Капиллярный электрофорез метод определения катионов

Актуальным внастоящее время является анализ сложных объектов окружающей среды: смесей органических веществ, втом числе биологического происхождения. Традиционными методами анализа ионного состава растворов являются титриметрия, фотометрия, ионная хроматография. Внастоящее время для анализа объектов окружающей среды широкое применение получил новый экспрессный, простой инадежный метод– капиллярный электрофорез (далее КЭ). По сравнению сметодами ионной хроматографии, потенциометрии или титрования, метод капиллярного электрофореза показал свою высокую эффективность при определении ионного состава питьевых, природных источных вод. В2011 г. ГК «ЛЮМЭКС» (г. Санкт-Петербург) впрактику химического анализа введено определение ионного состава водных вытяжек почв игрунтов, пока еще не получившее широкого применения впочвенно-геохимических иагрохимических исследованиях.

Целью работы является внедрение методики определения водорастворимых форм катионов ианионов впочвах игрунтах, исравнение полученных результатов водных вытяжек почв двумя методами: титриметрии иКЭ.

Материалы иметоды исследования

В2012 году влаборатории физико-химических методов анализа НИИПЭС СВФУ им. М.К. Аммосова (аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.517741) были проведены методические работы по внедрению методики М03-08-2011 «Определение массовой доли водорастворимых форм катионов аммония, калия, натрия, магния, кальция впочвах, грунтах ( втом числе тепличных), глинах, торфе, осадках сточных вод, активном иле идонных отложениях» иПНД Ф16.1:2:2.3:2.2.69-10 «Определение массовой доли водорастворимых форм неорганических иорганических анионов впочвах, грунтах ( втом числе тепличных), глинах, торфе, осадках сточных вод, активном иле идонных отложениях».Всего было проанализировано 22 пробы почв со сложным вещественным составом:

10 образцов свысоким содержанием органического вещества,

12 проб сразличным содержанием карбонатов.

Все пробы проанализированы втрех кратной повторности методом капиллярного электрофореза на «Капель–105М ЛЮМЭКС» итрадиционными вагрохимии методами: ГОСТ 26424-85 «Метод определения ионов карбоната ибикарбоната вводной вытяжке», ГОСТ 26425-85 « Методы определения иона хлорида вводной вытяжке», ГОСТ 26426-85 «Методы определения иона сульфата вводной вытяжке», ГОСТ 26427-85 «Метод определения натрия икалия вводной вытяжке», ГОСТ 26428-85 « Методы определения кальция имагния вводной вытяжке».

Для контроля правильности двумя выше названными методами проанализирован стандартный образец (СО) состава засоленной почвы САЗП-98 ОСО № 39804 (ГНУ Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Агрохимии имени Д.Н. Прянишникова.) СО предназначен для контроля погрешностей методик выполнения измерений, применяемых при определении состава почв, для контроля метрологических характеристик при проведении средств измерений.

Результаты исследования иих обсуждение

Капиллярный электрофорез– это новый высокоэффективный метод разделения ианализа компонентов сложных смесей. Воснове капиллярного электрофореза лежат электрокинетические явления– электромиграция ионов идругих заряженных частиц иэлектроосмос. При анализе методом КЭ пробу небольшого объема вводят вкварцевый капилляр, заполненный электролитом. Ккапилляру прикладывают напряжение от 10 до 30 кВ. Под действием электрического поля компоненты пробы начинают двигаться сразной скоростью, зависящей от их структуры, заряда имолекулярной массы, и, соответственно вразное время достигают детектора. Полученный изаписанный сигнал представляет собой последовательность пиков по которым, как ив хроматограмме, можно идентифицировать иколичественно определить конкретное соединение (рисунок).

10мМ хроматный буфер 30мМ диэтаноламин 3 мМ ЦТАОН

Суглинистая почва (5 г.) Экстрагент- дистиллированная вода (25 мл)

источник

Капиллярный электрофорез

Цель работы

Изучение возможностей метода капиллярного электрофореза при определении неорганических анионов в водопроводной воде.

Основные сведения о методе капиллярного электрофореза

Метод капиллярного электрофореза основан на разделении заряженных компонентов сложной смеси в кварцевом капилляре под действием приложенного электрического поля. Микрообъем анализируемого раствора (

2 нл) вводят в кварцевый капилляр, предварительно заполненный подходящим буфером — электролитом. После подачи высокого напряжения (до 30 кВ) к концам капилляра компоненты смеси начинают двигаться с разной скоростью, зависящей, в первую очередь, от заряда и массы (точнее, величины ионного радиуса) и, соответственно, в разное время достигают зоны детектирования. Полученная последовательность пиков называется электрофореграммой; качественной характеристикой вещества является время миграции, а количественной — высота или площадь пика, пропорциональная концентрации вещества.

Для того чтобы получить более подробное представление о методе, необходимо рассмотреть ряд процессов, происходящих в капилляре, заполненном электролитом и помещенном в продольное электрическое поле.

Находящиеся на поверхности плавленного кварца силоксановые группы при контакте с водой или водными растворами гидролизуются с образованием удвоенного количества силанольных групп, которые затем гидратируются.

Скорость и степень гидролиза зависят от температуры и pH водных растворов и, в меньшей степени, от концентрации солевого фона раствора. В водном растворе силанольные группы способны к кислотной диссоциации. Константа первой ступени имеет величину К_а1 = 2,5×10 3 . Это означает, что при pH водного раствора больше 2,5 поверхность кварца приобретает некоторый отрицательный заряд, который возрастает при увеличении pH раствора. Наоборот, при pH

2 и меньше диссоциация сила- нольных групп практически полностью подавлена, и поверхность кварца становится нейтральной.

Диссоциация силанольных групп вызывает на границе раздела кварц—водный раствор электролита образование двойного электрического слоя (ДЭС), рис. 1. Первую его обкладку составляют неподвижные отрицательно заряженные силанольные группы. Вторую обкладку двойного слоя составляют положительно заряженные катионы, существующие в растворе. Диэлектриком, разделяющим обкладки этого конденсатора, являются молекулы воды, гидратирующие как силанольные группы, так и катионы.

Положительная часть ДЭС, в свою очередь, делится на две части: первую (или неподвижную), непосредственно примыкающую к поверхности кварца, и вторую (или диффузную), располагающуюся на некотором удалении от поверхности. В неподвижной части количество положительных зарядов меньше, чем отрицательных зарядов на поверхности кварца из-за увеличения размеров катионов вследствие гидратации. В результате в диффузной части ДЭС образуется некоторая избыточная концентрация катионов. Между этими двумя слоями проходит т. н. граница скольжения — при наложении вдоль капилляра электрического поля неподвижная часть остается на месте, в то время как диффузная часть начинает мигрировать к катоду, увлекая за собой в силу межмолекулярного сцепления всю массу жидкости в капилляре. Возникает электроосмотический поток (ЭОП), который осуществляет пассивный перенос раствора внутри капилляра. Скорость ЭОП в сильной степени зависит от pH раствора: в сильнокислых растворах ЭОП отсутствует, в слабокислых — его скорость незначительна, а при переходе в нейтральную и щелочную область pH скорость ЭОП возрастает до максимально возможной. С другой стороны, эта величина зависит от концентрации электролита в ведущем буфере: чем она больше, тем выше становится доля катионов в неподвижной части ДЭС, а толщина диффузной части уменьшается и, соответственно, уменьшается скорость электроосмотического потока.

Рис. 1. Строение двойного электрического слоя.

В приборах для капиллярного электрофореза капилляр, заполненный раствором электролита, своими концами опущен в два содержащих тот же электролит сосуда, в которые введены электроды. Электролит должен обладать буферными свойствами, чтобы, с одной стороны, воспрепятствовать изменению состава раствора в приэлектродных пространствах, а с другой — стабилизировать состояние компонентов пробы в процессе анализа. При подаче на электроды высокого напряжения в капилляре быстро устанавливается стационарное состояние: через капилляр протекает постоянный электроосмотический поток, на который накладывается взаимно противоположная электромиграция катионов и анионов.

Если в капилляр со стороны анода ввести небольшой объем раствора пробы, то ЭОП будет переносить эту зону к катоду (в область детектирования), и зона некоторое время сможет находиться в капилляре под воздействием электрического поля высокого напряжения. В течение этого времени заряженные компоненты пробы будут перемещаться в соответствии с их электрофоретическими подвижностями.

Катионные компоненты пробы, двигаясь к катоду, будут обгонять электроосмотический поток (рис. 2). Скорость их движения складывается из скорости ЭОП и скорости электромиграции, поэтому на выходе капилляра катионы появляются первыми и тем раньше, чем больше их электрофоретическая подвижность.

Нейтральные компоненты пробы способны перемещаться только под действием электроосмотического потока, тогда как анионные будут перемещаться к аноду со скоростями меньшими, чем скорость ЭОП. Медленно мигрирующие анионы появятся на выходе после ЭОП, а те, чья скорость электромиграции по абсолютной величине превышает скорость ЭОП, будут выходить из капилляра в прианодное пространство.

Рис. 2. Электрофоретическая миграция ионов в присутствии электроосмотического потока.

Если время нахождения пробы в капилляре (которое можно регулировать изменением напряжения, величины pH и концентрации ведущего электролита) достаточно, чтобы проявились различия в подвижности ионов, то на выходе капилляра вблизи катода можно наблюдать зоны раствора, в которых находятся индивидуальные компоненты пробы.

