () и кончая раствором, соответствующим значению . Градуировочный график строят на миллиметровой бумаге, откладывая на оси абсцисс величины , соответствующие молярным концентрациям растворов сравнения азотнокислого калия (см. табл. 1), а на оси ординат - полученные значения ЭДС в милливольтах.

Таблица 1.

Концентрация растворов сравнения азотнокислого калия ( )	Величина
	1
-"- =0,01	2
-"- =0,001	3
-"- =0,0001	4

Перед погружением электродов в исследуемые растворы их перемешивают; показания прибора снимают через 1 мин после погружения электродов в раствор.

Электрод имеет линейную функцию в диапазоне 1,0 - 4,0 единиц с наклоном "МВ" на единицу . Если характеристика электрода отличается от заданной, электрод находится в нерабочем состоянии и требует замены.

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

Величину в испытуемых пробах находят по градуировочному графику. Температура раствора сравнения и испытуемых проб не должна отличаться больше чем на 1°С.

6. Обработка результатов

Массовую долю нитратов в анализируемых пробах в миллионных долях мг/кг находят по величине с помощью таблиц, приведенных в приложениях 1 и 2. При определении нитратов в культурах семейства крестоцветных результаты увеличивают соответственно величине разбавления.

За окончательный результат анализа принимается значение единичного определения.

Допустимые относительные отклонения от среднего арифметического результатов повторных анализов при выборочном статистическом контроле при двусторонней доверительной вероятности Р=0,95 составляют 12%.

Таблица 1

Вспомогательная таблица для пересчета в массовую долю нитратов в испытуемом материале.(соотношение массы пробы и объема экстрагирующего раствора 1:50)

	Массовая доля нитрата, (мг/кг)
	Сотые доли
	0,00	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09
2,0	30900	30200	29510	28840	28180	27540	26920	26300	25700	2520
2,1	24550	23990	23440	22910	22390	21680	21380	20390	20420	19950
2,2	19500	19050	18620	18200	17780	17380	16980	16600	16220	10860
2,3	15490	15140	14790	14450	14130	13800	13490	13180	13680	12590
2,4	12300	12020	11750	11480	11220	10980	10720	10470	10230	10000
2,5	9772	9530	99333	9120	8913	8710	8311	8318	8128	7943
2,6	7762	7586	7413	7244	7079	6918	6761	6607	6457	6310
2,7	6166	6020	5886	5754	3623	5495	5370	5248	5126	5012
2,8	4890	1786	4677	4571	4467	4365	4266	4169	4074	3981
2,9	3890	3602	3713	3631	3546	3467	3388	3311	3236	3162
3,0	3090	3020	2951	2884	2816	2754	2692	2630	2570	2512
3,1	2455	2399	2344	2291	2239	2188	2138	2039	2048	1995
3,2	1950	1905	1802	1820	1778	1738	1698	1660	1622	1585
3,3	1549	1314	1479	1445	1413	1380	1349	1318	1288	1259
3,4	1230	1202	1175	1746	1122	1096	1072	1047	1023	1000
3,5	977	955	933	912	891	871	851	832	613	794
3,6	776	759	741	724	708	692	676	661	646	631
3,7	617	603	589	575	562	549	537	525	513	501
3,8	490	470	468	457	447	437	427	417	407	396
3,9	389	380	371	363	355	347	339	331	324	316
4,0	309	302	295	288	282	275	269	263	257	251

Таблица 2

Вспомогательная таблица для пересчета в массовую долю нитратов в испытуемом материале.(соотношение массы пробы и объема экстрагирующего раствора 1:4)

	Массовая доля нитрата, (мг/кг)
	Сотые доли
	0,00	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09
1,5	7762	7586	7413	7244	7079	6918	6761	6607	6457	6310
1,6	6166	6026	5886	5754	5623	5495	5370	5248	5129	5012
1,7	4898	4788	4677	4571	4467	4365	4266	4169	4074	3931
1,8	3890	3802	3715	3631	3548	3467	3388	3311	3236	3162
1,9	3090	3020	2951	2884	2818	2754	2692	2630	2570	2512
2,0	2455	2399	2344	2291	2239	2188	2138	2089	2042	1995
2,1	1950	1905	1862	1820	1778	1738	1698	1660	1622	1585
2,2	1549	1514	1479	1445	1413	1380	1349	1316	1288	1259
2,3	1230	1202	2175	1148	1122	1096	1072	1047	1023	1000
2,4	977	955	933	912	891	871	851	832	813	794
2,5	776	759	741	724	708	692	676	661	646	631
2,6	617	603	589	575	562	550	537	525	513	501
2,7	490	479	468	457	447	437	427	417	407	396
2,8	389	380	372	363	355	347	339	331	324	316
2,9	309	302	295	288	282	275	269	263	257	251
3,0	246	240	234	229	224	219	214	209	204	200
3,1	195	191	186	183	178	174	170	166	162	150
3,2	155	151	148	145	141	138	135	132	129	126
3,3	123	120	118	115	112	110	107	105	102	100
3,4	97,7	95,5	93,3	91,2	89,1	87,1	85,1	83,2	81,3	79,4
3,5	77,6	75,9	74,1	72,4	70,8	69,2	67,6	66,1	64,6	63,1
3,6	61,7	60,3	58,9	67,5	56,2	54,9	53,7	52,5	51,3	50,1
3,7	49,0	47,9	46,8	45,7	44,7	43,6	42,7	41,7	40,7	39,8
3,8	38,9	38,0	37,1	36,3	35,5	34,7	33,9	33,1	32,4	31,6
3,9	30,9	30,2	29,5	28,8	28,2	27,5	26,9	26,3	25,7	25,1
4,0	24,5	24,0	23,4	22,9	22,4	21,9	21,4	20,9	20,4	19,9