Приложение I (обязательное). Определение массовой концентрации микроэлементов (AI, Са, Сr, Сu, Fe, К, Mg, Na, Ni, Zn) методом оптико-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES)

Приложение I
(обязательное)

Определение массовой концентрации микроэлементов (AI, Са, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Na, Ni, Zn) методом оптико-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES)

I.1 Общие положения

Настоящее приложение устанавливает методику определения массовой концентрации алюминия, кальция, хрома, меди, железа, калия, магния, натрия, никеля и цинка в AUS 32.

I.2 Основные принципы

Массовую концентрацию микроэлементов определяют при помощи оптико-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES). Данный метод требует построения градуировочного графика для каждого элемента.

Могут быть применены две разные аналитические методики подготовки пробы:

a) высушивание и прокаливание (озоление) раствора карбамида (при помощи нагревательной плиты или микроволновой муфельной печи). Методика требует больше времени, но является более чувствительной;

b) непосредственное определение, включающее разбавление в соотношении 1:5 водой (основная методика).

I.3 Оборудование

I.3.1 Оборудование для методики прокаливания

I.3.1.1 Мерная колба объемом 100 , класс А или В

Можно использовать пластиковые мерные колбы или мерные колбы из кварцевого стекла. Не следует использовать колбы из боросиликатного стекла.

I.3.1.2 Муфельная печь

Предпочтительно, чтобы муфельная печь имела возможность программирования изменения температуры, а также была оборудована отводом газов.

I.3.1.3 Горелка Бюнзена (при применении)

Осторожно! В случае чрезмерного прокаливания щелочные элементы испаряются.

I.3.1.4 Нагревательная плита с достигаемой температурой поверхности 500°С

В другом случае может быть использована микроволновая муфельная печь с отводом газов и поддоном для пробы из кварцевого стекла.

I.3.1.5 Аналитические весы с ценой деления 0,1 г или менее.

I.3.1.6 Чаши из кварцевого стекла номинальным объемом 100 

Не следует использовать платиновые чаши, т.к. это приведет к заниженным результатам.

I.3.2 Оборудование для непосредственного определения

I.3.2.1 Мерная колба объемом 100 , класс А или В

Можно использовать пластиковые мерные колбы или мерные колбы из кварцевого стекла. Не следует использовать колбы из боросиликатного стекла.

I.3.2.2 Пипетки фиксированного объема: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 10  или регулируемые штемпель-пипетки.

Пипетки должны быть градуированы.

I.3.3 Измерительное оборудование ICP-OES

Должна использоваться система распыления, которая может переводить в аэрозоль даже растворы с большим содержанием солей (перекрестные потоки, клиновидные потоки (V-groove) или схожие). Рекомендуется увлажнение газа - носителя плазмы (аргона).

Если используют автоматический отбор пробы, сосуды, игла и питающие шланги, ведущие к спектрофотометру, должны быть изготовлены из полимерных материалов (HDPE, РР, PTFE и т.д.). Не следует использовать боросиликатное стекло.

I.4 Реактивы

I.4.1 Общие принципы

Если иное не указано, следует использовать реактивы не менее чем ч.д.а. и дистиллированную/деионизированную воду (удельная электропроводность меньше 0,5 мСм/м, соответствующая степени чистоты 3 по ИСО 3696).

Все методики следует использовать с кислотой только одного типа.

I.4.2 Реактивы для методики прокаливания:

- азотная кислота концентрации не менее 65%, в другом случае - соляная кислота концентрации не более 37%;

- стандартные растворы для ICP, 1,000  на каждый элемент.

Можно использовать доступные на рынке аттестованные стандартные растворы для ICP.

I.4.3 Реактивы для непосредственного определения:

- 32,5%-ный раствор карбамида, приготовленный из карбамида для биологических целей и воды, в соответствии с требуемыми массами обоих компонентов;

- азотная кислота концентрацией не менее 65%, в другом случае - соляная кислота концентрацией не более 37%;

- стандартные растворы для ICP, 1,000  на каждый элемент. Могут быть использованы доступные на рынке аттестованные стандартные растворы для ICP;

- многоэлементный стандартный раствор 10  на каждый элемент: пипеткой отбирают 1000 мкл от каждого стандартного раствора для ICP в мерную колбу объемом 100 .

Доводят раствор в колбе до метки водой и взбалтывают. Каждый рабочий день следует готовить свежий раствор.

I.5 Проведение испытания

I.5.1 Влияющие факторы

Из-за разбрызгивания материала пробы при прокаливании или из-за чрезмерной температуры при подготовке к прокаливанию на горелке Бюнзена или в муфельной печи (в особенности в случае Na и K) можно получить заниженные результаты; из-за внесения дополнительных минеральных компонентов (например, внесения изоляционных материалов печи) можно получить завышенные результаты. Следует принимать соответствующие меры для предотвращения таких ошибок.

Методика прокаливания: элемент Р не может быть определен, т.к. при прокаливании образуются полифосфаты, которые впоследствии не растворяются.

При непосредственном определении на определение некоторых элементов может быть оказано влияние из-за матрицы, содержащей углерод. Воздействие может также иметь место из-за используемой системы атомизации пробы. При непосредственном определении в случае проблем, связанных с оборудованием, проба должна быть подготовлена в соответствии с I.2, перечисление b).

Остаточное количество определяемых элементов может присутствовать на внутренней поверхности пластиковых сосудов (бутылки для проб, мерные колбы и т.д.); следовательно, всегда перед применением внутреннюю поверхность следует очищать кислотой (HCI, ).

I.5.2 Подготовка пробы

I.5.2.1 Подготовка пробы для методики прокаливания

В кварцевой чаше взвешивают 100 г пробы с точностью до 0,1 г. Медленно выпаривают раствор на нагревательной плите до высыхания. Как только проба становится настолько сухой, что ее невозможно разбрызнуть, испаряют пробу в муфельной печи, постепенно нагревая в течение 2 ч, начиная с температуры 350°С до 700°С, до полного испарения пробы. Держат температуру 700°С не менее 30 мин.

В случае отсутствия муфельной печи с контролем температуры и отводом газа пробу сильно выпаривают на открытом пламени (в вытяжном шкафу) и только затем выдерживают при 700°С в муфельной печи.

В случае если для прокаливания используют микроволновую муфельную печь, используют следующую последовательность температур:

1) начинают при комнатной температуре;

2) увеличивают до 200°С за 30 мин;

3) держат температуру 200°С в течение 10 мин;

4) увеличивают до 700°С за 120 мин;

5) держат температуру 700°С не менее 30 мин.

Дают пробе остыть до комнатной температуры и при нагревании извлекают осадок с помощью 5  азотной кислоты (или соляной кислоты) и примерно 20  воды. Полностью переносят раствор в мерную колбу вместимостью 100 . Дают колбе остыть до комнатной температуры, доводят до метки водой и перемешивают.

I.5.2.2 Подготовка пробы при непосредственном определении

При использовании подходящего распылителя и спектрометра с достаточно низкими пределами обнаружения для отдельных элементов подготовку пробы проводят следующим образом:

- взвешивают в мерной колбе 20 г пробы с точностью 0,01 г;

- добавляют в следующей последовательности: около 50  воды и 5  азотной кислоты (соляной кислоты);

- затем заполняют мерную колбу водой и перемешивают р