Ведущий электролит (его называют также рабочим буферным раствором) должен иметь такую концентрацию, при которой электрическое сопротивление раствора в капилляре будет достаточно велико. Это требование связано с тем, что при прохождении электрического тока в проводнике выделяется тепло. Если ток достаточно велик, то жидкость в капилляре может даже закипеть.

Основные варианты капиллярного электрофореза

Наиболее распространенными вариантами метода капиллярного электрофореза являются капиллярный зонный электрофорез и мицеллярная электрокинетическая хроматография.

Самым простым вариантом КЭ является капиллярный зонный электрофорез (КЗЭ). Компоненты сложной смеси движутся в среде электролита с разными скоростями, образуя дискретные зоны. Отличительная особенность КЗЭ состоит в том, что он пригоден для разделения только ионогенных компонентов пробы, тогда как нейтральные соединения, не обладающие собственной электрофоретической подвижностью, движутся со скоростью ЭОП и выходят в зоне нейтральных компонентов, зоне маркера ЭОП.

В приборах капиллярного электрофореза, в которых используется кварцевый капилляр, полярность входного конца чаще всего положительная (анод), и ЭОП переносит зону пробы к катоду. Вблизи катодного выхода установлен детектор. При этих условиях катионные компоненты пробы, тоже мигрируя к катоду, обгоняют ЭОП и первыми достигают детектора в виде отдельных зон, которые на электрофореграмме регистрируются индивидуальными пиками. Через некоторое время детектора достигает и зона исходного раствора, в которой остались нейтральные компоненты пробы. В зависимости от того, поглощают они или нет, на электрофореграмме регистрируется прямой (в некоторых случаях обратный) пик, который часто называют системным. Иногда для идентификации системного пика в пробу добавляют специальные вещества — маркеры ЭОП, например, бензиловый спирт. Что касается анионных компонентов пробы, то их поведение зависит от соотношения скоростей ЭОП и электромиграции анионов. Если скорость миграции аниона превышает скорость ЭОП, то такой анион рано или поздно выйдет из капилляра в прианодное пространство (это нежелательно, т. к. некоторые анионы, например хлорид, попадая в рабочий буферный раствор, будут, разряжаясь на аноде, вызывать коррозию платинового электрода). Если же скорость электромиграции аниона меньше скорости ЭОП, то такой анион может быть зарегистрирован на той же электрофореграмме после выхода системного пика. В этом варианте КЗЭ с положительной полярностью могут определяться катионные компоненты проб и большинство органических анионов.

Чтобы методом КЗЭ можно было определять анионные компоненты проб (в основном, неорганического происхождения) необходимо изменить полярность прикладываемого напряжения. Однако в этом случае изменится не только направление миграции анионов, но также направление ЭОП. Для преодоления этого противоречия необходимо модифицировать поверхность кварцевого капилляра так, чтобы знаки зарядов двойного электрического слоя поменялись на обратные. Это достигается введением в рабочий буферный раствор катионного поверхностно-активного вещества, например, бромида цетилтриметиламмония (ЦТАБ). Катион ЦТА + активно сорбируется на кварцевой поверхности, занимая при достаточной его концентрации все вакансии в ближайшем к поверхности слое. Поверхность как бы «ощетинивается» длинными цетильными (С₁₆Н₃₃—) цепочками. Ставшая гидрофобной поверхность при дальнейшей промывке рабочим буферным раствором сорбирует еще один слой поверхностно-активного катиона, ориентированного аммонийным концом наружу (сорбция «щетка в щетку»). В результате первый слой двойного электрического слоя становится положительным, а второй, в том числе и диффузная его часть, — отрицательным, и ЭОП снова движется от входного конца к детектору, несколько отставая от мигрирующих быстрее анионов.

Основным достоинством КЗЭ является высокая эффективность (сотни тысяч теоретических тарелок), при этом селективность, определяемая механизмом разделения внутри одной фазы, в КЗЭ недостаточна. Повышение селективности может быть достигнуто за счет изменения pH ведущего электролита, введения в состав буфера различных добавок: поверхностно-активных веществ, макроциклов, органических растворителей и т. д.

Мицеллярная электрокинетическая хроматография объединяет электрофорез и хроматографию. МЭКХ получила наиболее широкое распространение среди других вариантов капиллярного электрофореза, в первую очередь, за счет способности разделять как ионогенные, так и незаряженные компоненты пробы. Разделение нейтральных соединений стало возможным благодаря введению в состав ведущего электролита поверхностно-активных веществ (ПАВ) — мицеллообразователей. Чаще всего используют анионные ПАВ (например, додецилсульфат натрия — ДДСН, англ. SDS) в концентрациях, превышающих критическую концентрацию мицеллообразования (ККМ), которая, например, для ДДСН в водном растворе составляет 8 мМ. В этом случае в растворе электролита находятся преимущественно мицеллы и небольшая доля мономерной формы ПАВ. Мономеры состоят из гидрофобного «хвоста» и гидрофильной (в случае анионного по- верхностно-активного вещества отрицательно заряженной) «головы». При формировании прямых мицелл мономерные фрагменты агрегируются неполярными концами внутрь, а внешняя сферическая поверхность мицеллы становится отрицательно заряженной. Каждая мицелла окружена собственным двойным электрическим слоем, внешнюю диффузную часть которого формируют катионы, присутствующие в растворе ведущего электролита. Число мономеров, образующих мицеллу, может колебаться от 60 до 100 молекул, однако общий заряд мицеллы существенно меньше из-за наличия в неподвижной части второго слоя ДЭС гидратированных катионов. Ни мицеллярная, ни мономерная форма АПАВ не взаимодействуют со стенкой кварцевого капилляра, но при подаче на капилляр высокого напряжения обе формы мигрируют к аноду, в то время как ЭОП направлен к катоду. Если в капилляр на анодной стороне ввести пробу, содержащую нейтральные и заряженные компоненты, то ЭОП будет переносить их к катоду, а навстречу будет двигаться поток отрицательно заряженных мицелл АПАВ. Нейтральные компоненты пробы могут распределяться между фазой раствора и мицеллярной фазой, причем константа этого распределения специфична для каждого сорта молекул пробы. В результате на выходе капилляра регистрируется электрофореграмма нейтральных компонентов, а также медленно мигрирующих анионов пробы.

Общее устройство систем КЭ

Минимальный состав системы, реализующей метод капиллярного электрофореза, должен включать следующие узлы: кварцевый капилляр, источник высокого напряжения, устройство ввода пробы, детектор и систему сбора, обработки и вывода информации (рис. 3).

Дополнительными устройствами в системах капиллярного электрофореза являются, например, автосемплер и блок жидкостного охлаждения капилляра, которые позволяют:

► автоматизировать подачу образцов,

► осуществить эффективный отвод тепла от капилляра.

Рис. 3. Устройство системы капиллярного электрофореза.

В системах капиллярного электрофореза используют, как правило, капилляры из высокочистого плавленого кварца, прозрачного в УФ-области спектра, с внешним полимерным, чаще полиимидным, защитным покрытием. В случае детектирования внутри капилляра (on-line) полиимидное покрытие в зоне детектирования снимают, оставляя для прохождения света зону чистого кварца. Внутренний диаметр капилляров может варьироваться от 20 до 100 мкм, но чаще всего используют 50 и 75 мкм. Внешний диаметр составляет 365 мкм, длина капилляров 20—100 см.

Доминирующее число разделений в КЭ ведут на непокрытых изнутри капиллярах, так называемых немодифицированных. Их подготовка к анализу начинается, как правило, с промывки раствором щелочи для обеспечения диссоциации силанольных групп кварца и возникновения ЭОП.

Анализ методом КЭ можно проводить только тогда, когда капилляр находится в кондиционном состоянии. С точки зрения анализа кондиционное состояние капилляра следует понимать так, что выполняемые последовательно анализы должны быть воспроизводимы как по временам миграции пиков, так и по площадям пиков. При подготовке к работе капилляр обычно промывают раствором кислоты, водой и раствором щелочи. Цель первой операции заключается в удалении с поверхности примесей, в частности, многовалентных катионов, и первичном гидролизе силокса- новых групп. Промывка водой способствует удалению кислоты и дальнейшему гидролизу поверхности. Наконец, щелочная промывка предназначена для удаления примесей, не реагирующих с кислотой, и максимальной диссоциации образовавшихся силанольных групп. Финишная промывка водой имеет целью удалить из капилляра щелочь.

Источники высокого напряжения

В первую очередь, источники напряжения должны обеспечивать регулируемую подачу напряжения в диапазоне от —25 до +25 кВ и при заданной величине напряжения поддерживать постоянство этого значения. Максимально допустимый ток в капилляре при этом не должен превышать 200 мкА.

Как правило, переключение полярности происходит в ручном режиме, что сопровождается сменой высоковольтных блоков.

Типичный объем вводимой пробы в капиллярном электрофорезе составляет 1—20 нл. Общепринято заполнять пробой не более 2 % объема капилляра с тем, чтобы изначально, до анализа, не создавать широкую зону компонентов и обеспечить достаточное время нахождения зоны пробы в капилляре для установления значимых различий в электрофоретических подвижностях.

Непосредственно перед вводом пробы капилляр промывают рабочим буферным раствором, удаляя остатки пробы от предыдущего ввода.

Различают три способа ввода пробы:

Первые два способа реализованы во всех коммерческих системах капиллярного электрофореза, гидростатический, напротив, не нашел широкого применения.

Ввод пробы давлением (гидродинамический, пневматический) обеспечивается созданием разницы давлений между сосудом для пробы и выходным концом капилляра, при этом давление либо повышается в сосуде для пробы, либо снижается на конце капилляра.

Электрокинетический ввод пробы. При этом способе ввод пробы осуществляется путем подачи высокого напряжения на электроды, когда на входе установлена пробирка с раствором пробы, а на выходе — с рабочим буфером. За счет возникающего при этом ЭОП компоненты пробы перемещаются в капилляр. Количество введенной пробы при этом способе зависит от величины приложенного напряжения, времени, в течение которого приложено напряжение, и подвижности компонентов пробы.

Гидростатический ввод пробы. В этом способе для ввода пробы используют разницу в высоте между буферным сосудом и сосудом для проб.

Детектирование в системах капиллярного электрофореза может осуществляться различными способами:

► непосредственно в капилляре в части, близкой к выходному концу, в режиме реального времени (on-capillary). В зоне детектирования с внешней стенки капилляра снимают защитное полиимидное покрытие. Этот способ характерен для большинства коммерческих систем капиллярного электрофореза;

► непосредственно на выходном конце капилляра (end-capillary)’,

► вне системы КЭ (off-capfflary, при этом, как правило, детектор представляет собой отдельный самостоятельный прибор (например, масс-спектрометр) и соединен с системой капиллярного электрофореза специальным интерфейсом).

Основными принципами детектирования в КЭ являются:

► фотометрическое в УФ-видимой области спектра (прямое и косвенное),

► флуориметрическое (прямое и косвенное),

► амперометрическое (прямое и косвенное),

Наиболее распространенным вариантом детектирования продолжает оставаться фотометрическое, основанное на поглощении веществом УФ или видимого света. Фотометрические детекторы в КЭ, подразделяют на:

► Детекторы с фиксированной длиной волны: источники света с линейчатым спектром (ртутная лампа (254 нм), кадмиевая лампа (229 нм) и цинковая лампа (214 нм). В приборах «Капель-104» фотометрический детектор работает на длине волны 254 нм (строго 253,7 нм), поэтому отклик детектора будет наблюдаться только в том случае, если определяемый компонент имеет заметное поглощение на указанной длине волны

► Детекторы с изменяемой длиной волны: источниками света служат дейтериевые и вольфрамовые лампы (рабочий диапазон длин волн 190—350 нм и 340—850 нм, соответственно). Необходимая спектральная селекция достигается применением монохроматоров или узкополосных светофильтров.

► Детекторы на диодной матрице (ДМД). В таких детекторах световой поток, прошедший через капилляр, разлагается в спектр с помощью высококачественного светосильного монохроматора, а матрица фотодиодов постоянно регистрирует сигналы в ультрафиолетовой и видимой частях спектра (УФ-В-детекторы), обеспечивая запись в режиме сканирования. Данные, полученные одновременно на различных длинах волн (до 5), обрабатываются с помощью компьютеров, выделяющих сигнал на оптимальной длине волны и вычитающих фон. Применение детекторов на диодной матрице обеспечивает получение аналитических данных с гораздо большей степенью достоверности.

Для соединений, анализируемых с помощью КЭ и не поглощающих в УФ-диапазоне, существует возможность регистрации методом косвенного УФ-детектирования. В этом случае в состав ведущего электролита вводят небольшое количество хромофора — вещества, поглощающего на требуемой длине волны. Так, в случае определения анионов поглощающий ион тоже должен быть анионом, например, хромат-ион, фталат-ион, а при определении катионов чаще всего используют катионы ароматических аминов или гетероциклов, в частности, ион протонированного бензимидазола. Так как ионная сила ведущего электролита в процессе разделения остается постоянной, в зоне, где находится непоглощающий ион, уменьшается концентрация поглощающего иона. Обмен происходит строго эквивалентно, на электрофореграмме наблюдаются обратные (отрицательные) пики, площади которых пропорциональны концентрациям определяемых ионов. Косвенное УФ-детектирование является универсальным вариантом детектирования, т. к. позволяет регистрировать все присутствующие в анализируемом растворе компоненты.

Капиллярный электрофорез относится к группе комбинированных методов анализа, в которых объединены два основных процесса: предварительное разделение компонентов сложной смеси и их определение/детектирование. Важными характеристиками разделения являются разрешение, эффективность и селективность. Для конечного определения наиболее актуален параметр чувствительности, в первую очередь зависящий от типа используемого детектора.

Метод капиллярного электрофореза характеризуется высокой эффективностью.

Несмотря на высокую эффективность, достигаемую в капиллярном электрофорезе, селективность разделения, особенно в зонном варианте может быть недостаточна, в первую очередь, из-за осуществления процесса разделения внутри одной фазы. Задача повышения селективности разделения в том или ином варианте КЭ требует знания факторов, ее определяющих, и может быть решена за счет изменения pH ведущего электролита, введения в состав буфера различных добавок, например, ПАВ, макроциклов, органических. Следует иметь в виду, что все эти факторы будут сказываться также на скорости ЭОП, однако, сам по себе электроосмотический поток не ответственен за изменение селективности разделения и определяет лишь изменение времени миграции (на равную величину для всех компонентов пробы).

Выбор ведущего электролита является чрезвычайно важной задачей для успешного разделения в любом варианте КЭ. Величина pH ведущего электролита определяет как скорость течения жидкости в капилляре (величину ЭОП), так и форму нахождения компонента в растворе (заряд). Чувствительность ЭОП к изменению pH раствора заставляет использовать ведущие электролиты с высокой буферной емкостью, при этом диапазон pH, как правило, имеет значения рК_а±1. Благодаря высокой стабильности кварцевого капилляра при электрофоретическом разделении можно использовать буферные системы с pH от 2 до 12.

Идеальный буфер для капиллярного электрофореза должен обладать следующими свойствами:

► достаточная буферная емкость в выбранном диапазоне pH,

► малое поглощение на длине волны детектирования,

► низкая подвижность ведущего иона.

Список так называемых «подходящих» буферов возглавляют боратный буфер и TRIS, так как они могут использоваться в широком диапазоне концентраций без существенного увеличения тока, что позволяет, в свою очередь, применять максимально высокие напряжения в ходе анализа.

Среди используемых в капиллярном электрофорезе добавок наиболее популярны поверхностно-активные вещества. Их введение в состав буферных растворов позволяет в разной степени влиять на селективность, причем определяющими факторами являются тип ПАВ и его концентрация. В КЭ могут быть использованы как ионогенные (катионные (КПАВ) и анионные (АПАВ), а также цвиттер-ионные), так и нейтральные поверхностно-активные вещества.

При концентрации ниже ККМ мономерные формы ионогенных ПАВ могут выступать как ион-парные добавки (различные АПАВ, КПАВ), а также влиять на растворимость гидрофобных компонентов смеси и модифицировать стенки капилляра (например, ЦТАБ). Возможные при этом механизмы взаимодействий поверхностноактивного вещества и пробы — ионные и/или гидрофобные. Добавки ПАВ в ведущий электролит влияют не только на поведение зоны пробы в капилляре, но и на стенки самого капилляра, модифицируя ЭОП (уменьшая, увеличивая или обращая).

Органические растворители (метанол, ацетонитрил, изопропанол и др.), которые вводят в буферный раствор в концентрации от нескольких долей процента до 30 % (об.) могут, с одной стороны, повышать растворимость анализируемых соединений, делая капиллярный электрофорез пригодным для анализа веществ с ограниченной растворимостью в водных средах. С другой стороны, органические добавки могут уменьшать гидрофобные взаимодействия между анализируемым компонентом и мицеллой в МЭКХ, а также влиять на подвижность ЭОП и собственную электрофоретическую подвижность аналита. Макроциклические реагенты как компоненты ведущих электролитов широко распространены в КЭ.

Обработка результатов в капиллярном электрофорезе. Качественный и количественный анализ

Целью любого анализа является получение ответов на вопросы: какие компоненты присутствуют в анализируемом образце и какова величина их концентраций? Первый из вопросов есть задача качественного анализа, второй — количественного. Для решения обеих задач в КЭ перед анализом пробы обязательно проводят процедуру градуировки системы путем измерения одной или нескольких смесей с известным качественным и количественным составом. Результатом градуировки являются формирование таблицы компонентов (содержит времена миграции и имена определяемых компонентов) и построение градуировочной зависимости (показывает зависимость сигнала детектора от концентрации/содержания вещества).

В капиллярном электрофорезе используют те же принципы интегрирования пиков, методы градуировки, способы формирования отчетов, как в газовой хроматографии и ВЭЖХ. По аналогии с ВЭЖХ большинство детекторов в капиллярном электрофорезе являются концентрационными, для которых высота или площадь пика прямо пропорциональны концентрации вещества, образующего пик.

Качественный анализ. Характеристики миграции/удерживания

Качественный анализ обычно состоит в сравнении времен миграции (в случае капиллярного зонного электрофореза) или времен удерживания (в случае мицеллярной электрокинетической хроматографии), полученных для стандарта и пробы, измеренных в одинаковых условиях. Если эти времена совпадают с заданной точностью (обычно окно идентификации не превышает 5 %), то считают, что искомое вещество в пробе найдено и переходят к количественному анализу. Тем не менее, такой способ идентификации вещества не всегда надежен, особенно в случае анализа проб со сложной матрицей.

Несмотря на высокую разделительную способность капиллярного электрофореза, качественный анализ близкорасположенных пиков может вызывать некоторые трудности. В этом случае можно рекомендовать использование метода добавок. В пробу, для которой затруднена идентификация анализируемого вещества, вносят это вещество и проводят повторный анализ. Если на электрофореграмме появляется новый пик, это означает, что анализируемый компонент ранее в пробе отсутствовал. Если же один из бывших пиков увеличился по высоте (площади), то можно утверждать, что это и есть анализируемый компонент. Величину добавки обычно выбирают так, чтобы высота (площадь) интересующего нас пика увеличилась не более чем в 2—3 раза.

Зачастую приходится сталкиваться с ситуацией, когда время миграции компонента не стабильно от анализа к анализу, что связано, в том числе, с нестабильностью электроосмотического потока. Причин этому несколько, от недостаточно кондиционного состояния капилляра, использования модификации внутренней поверхности капилляра или введения добавок в состав буферного электролита до температурных эффектов и влияния матричных и сопутствующих компонентов. Использование в таких ситуациях маркера ЭОП (например, ацетона) как в растворе стандарта, так и в пробе, позволит вычислить исправленные времена миграции, представляющие собой разность времен миграции анализируемого вещества и метки ЭОП.

Еще одним из вариантов повышения достоверности идентификации анализируемого компонента является введение в стандартный раствор и раствор пробы маркера — внутреннего стандарта. Это должно быть вещество, заведомо отсутствующее в анализируемых пробах, но имеющее схожие с определяемым веществом физико-химические свойства. Для стандарта и пробы вычисляют относительные времена миграции (можно арифметически поделить время миграции компонента на время миграции ЭОП и, наоборот, но для пробы и для стандарта это должно быть сделано одинаково) и находят в пробе близкие по численному значению результаты.

Наиболее полную и достоверную идентификацию вещества на сегодняшний день можно получить при использовании диодно-матричного детектора, который по результату одного анализа может предоставить информацию:

по сопоставлению времени миграции вещества и его спектра в пробе и стандартном растворе (при этом дополнительно будет дана оценка чистоты пика пробы, например, по наложению спектров, снятых в трех точках пика: на обоих склонах и в максимуме);

по отношению откликов пика (например, площади) на двух разных длинах волн, полученных для стандарта и пробы. Для одного и того же вещества на двух разных длинах волн при неизменном времени миграции отношение площадей в стандартном растворе и растворе пробы должно быть постоянным. Длины волн выбирают так, чтобы компонент имел при этом разное поглощение, т. е. высота или площадь пика при двух разных длинах волн были бы различными.

Количественная обработка результатов анализа

В основе количественного анализа лежит прямо пропорциональная зависимость высоты (площади) пика от концентрации вещества при использовании концентрационных детекторов, какими являются, например, фотометрические и флуориметрические детекторы.

Суть количественного определения сводится к следующему: сначала выбирают метод градуировки (внешнего стандарта (абсолютной градуировки), внутреннего стандарта, метод добавок и т. д.); определяют какую величину отклика детектора — высоту пика или площадь пика — будут использовать; затем анализируют стандартные растворы с известными концентрациями веществ и для каждого компонента строят градуировочную зависимость отклика детектора от концентрации вещества; после чего анализируют пробу неизвестного состава и по градуировочному графику находят концентрацию определяемых веществ.

Основным методом градуировки является метод внешнего стандарта (абсолютной градуировки), для которого необходимо иметь ГСО или химически чистые стандарты всех определяемых компонентов. Градуировка может быть одноточечной и многоточечной. Одноточечная означает, что для градуировки компонента используется только один градуировочный раствор, зависимость носит строго линейный характер и, как правило, выходит из начала координат. Это частный случай многоточечной градуировки, для построения которой анализируют несколько специально подобранных по концентрациям градуировочных растворов, после чего с помощью метода наименьших квадратов рассчитывают коэффициенты прямой, наилучшим образом описывающей экспериментальные данные. Правильное и тщательное проведение градуировки является необходимым условием точности получаемых количественных результатов анализа.

Основными областями применения метода КЭ являются:

· Анализ объектов окружающей среды: природные, питьевые, сточные воды и почвы (анионы, катионы, гербициды).

· Контроль качества пищевой продукции и продовольственного сырья: (неорганические катионы и анионы, консерванты, органические кислоты, подсластители, синтетические красители, антиоксиданты, аминокислоты, витамины, углеводы, белки).

· Анализ показателей качества кормов, комбикормов и сырья для их производства: (аминокислоты, белки, витамины).

· Фармация: технологический контроль и анализ готовых лекарственных форм, разделение оптических изомеров.

· Клиническая биохимия: определение неорганических катионов и анионов, аминокислот, белков в биологических жидкостях, определение фармакокинетики лекарственных препаратов.

· Криминалистическая экспертиза: обнаружение остаточных количеств взрывчатых веществ, анализ наркотических средств.

· Химическая промышленность: технологический контроль, определение состава сырья и полупродуктов.

источник

ГОСТ 31869-2012
Вода. Методы определения содержания катионов (аммония, бария, калия, кальция, лития, магния, натрия, стронция) с использованием капиллярного электрофореза

Купить ГОСТ 31869-2012 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
Курьерская доставка (7 дней)
Самовывоз из московского офиса
Почта РФ

Распространяется на питьевую (в том числе расфасованную в емкости), природную (поверхностную и подземную) и сточную воду и устанавливает методы определения массовой концентрации катионов с использованием капиллярного электрофореза: — аммония, бария, калия, кальция, лития, магния, натрия, стронция в диапазонах значений массовой концентрации (метод А). Метод А не применяется для определения массовой концентрации катионов аммония в питьевой воде, расфасованной в емкости; — аммония в диапазоне измеряемых значений массовой концентрации от 0,1 до 200,0 мг/дм куб. (метод Б).

5 Определение содержания катионов аммония, бария, калия, кальция, лития, магния, натрия, стронция (метод А)

6 Определение содержания катионов аммония (метод Б)

Приложение А (обязательное) Контроль воды для приготовления растворов и электролита на отсутствие мешающих факторов

Приложение Б (справочное) Примеры электрофореграмм

Приложение В (справочное) Пример установки для отгонки

15.11.2012	Утвержден	Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации	42
29.11.2012	Утвержден	Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии	1734-ст
Издан	Стандартинформ	2013 г.
Разработан	Группа компаний Люмэкс
Разработан	ЗАО Центр исследования и контроля воды
Разработан	ООО Протектор

Water. Methods for the determination of cations (ammonium, barium, potassium, calcium, lithium, magnesium, sodium, strontium) content using capillary electrophoresis

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

Методы определения содержания катионов (аммония, бария, калия, кальция, лития, магния, натрия, стронция) с использованием капиллярного

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью «Протектор» совместно с группой компаний «Люмэкс» и Закрытым акционерным обществом «Центр исследования и контроля воды»

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 15 ноября 2012 г. № 42)

За принятие стандарта проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004—97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004—97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Казахстан

4 Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 53887-2010

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. № 1734-ст межгосударственный стандарт введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок— в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

разца раствор, содержащий определяемые катионы в концентрациях, соответствующих середине диапазонов градуировочных характеристик (см. 5.2.9).

Контрольный образец анализируют согласно 5.3.2, регистрируя не менее двухэлектрофореграмм при заданных параметрах и характеристиках прибора по 5.2.10.

При помощи программного обеспечения к прибору на полученных электрофореграммах проводят идентификацию компонентов при ширине окна идентификации 5 %; при необходимости вносят коррекцию разметки пиков и времен миграции пиков. Используя градуировочную характеристику (см. 5.2.12.1), устанавливают значение массовой концентрации конкретного катиона в контрольном образце С_к, мг/дм 3 .

Градуировочную характеристику признают стабильной при выполнении условия для каждой зарегистрированной электрофореграммы

С — массовая концентрация конкретного катиона в контрольном растворе, использованном для контроля стабильности градуировочной характеристики, мг/дм 3 ;

G— норматив контроля стабильности градуировочной характеристики, %, рассчитываемый по формуле

где 5 — доверительные границы допускаемой относительной погрешности (см. таблицу 3), %.

Пробу анализируемой воды объемом не менее 100 см 3 пропускают через сухой фильтр «синяя лента» в сухую емкость, отбрасывая первые 25 см 3 фильтрата, или пропускают через мембранный фильтр в пробирку для микропроб, отбрасывая первые 2—3 см 3 фильтрата.

5.3.1 Промывают капилляр электролитом в соответствии с требованиями 5.2.11.3, затем в сухую пробирку для микропроб вносят пробу анализируемой воды (см. 5.2.13) и дегазируют пробу, например центрифугированием в течение 5 мин при скорости не менее 83 с -1 (5000 об/мин) или обработкой ультразвуком в ультразвуковой бане в течение 10 мин.

5.3.2 Пробирку с дегазированной по 5.3.1 пробой устанавливают в прибор и проводят измерения при заданных параметрах и характеристиках прибора (см. 5.2.10), регистрируя не менее двухэлектрофореграмм в условиях повторяемости. С использованием программного обеспечения на электрофореграммах идентифицируют определяемые катионы, проверяют правильность разметки пиков (при необходимости вносят коррективы), а затем определяют площади пиков, соответствующие идентифицированным катионам. Если площади пиков выходят за верхнюю границу диапазона градуировочной характеристики, то пробу разбавляют, регистрируя объем разбавленной пробы V_K, см 3 , и объем аликвоты анализируемой пробы, взятый для разбавления V_a, см 3 , и измерения повторяют.

1 Пример электрофореграммы пробы сточной воды приведен на рисунке Б.2 (приложение Б).

2 На стадии освоения данного метода измерений, а также при возникновении сомнений при идентификации катионов в пробе анализируемой воды рекомендуется использовать метод добавок; при этом добавка должна составлять от 50 % до 150 % от массовой концентрации катиона в пробе. Увеличение высоты соответствующего пика подтверждает правильность идентификации.

3 При анализе проб воды на электрофореграмме могут наблюдаться дополнительные пики, принадлежащие, например, ионам марганца. Пик марганца располагается на электрофореграммах между пиками бария и кальция и не мешает идентификации пиков определяемых катионов.

4 При анализе проб воды, в которых концентрация натрия превышает 200 мг/дм 3 , наблюдается искажение формы пиков аммония и калия, не мешающее их количественному определению.

5.4.1 Определяют массовую концентрацию конкретного катиона X, мг/дм 3 , в пробе анализируемой воды (неразбавленной) по площади пика, полученной по 5.3.2, с использованием программного обеспечения к прибору или рассчитывают по формуле (3).

5.4.2 Если пробу разбавляли по 5.3.2, то массовую концентрацию С, мг/дм 3 , в разбавленной пробе определяют аналогично анализируемой пробе по 5.4.1. 1

5.4.3 Массовую концентрацию катиона в анализируемой пробе, X, мг/дм 3 , рассчитывают по формуле

где С — массовая концентрация конкретного катиона по 5.4.2, мг/дм 3 ;

V_K — объем разбавленной пробы анализируемой воды по 5.3.2, см 3 ;

V_a — объем аликвоты пробы анализируемой воды, взятый для разбавления по 5.3.2, см 3 .

5.4.4 За результат измерения массовой концентрации конкретного катиона принимают среднеарифметическое значение X, мг/дм 3 , результатов обработки по 5.4.1 или 5.4.2 двух электрофореграмм, полученных по 5.3.2, при выполнении условий:

г— относительное значение допускаемого расхождения между значениями массовой концентрации катионов, полученными для двух электрофореграмм в условиях повторяемости (см. таблицу 3), %.

Если условие (4) не выполняется, то находят и устраняют причины нестабильности, заново регистрируют электрофореграммы по 5.3.2 и обрабатывают полученные результаты согласно 5.4.

Примечание — Приемлемость результатов измерений, полученных в двух лабораториях, проверяют согласно [2, пункт 5.3.2] с использованием значений пределов воспроизводимости, приведенных в таблице 3.

Метод обеспечивает получение результатов измерений с метрологическими характеристиками, не превышающими значений, приведенных в таблице 3, при доверительной вероятности Р= 0,95.

Таблица 3 — Метрологические характеристики

Диапазон измерений массовой

концентрации катиона, мг/дм 3

определений, полученными в

для двух электрофореграмм

* Установленные числовые значения границ допускаемой относительной погрешности соответствуют чис-

ловым значениям расширенной неопределенности U_0JH (в относительных единицах) при коэффициенте охвата

Контроль показателей качества результатов измерений в лаборатории предусматривает проведение контроля стабильности результатов измерений с учетом требований [2, раздел 6] или [3].

Результаты измерений регистрируют в протоколе испытаний, который оформляют в соответствии с требованиями ГОСТ ИСО/МЭК 17025, при этом протокол испытаний должен содержать ссылку на настоящий стандарт с указанием метода определения. _

Результаты измерений содержания катионовX, мг/дм 3 , представляют в виде (при подтвержденном в лаборатории соответствии аналитической процедуры требованиям настоящего стандарта)

где X— результат измерений, полученный в соответствии с процедурами по 5.4.4, мг/дм 3 ;

А — границы абсолютной погрешности измерений (при вероятности Р = 0,95) массовой концентрации катионов, мг/дм 3 , рассчитываемые по формуле

где 5 — границы допускаемой относительной погрешности измерений (при вероятности Р = 0,95) массовой концентрации катионов по таблице 3, %;

U — расширенная неопределенность при коэффициенте охвата к = 2, мг/дм 3 , рассчитываемая по формуле

где U_OTH — расширенная неопределенность (в процентах) при коэффициенте охвата к = 2 по таблице 3. Допускается результат измерений представлять в виде

при условии 1/_лаб 3 , с ценой деления 0,1 см 3 ;

Примечание — Пример установки для отгонки приведен в приложении В;

— натрий углекислый по ГОСТ 83, безводный, х. ч.

6.2.1 Подготовка посуды — по 5.2.1.

6.2.2 Приготовление раствора гидроксида натрия для промывания капилляра — по 5.2.2.

6.2.3 Приготовление раствора соляной кислоты для промывания капилляра — по 5.2.3.

Смешивают 500 см 3 воды для анализа и 0,1 см 3 концентрированной соляной кислоты.

Срок хранения раствора в емкости из стекла — не более года.

(15,0 ± 0,1) г безводного углекислого натрия растворяют в 100 см 3 воды для анализа.

Срок хранения раствора в емкости из полимерного материала — не более 6 мес.

В емкость из полимерного материала вместимостью 100 см 3 вносят 50 см 3 воды для анализа, добавляют (0,710 ± 0,001) г бензимидазола и (0,760 ± 0,001) г винной кислоты и перемешивают, после растворения добавляют 50 см 3 воды для анализа и снова тщательно перемешивают.

Срок хранения раствора в емкости из полимерного материала — не более 6 мес. 2

6.2.7 Приготовление раствора 18-Краун-6

В емкость из полимерного материала вместимостью не менее 100 см 3 вносят 50 см 3 воды для анализа, добавляют (0,528 + 0,001) г 18-Краун-6 и перемешивают, после растворения добавляют 50 см 3 воды для анализа и снова тщательно перемешивают.

Срок хранения раствора в емкости из полимерного материала в холодильнике при температуре от 2 °С до 8 °С — не более 6 мес.

6.2.8 Приготовление электролита

В емкость из полимерного материала вносят 8 объемных долей воды для анализа, одну объемную долю раствора смеси бензимидазола и винной кислоты (см. 6.2.6) и одну объемную долю раствора 18-Краун-6 (см. 6.2.7) и тщательно перемешивают, затем фильтруют через мембранный фильтр в сухую емкость из стекла или полимерного материала.

Срок хранения раствора в емкости из стекла или полимерного материала в холодильнике при температуре от 2 °С до 8 °С — не более 1 мес.

Примечание — Приготовленный раствор электролита содержит 6 ммоль/дм 3 бензимидазола, 5 ммоль/дм 3 винной кислоты и 2 ммоль/дм 3 18-Краун-6.

6.2.9 Приготовление градуировочных растворов ионов аммония

Градуировочные растворы ионов аммония готовят путем разбавления водой для анализа в мерных колбах заданной вместимости ГСО состава водных растворов ионов аммония с номинальным значением массовой концентрации 0,1; 0,5 или 1,0 г/дм 3 в соответствии с инструкцией по применению ГСО так, чтобы массовая концентрация ионов аммония в градуировочных растворах охватывала весь рабочий диапазон измерений массовой концентрации ионов аммония от 0,1 до 2,0 мг/дм 3 . Число градуировочных растворов должно быть не менее пяти.

Пример приготовления градуировочных растворов в мерных колбах вместимостью 100 см 3 с использованием ГСО состава водного раствора ионов аммония с номинальным значением массовой концентрации 0,1 г/дм 3 и массовые концентрации ионов аммония в градуировочных растворах приведены в таблице 4.

Таблица 4 — Градуировочные растворы ионов аммония

Номер градуировочного раствора

Номинальное значение массовой концентрации ионов аммония в градуировочном растворе, мг/дм 3

Объем ГСО состава водного раствора ионов аммония с номинальным значением массовой концентрации 0,1 г/дм 3 , см 3

Срок хранения приготовленных градуировочных растворов в плотно закрытых емкостях из стекла или полимерных материалов в холодильнике при температуре от 2 °С до 8 °С составляет для растворов:

6.2.10 Подготовка прибора к измерениям

Подготовку прибора к измерениям проводят в соответствии с руководством (инструкцией) по эксплуатации. Устанавливают следующие рабочие параметры и характеристики прибора:

— рабочее напряжение положительной полярности 25 кВ;

— длина волны детектирования 254 нм;

— температура системы охлаждения капилляра от 20 °С до 30 °С;

— ввод пробы гидродинамический или гидростатический.

1 Для приборов, не обладающих системой охлаждения капилляра, измерения проводят при температуре окружающей среды, указанной в руководстве (инструкции) по эксплуатации прибора.

2 Параметры ввода пробы подбирают таким образом, чтобы соотношение высоты пика ионов аммония и амплитуды шума нулевой линии на электрофореграмме градуировочного раствора № 1 (см. таблицу 4) составляло не менее 3:1.

6.2.11 Подготовка капилляра — по 5.2.11 с заменой электролита по 5.2.7 электролитом по 6.2.8, а также заменой процедуры подготовки капилляра к работе по 5.2.11.2 следующей процедурой: перед проведением измерений капилляр промывают водой для анализа в течение 10 мин и электролитом (см. 6.2.8) в течение 10 мин.

6.2.12 Градуировка прибора и контроль стабильности градуировочной характеристики — по 5.2.12, при этом используют:

— при установлении градуировочной характеристики — градуировочные растворы ионов аммония по 6.2.9 и рабочие параметры и характеристики прибора по 6.2.10;

— при контроле стабильности градуировочной характеристики — раствор, содержащий ионы аммония в концентрации, соответствующей середине диапазона градуировочных характеристик, по 6.2.9, например один из растворов, приведенных в таблице 4.

6.2.13.1 Пробу анализируемой воды при наличии мути или осадка, видимого невооруженным глазом, фильтруют по 5.2.13.

6.2.13.2 Если в пробе анализируемой воды предполагается наличие большого количества компонентов, что характерно для неочищенных и сильно минерализованных вод, проводят извлечение ионов аммония с помощью отгонки.

Собирают установку для отгонки (принципиальная схема установки для отгонки приведена на рисунке В.1).

В приемную емкость 3 вносят 1,0 см 3 раствора соляной кислоты (см. 6.2.4), закрывают крышкой с отверстием 4 и помещают в емкость для охлаждения (водяную баню) 1, заполненную холодной водопроводной водой. Через отверстие в крышке приемной емкости вводят кварцевый капилляр (внутренний диаметр 530 мкм) 5 так, чтобы его конец не доходил до дна приемной емкости на 1—2 мм.

Примечание — Капилляр, используемый в установке для отгонки, предварительно проверяют на отсутствие закупорки следующим способом: один конец капилляра опускают в стакан с водой для анализа, а с другого конца продувают с помощью резиновой груши, при этом наличие пузырьков воздуха в воде свидетельствует об отсутствии закупорки капилляра и его пригодности для применения. Категорически запрещается использовать капилляр, не прошедший проверку на закупорку.

В емкость для отгонки 7 вносят 5 см 3 пробы анализируемой воды, подготовленной по 6.2.13.1, добавляют 0,5 см 3 раствора углекислого натрия (см. 6.2.5), быстро и плотно закрывают емкость крышкой 6, в которую герметично вмонтирован другой конец капилляра 5. Затем помещают емкость для отгонки 7 в предварительно нагретую электропечь 9 и отгоняют около 3 см 3 жидкости в приемную емкость 3, заполненную раствором соляной кислоты. Температуру в электропечи 9 устанавливают так, чтобы в приемную емкость 3 поступило около 3 см 3 отгона в течение 5—10 мин.

Затем извлекают конец капилляра 5 из приемной емкости 3. Извлекают горячую емкость для отгонки 7 из электропечи 9.

Вынимают приемную емкость 3 из емкости для охлаждения 1. В мерную пробирку вместимостью 5 см 3 количественно переносят полученный отгон. Приемную емкость 3 промывают порцией воды для анализа, которую переносят в ту же мерную пробирку, после чего содержимое пробирки доводят до метки водой для анализа.

6.3 Порядок проведения измерений — аналогично 5.3 с учетом:

— промывания капилляра по 6.2.11;

— установки рабочих параметров и характеристик прибора по 6.2.10;

— подготовки пробы анализируемой воды по 6.2.13;

— использования градуировочной характеристики по 6.2.12.

Примеры электрофореграмм для проб анализируемой воды с отгонкой и без отгонки приведены в Б.2.

6.4 Обработка результатов измерений — аналогично 5.4.

Метод обеспечивает получение результатов измерений с метрологическими характеристиками, не превышающими значений, приведенных в таблице 5, при доверительной вероятности Р= 0,95.

Таблица 5 — Метрологические характеристики

Диапазон измерений массовой концентрации иона аммония, мг/дм 3

Предел воспроизводимости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами определений, полученными в условиях воспроизводимости при Р = 0,95) R, %

Показатель точности (границы* допускаемой относительной погрешности при вероятности Р = 0,95) ±5, %

источник

ПНД Ф 14.1:2.226-2006. Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовых концентраций ацетат-ионов в природных и сточных водах методом капиллярного электрофореза

1 Приписанные характеристики показателей точности измерений

3 Средства измерений. Вспомогательные устройства. Реактивы и материалы

3.2 Вспомогательное оборудование

4 Условия безопасности проведения работ

5 Требования к квалификации оператора

6 Условия выполнения измерений

8 Подготовка к выполнению изменений

8.3 Приготовление растворов

8.4 Установление градуировочной характеристики

9.1 Подготовка пробы к анализу

10 Обработка результатов измерений

11 Оформление результатов измерений

12 Оценка приемлемости результатов измерений

13 Контроль точности результатов измерений

Приложение 1. Блок-схема проведения анализа

Приложение 2. Пример электрофореграммы сточной воды

Разработан: Аналитический центр ЗАО РОСА

Утвержден: ФБУ Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия 02.02.2012

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО НАДЗОРУ
В СФЕРЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Директор ФБУ «Федеральный центр
анализа и оценки техногенного
воздействия»

____________ Ю.С. Чевычелов

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВЫХ
КОНЦЕНТРАЦИЙ АЦЕТАТ-ИОНОВ В ПРИРОДНЫХ
И СТОЧНЫХ ВОДАХ МЕТОДОМ
КАПИЛЛЯРНОГО ЭЛЕКТРОФОРЕЗА

Методика допущена для целей государственного
экологического контроля

МОСКВА 2006 г.
(издание 2012 г.)

Методика рассмотрена и одобрена федеральным бюджетным учреждением «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия (ФБУ «ФЦАО»).

Главный инженер ФБУ «ФЦАО», к.х.н.

Аналитический центр ЗАО «РОСА»

Настоящий нормативный документ устанавливает методику измерений массовой концентрации ацетат-ионов в пробах природных и сточных вод методом капиллярного электрофореза.

Диапазон измеряемых концентраций от 5 до 1000 мг/дм3. При содержании ацетат-ионов более 50 мг/дм3 требуется предварительное разбавление пробы.

Блок-схема проведения анализа приведена в Приложении 1.

Настоящая методика обеспечивает получение результатов анализа с погрешностями, не превышающими значений, приведенных в табл. 1.

Диапазон измерений, значения показателей точности,
воспроизводимости, правильности и повторяемости методики

Показатель повторяемости (относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости), σr %

Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратическое отклонение воспроизводимости), σR, %

Показатель правильности (границы относительной систематической погрешности при Р = 0,95), ±δС, %

Показатель точности (границы относительной погрешности при Р = 0,95) ±δ, %

Метод основан на разделении анионов в процессе миграции по кварцевому капилляру под действием электрического поля вследствие их различной электрофоретической подвижности. Идентификацию и количественное определение анализируемого аниона проводят косвенным методом, регистрируя ультрафиолетовое поглощение на длине волны 254 нм, используя в качестве фонового хроматный электролит.

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы:

3.1.1. Система капиллярного электрофореза с отрицательной полярностью, фотометрическим детектором и кварцевым капилляром длиной 60 см и внутренним диаметром 75 мкм, например, «КАПЕЛЬ 104»;

3.1.2. Весы лабораторные по ГОСТ Р 53228 высокого класса точности;

3.1.3. Колбы мерные с притертыми пробками вместимостью 50; 100; 200 см3 по ГОСТ 1770, класс точности 2;

3.1.4. Пипетки градуированные вместимостью 1; 2; 5 см3 по ГОСТ 29227, класс точности 2;

3.1.5. Пипетки с одной меткой вместимостью 1; 5; 10 см3 по ГОСТ 29169, класс точности 2;

3.1.6. Дозаторы пипеточные с переменным объемом 0,2 — 1 см3, 1 — 5 см3 и пределом допускаемой погрешности измерения не более ±5 %;

3.1.7. рН-метр лабораторный любой модели.

3.2. Вспомогательное оборудование

3.2.1. Бидистиллятор по ТУ 25-11.1592 или установка для получения воды для лабораторного анализа 2 степени чистоты по ГОСТ Р 52501;

3.2.2. Персональный компьютер, позволяющий работать с программным обеспечением для сбора и обработки данных;

3.2.3. Блок бесперебойного питания типа, например, АРС-500;

3.2.4. Ультразвуковая баня любого типа;

3.2.5. Баня водяная любого типа;

3.2.6. Холодильник бытовой, обеспечивающий температуру (2 — 10) °С;

3.2.7. Пробирки полимерные одноразовые вместимостью 1,5 см3 по ТУ 64-2-300;

3.2.8. Пробирки полиэтиленовые с крышкой вместимостью 15; 50 см3;

3.2.9. Шприцы одноразовые медицинские (объем 5 и 10 см3);

3.2.10. Наконечники к дозаторам;

3.2.11. Емкости из полимерного материала для хранения реактивов.

Допускается использование других средств измерения, вспомогательного оборудования, лабораторной посуды с аналогичными или лучшими метрологическими и техническими характеристиками

3.3.1. Картриджи для предварительной очистки пробы от карбонатов OnGuard-H, например, фирмы DIONEX;

3.3.2. Картриджи для предварительной очистки пробы от сульфатов OnGuard-Ba, например, фирмы DIONEX;

3.3.3. Картриджи для предварительной очистки пробы от хлоридов OnGuard-Ag, например, фирмы DIONEX;

3.3.5. Насадки фильтрующие к шприцам с диаметром пор 0,45 мкм, например, фирмы Millipore или аналогичные;

3.3.6. Стаканы химические вместимостью 50; 100 см3 по ГОСТ 25336;

3.4.1. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 или вода для лабораторного анализа 2 класса чистоты по ГОСТ Р 52501 (далее — вода дистиллированная);

3.4.2. Хрома (VI) оксид, ч.д.а. по ГОСТ 3776 или импортный, например, производства фирмы «Флука» (Швейцария), квалификации p.a. (pure for analysis);

3.4.3. Цетилтриметиламмонийбромид (ЦТАБ), например, производства фирмы «Флука» (Швейцария), квалификации р.а.;

3.4.4. Диэтаноламин, хч по ТУ 6-09-40-207 или импортный, например, производства фирмы «Флука» (Швейцария) квалификации р.а.;

3.4.5. Натрий уксуснокислый 3-водный (ацетат натрия), ч.д.а. по ГОСТ 199 (вещество гарантированной чистоты);

3.4.6. Натрий гидроокись, х.ч. по ГОСТ 4328;

3.4.7. Соляная кислота, х.ч. по ГОСТ 3118.

Допускается использование других реактивов при условии, что их квалификация не хуже чем у вышеуказанных.

4.1. При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007.

4.2. При работе с оборудованием необходимо соблюдать правила электробезопасности по ГОСТ Р 12.1.019.

4.3. Обучение работающих безопасности труда должно быть организовано в соответствии с ГОСТ 12.0.004.

4.4. Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются специалисты, имеющие высшее или среднее специальное образование, или опыт работы в химической лаборатории, прошедшие соответствующий инструктаж и освоившие метод капиллярного электрофореза в процессе обучения.

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

относительная влажность воздуха

7.1. Отбор проб воды осуществляют в соответствии с ГОСТ Р 51592 «Вода. Общие требования к отбору проб» и ГОСТ Р 51953 «Вода питьевая. Отбор проб» Пробы сточной воды отбирают в полиэтиленовые флаконы с крышками. Объем отбираемой пробы составляет не менее 0,1 дм3.

7.2. Отобранную пробу анализируют в течение суток. Если такой возможности нет, то пробу фильтруют через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм. Пробу можно хранить после фильтрования не более 7 суток при температуре (2 — 10) °С.

7.3. При отборе проб составляют сопроводительный документ по утвержденной форме, в котором указывается:

— место, дата и время и отбора;

— должность, фамилия отбирающего пробу.

Подготовку к работе системы капиллярного электрофореза и настройку программы сбора и обработки электрофореграмм проводят в соответствии с руководствами по эксплуатации.

8.2.1. Подготовка нового капилляра к работе

Новый капилляр, а также капилляр, загрязненный во время работы, промывают для восстановления кондиционного состояния внутренней поверхности в соответствии с руководством по эксплуатации прибора.

При работе на приборе «Капель 104» рекомендуется следующая процедура промывки капилляра. В держатель пробирок на входе капилляра устанавливают одноразовые пробирки, в которые помещают по 0,5 см3 промывных растворов: в гнездо № 6 помещают раствор соляной кислоты (по п. 8.3.2), в гнездо № 7 — дистиллированную воду, в гнездо № 8 — раствор гидроксида натрия (по п. 8.3.1), в гнездо № 9 — рабочий буферный раствор (по п. 8.3.6). На выходе капилляра в гнездо № 9 помещают пустую пробирку для слива промывных растворов.

Капилляр промывают в следующей последовательности:

— раствором соляной кислоты в течение 30 мин.;

— дистиллированной водой в течение 30 мин.;

— раствором гидроксида натрия в течение 30 мин.;

— дистиллированной водой в течение 30 мин.;

— рабочим буферным раствором в течение 30 мин.

Примечание: Необходимо следить за уровнем жидкости в сливной пробирке. Категорически недопустимо перетекание жидкости из пробирки в прибор.

Перед началом измерений капилляр промывают следующим образом:

— раствором соляной кислоты (по п. 8.3.2),

— раствором гидроксида натрия (по п. 8.3.1),

— рабочим буферным раствором (по п. 8.3.6).

Время промывки каждым раствором 10 минут.

Готовность капилляра к работе проверяют, записав электрофоре-грамму рабочего буферного раствора (без ввода пробы) в условиях проведения анализа — контроль базовой линии. Если сигнал базовой линии сохраняет относительное постоянство после начального участка (около 40 — 50 секунд), капилляр можно считать готовым к работе.

Между измерениями для удаления остатков введенной пробы и восстановления кондиционного состояния поверхности капилляр промывают в течение 3 минут рабочим буферным раствором.

По окончании работы капилляр промывают дистиллированной водой в течение 10 минут и оставляют входной и выходной концы капилляра опущенными в пробирки с дистиллированной водой.

1. Во избежание ухудшения воспроизводимости времени выхода анализируемого компонента при загрязнении капилляра допускается увеличение продолжительности промывки одним из промывочных растворов.

2. Перед длительным перерывом в работе системы капиллярного электрофореза (более 1 недели) необходимо после промывки капилляра водой продуть его воздухом. Для этого на вход капилляра помещают пустую пробирку, переводят ее в верхнее положение, и проводят промывку капилляра по стандартной процедуре. После того как выйдет последняя капля жидкости, на выход капилляра также устанавливают пустую пробирку, переводят ее в верхнее положение и выключают прибор.

8.3. Приготовление растворов

Все растворы готовят на дистиллированной воде.

В мерную колбу вместимостью 100 см3, наполовину заполненную дистиллированной водой, помещают 2,0 г гидроксида натрия. По окончании растворения и охлаждения до комнатной температуры объем раствора доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения раствора при комнатной температуре в сосуде из полимерного материала с плотно завинчивающейся крышкой — 6 месяцев.

В мерную колбу вместимостью 100 см3, наполовину заполненную дистиллированной водой, приливают 4 см3 соляной кислоты, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения в сосуде из полимерного материала при комнатной температуре 1 год.

В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают навеску 0,500 г оксида хрома (VI), растворяют в 50 — 70 см3 дистиллированной воды, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Раствор переносят в сосуд из полимерного материала. Срок хранения раствора при комнатной температуре не ограничен.

В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают навеску 0,525 г диэтаноламина, растворяют в дистиллированной воде, доводят объем раствора до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения раствора в полимерном сосуде, плотно закрытом крышкой с прокладкой, 1 месяц при температуре (2 — 10) °С.

В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают навеску 0,300 г ЦТАБ и 20 см3 дистиллированной воды. Раствор выдерживают в ультразвуковой бане или на водяной бане при температуре 40 °С до полного растворения, затем добавляют 50 см3 дистиллированной воды, тщательно перемешивают и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. Срок хранения раствора при комнатной температуре в колбе с притертой пробкой — 3 месяца.

При температуре ниже 19 °С ЦТАБ может выпадать в осадок. В этом случае перед использованием раствор рекомендуется слегка прогреть на водяной бане при температуре 40 °С.

В сухой стакан вместимостью 50 см3 помещают 1 см3 раствора оксида хрома (VI) (по п. 8.3.3), добавляют 4 см3 раствора диэтаноламина (по п. 8.3.4) и 3 см3 дистиллированной воды, тщательно перемешивают, затем добавляют 2 см3 раствора ЦТАБ (по п. 8.3.5). Общий объем рабочего буферного раствора 10 см3. Приготовленный раствор содержит 5 10-3 моль/дм3 оксида хрома (VI), 20 10-3 моль/дм3 диэтаноламина и 1,65 10-3 моль/дм3 ЦТАБ. Сразу после перемешивания раствор фильтруют через мембранный фильтр (диаметр пор 0,45 мкм) в сухой полиэтиленовый сосуд с завинчивающейся крышкой. Раствор используют в течение 1 недели при хранении при комнатной температуре.

Примечание. При необходимости объем приготавливаемого буферного раствора можно увеличить Запрещается изменять порядок добавления реактивов.

В мерной колбе вместимостью 100 см3 в 50 — 70 см3 дистиллированной воды растворяют 0,2306 г ацетата натрия, доводят объем раствора до метки и перемешивают. Полученный основной раствор с концентрацией ацетат-иона 1000 мг/дм3 стабилен при хранении в холодильнике при температуре (2 — 10) °С в течение 2 месяцев. Перед использованием его выдерживают при комнатной температуре не менее 20 мин.

Шкалу рабочих градуировочных растворов с концентрацией ацетат-ионов 5, 10, 25 и 50 мг/дм3 готовят последовательным разбавлением основного градуировочного раствора дистиллированной водой в соответствии с табл. 2. Растворы готовят непосредственно перед установлением градуировочной характеристики.

Приготовление шкалы градуировочных растворов

Концентрация ацетат-ионов в растворе, мг/дм3

Объем основного градуировочного раствора, см3

Вместимость колбы, используемой для разбавления, см3

Срок хранения градуировочных растворов ацетат-иона, используемых для проверки стабильности градуировочной характеристики, с концентрацией 5 и 10 мг/дм3 — 1 неделя, с концентрацией 25 и 50 мг/дм3 — 2 недели при температуре (2 — 10) °С. Перед использованием растворы выдерживают при комнатной температуре не менее 20 мин.

Примечание: Допускается проведение градуировки с применением растворов, в которых концентрации ацетат-иона отличаются от указанных в табл. 2, но находятся внутри установленного диапазона Процедура приготовления градуировочных растворов аналогична описанной в п. 8.3.7.

8.4. Установление градуировочной характеристики

Перед построением градуировочной зависимости рекомендуется проанализировать холостой раствор. Для приготовления холостого раствора рабочий буферный раствор по п. 8.3.6 разбавляют дистиллированной водой в соотношении 1:1. На электрофореграмме холостого раствора должен отсутствовать пик определяемого аниона. Если примеси обнаружены, то, прежде всего, необходимо проверить чистоту используемой посуды.

Для этого пробирку ополаскивают разбавленным буферным раствором, затем заполненную пробирку вновь помещают в прибор и повторно проводят анализ. Если на полученной электрофореграмме не наблюдается уменьшение интенсивности пика ацетата, то следует заново приготовить буферный раствор. Если и после этого наблюдается пик ацетата, то необходимо заменить используемые реактивы.

С помощью программного обеспечения необходимо создать метод с заложенным в него шаблоном градуировки для проведения качественного и количественного анализа в соответствии с руководством по эксплуатации.

Примечание: Подробное описание программы «МультиХром для Windows» изложено в «Руководстве пользователя», рекомендации по проведению градуировки даны в методических указаниях, прилагаемых к руководству по эксплуатации системы капиллярного электрофореза «Капель-104».

При работе на приборе «Капель 104» рекомендуется следующий порядок работ: Пробирки, заполненные рабочим буферным раствором (по 0,5 см3), устанавливают в гнездо № 10 на входе и выходе капилляра. Пробирки с градуировочными растворами помещают в автоматический пробоотборник на входе капилляра. Запускают работу прибора при помощи подготовленного метода (по п. 8.4.2) и записывают электрофореграмму градуировочного раствора.

Рекомендуются следующие условия проведения анализа:

Температура термостабилизации капилляра — (22 ± 0,2) °С;

Параметры ввода пробы — давление 30 мбар, время 15 с;

Параметры анализа — напряжение 20 кВ, время 6 мин.

Процедуру градуировки повторяют для каждого из 4 градуировочных растворов с проведением двух параллельных измерений.

1 Уровни жидкости в пробирках с буферным раствором на входном и выходном концах капилляра должны быть одинаковы, поэтому необходимо через 4 — 5 вводов пробирки на входе и выходе капилляра заново заполнять буферным раствором.

2 Параметры ввода и анализа могут быть изменены в зависимости от кондиционного состояния поверхности капилляра, но должны быть одинаковыми для градуировочных растворов и анализируемых проб.

На электрофореграмме пик ацетат-иона выходит после пика гидрокарбонат-иона, всегда присутствующего в градуировочных растворах. По полученным данным строят градуировочную зависимость средних арифметических значений площадей пика от концентрации ацетат-иона (мг/дм3). Градуировочный график должен быть линейным в диапазоне определяемых концентраций.

Градуировочная характеристика аппроксимируется линейным уравнением:

где X — концентрация ацетата, мг/дм3;

В — коэффициент уравнения, вычисляемый компьютером в режиме линейной градуировки методом наименьших квадратов.

Градуировка проводится не реже 1 раза в месяц, а также при замене хотя бы одного из компонентов буферного раствора, при изменении условий проведения анализа, при отрицательных результатах контроля стабильности результатов анализов, при замене капилляра или после ремонта прибора.

Проверку стабильности градуировочной характеристики с использованием одного из градуировочных растворов проводят ежедневно непосредственно перед выполнением серии анализов по двум характеристикам: время выхода ацетат-иона и массовая концентрация ацетат-иона в градировочном растворе.

Отклонение от установленного времени выхода ацетат-иона не должно превышать 10 %. В противном случае необходимо повторить промывку капилляра по п. 8.2.2 и вновь провести анализ градуировочного раствора. Если превышение времени выхода сохраняется, проводят программную корректировку метода или заново устанавливают градуировочную характеристику.

Полученное значение концентрации ацетат-ионов в градуировочном растворе не должно отличатся от аттестованного значения более, чем на 15 %. Если указанное условие не выполняется, то необходимо заменить пробирки с хроматным буферным электролитом и выполнить повторный анализ градуировочного раствора. Если допустимое отклонение концентрации снова превышено, то выясняют и устраняют причины выявленных расхождений и повторяют контроль с использованием того же и других градуировочных растворов. При повторном получении неудовлетворительных результатов контроля градуировочную характеристику устанавливают заново.

Картриджи предварительной очистки пробы перед использованием активируют, пропуская через них 10 см3 дистиллированной воды со скоростью не более 1 капли в 3 — 5 секунд. Каждый картридж активируется отдельно.

Анализируемую пробу набирают в одноразовый шприц (объем 5 см3) и фильтруют через мембранный фильтр, отбрасывая первые 3 см3 фильтрата. Остальной фильтрат собирают в одноразовые пробирки типа Эппендорфа и дегазируют в ультразвуковой бане (в течение 2 минут).

При анализе реальных проб на электрофореграмме присутствуют пики хлорид-, нитрит-, сульфат-, нитрат-, фторид- и фосфат-ионов, а также могут наблюдаться дополнительные пики.

При анализе проб с высоким содержанием хлорид-, сульфат- и карбонат-ионов из-за перегрузки капилляра может наблюдаться плохая идентификация пика ацетат-иона при его концентрациях менее 25 мг/дм3. В этом случае используют картриджи предварительной подготовки пробы для удаления хлоридов, сульфатов и карбонатов. Для этого сначала анализируемую пробу (объем 10 см3) фильтруют через мембранный фильтр, отбрасывая первые 2 — 3 см3 фильтрата. Оставшуюся профильтрованную часть пробы пропускают через цепочку последовательно соединенных картриджей предварительной очистки (подготовленных по п. 8.5) — один картридж очистки пробы от сульфатов, один картридж очистки пробы от хлоридов, один картридж очистки пробы от карбонатов. Щприц с картриджами располагают вертикально, скорость фильтрации не более 1 капли в 3 — 5 сек. Начальную порцию фильтрата (2 — 3 см3) отбрасывают. Заполняют оставшимся фильтратом одноразовые пробирки для анализа и с помощью полиэтиленового капилляра интенсивно пробулькивают через него гелий в течение 1 — 2 минут для удаления карбонатов.

Дегазирование проб также может быть выполнено одним из возможных способов:

— центрифугированием. В этом случае пробирки с приготовленными пробами плотно закрывают и помещают в центрифугу. Рекомендуемые параметры центрифугирования — скорость вращения 6000 об/мин, время 2 мин;

— вакуумированием при помощи водоструйного насоса.

Анализ подготовленных проб (п. 9.1.) проводят аналогично анализу градуировочных растворов по п. 8.4.3. Каждую пробу анализируют не менее двух раз. Ацетат-ион идентифицируют по времени удерживания в соответствии с градуировкой по п. 8.4.4.

В случае превышения концентрации ацетат-иона верхнего предела измерения по установленной градуировочной зависимости (50 мг/дм3) необходимо разбавить анализируемую пробу дистиллированной водой. При вычислении результатов измерения степень разбавления учитывается автоматически при введении коэффициента разбавления в паспорт пробы.

В случае плохой идентификации пика ацетат-иона, или если пик ацетата отсутствует на электрофореграмме, необходимо провести подготовку пробы с помощью картриджей предварительной очистки для удаления хлорид-, сульфат- и карбонат-ионов (по п. 9.1) и затем повторить анализ.

Пример типичной электрофореграммы ацетат-иона в пробе сточной воды представлен в Приложении 2.

Примечание: При анализе проб, в которых затруднена идентификация пика ацетат-иона, рекомендуется проводить контроль с использованием метода добавок. Увеличение высоты пика подтверждает правильность идентификации.

Массовая концентрация ацетат-иона в пробах сточных вод рассчитывается с помощью компьютерной программы в соответствии с градуировочной характеристикой. Программа формирует отчет с указанием концентрации анализируемого аниона, выраженной в мг/дм3.

За результат измерения массовой концентрации ацетат-иона в анализируемой пробе (X) принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не должно превышать значений предела повторяемости г (см. табл. 3).

Результаты измерений представляют в виде:

где X — значение концентрации ацетат-иона в анализируемой пробе,

Δ — значение показателя точности (мг/дм3) рассчитывают по формуле

где δ — показатель точности, % (см. табл. 1);

Результаты измерений заносят в протокол анализа с точностью:

источник

Наименование документа:	ПНД Ф 14.1:2.226-2006
Тип документа:	ПНД Ф
Статус документа:	Действует
Название:	Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовых концентраций ацетат-ионов в природных и сточных водах методом капиллярного электрофореза
Область применения:	Нормативный документ устанавливает методику измерений массовой концентрации ацетат-ионов в пробах природных и сточных вод методом капиллярного электрофореза.
Краткое содержание:
Дата добавления в базу:	01.09.2013
Дата актуализации:	01.12.2013
Доступно сейчас для просмотра:	100% текста. Полная версия документа.
Организации: