2.10.1. Ионометрический метод определения нитратов

Метод основан на извлечении нитратов из анализируемого материала раствором алюмокалиевых квасцов с последующим измерением их концентрации в полученной вытяжке с помощью ионоселективного электрода. Для ускорения анализа вместо вытяжки можно использовать сок анализируемой продукции, разбавленный раствором алюмокалиевых квасцов. При анализе капусты для разрушения примесей, мешающих определению нитратов, проводят их окисление марганцевокислым калием.

Метод используют при количественном определении нитратов в овощах, плодах и ягодах.

Метод непригоден, если содержание хлоридов в анализируемом материале более чем в 25 раз превышает содержание нитратов при их концентрации до <...> мг/кг и в 50 раз - при более высоких.

Нижний предел обнаружения нитратов - 6 мг на 1 куб. дм

анализируемого раствора. Предел надежного определения нитратов в

-1

анализируемой пробе - 30 млн. (мг/кг).

Аппаратура, материалы, реактивы. Иономер типа И-120М, И-115М,

ЭВ-74; милливольтметры pH-340, pH-121; нитратомер НМ-002 или

аналогичный прибор с погрешностью измерения не более 5 мВ (0,05

-

PNO ); ионоселективный нитратный электрод ЭМ-NO -01, ЭИМ-11 или

2 3

другой электрод, имеющий такие же метрологические характеристики;

электрод вспомогательный лабораторный хлорсеребряный ЭВЛ-1М1 или

ЭВЛ-1МЗ; весы лабораторные; колбы мерные вместимостью 50, 100 и

1000 куб. см; мерный цилиндр вместимостью 50 куб. см; пипетки

вместимостью 1, 5, 10, 50 и 100 куб. см; стаканы лабораторные

вместимостью 100, 200, 500 и 1000 куб. см; ступка фарфоровая с

пестиком; капельница; встряхиватель ВВ-1 или блок экстрагирования

БЭ-1; мешалка лабораторная электромеханическая или магнитная;

мезгообразователь МЛ-1; пластмассовая терка; механическая или

электромеханическая мясорубка; ножницы; нож; гомогенизатор с

-1

частотой вращения ножевой системы не менее 6000 мин. ;

измельчитель РТ-1 и РТ-2; соковыжималка с электрическим удалением

выжимок; механическая соковыжималка; шпатель; стеклянные палочки;

квасцы алюмокалиевые (KAl(SO ) x 12H O); хлорид калия; нитрат

4 2 2

калия; перманганат калия; кислота борная; вода дистиллированная;

пероксид водорода, раствор с массовой долей 35%; бумага

масштабно-координатная марки Д .

2

Подготовка к испытанию. 1. Раствор алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1% (экстрагирующий раствор): 10 г алюмокалиевых квасцов, взвешенных с точностью до 0,1 г, растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1000 куб. см и доводят объем до метки. Раствор хранят в склянке с притертой пробкой не более года. При появлении мути или осадка его заменяют на свежеприготовленный.

2. Экстрагирующий раствор для определения нитратов в капусте: 10 г алюмокалиевых квасцов, взвешенных с точностью до 0,1 г, растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1000 куб. см, туда же добавляют 1 г перманганата калия, взвешенного с точностью до 0,01 г, и 0,6 куб. см концентрированной серной кислоты. Полученную смесь взбалтывают до растворения всех ингредиентов, раствор доводят до метки дистиллированной водой и хранят в склянке с притертой пробкой не более одного года.

3. Приготовление основного раствора нитрата калия концентрации

C(KNO ) = 0,1 моль/куб. дм (pC = -lg CNO = 1): 10,11 г нитрата

3 NO- 3

3

калия, высушенного при температуре 110 - 120 °C до постоянной

массы и взвешенного с точностью до 0,001 г, растворяют

экстрагирующим раствором (п. 1) в мерной колбе 1000 куб. см и

доводят объем до метки тем же раствором. Раствор хранят в склянке

с притертой пробкой не более года, при появлении мути или осадка

его заменяют на свежеприготовленный.

4. Приготовление растворов сравнения нитрата калия: растворы готовят из основного раствора нитрата калия (п. 3). В день проведения анализа, используя для разбавления раствор алюмокалиевых квасцов (п. 1), который применяется для анализа. Растворы сравнения используют для градуировки прибора и построения градуировочного графика.

-

4.1. Раствор сравнения с концентрацией C(NO ) = 0,01

3

моль/куб. дм (pC = 2): основной раствор нитрата калия

NO-

3

разбавляют в 10 раз раствором алюмокалиевых квасцов. Для этого

в мерную колбу вместимостью 100 куб. см отбирают пипеткой 10

куб. см основного раствора с pC = 1, доводят до метки

NO-

3

раствором алюмокалиевых квасцов и перемешивают.

-

4.2. Раствор сравнения с концентрацией C(NO ) = 0,001

3

моль/куб. дм (pC = 3): раствор, приготовленный по п. 4.1,

NO-

3

разбавляют в 10 раз раствором алюмокалиевых квасцов, как указано в

п. 4.1.

-

4.3. Раствор сравнения с концентрацией C(NO ) = 0,0001

3

моль/куб. дм (pC = 4): раствор, приготовленный по п. 4.2,

NO-

3

разбавляют в 10 раз раствором алюмокалиевых квасцов.

5. Мембранный ионоселективный нитратный электрод и

хлорсеребряный электрод сравнения готовят к работе в соответствии

с инструкциями, прилагаемыми к ним. В промежутках между

исследованиями мембранный ионоселективный электрод погружают в

раствор с pC = 4. Если перерывы в работе составляют сутки и

NO-

3

более, его хранят в растворе нитрата калия с концентрацией

-

C(NO ) = 0,001 моль/куб. дм. При длительных перерывах между

3

исследованиями (более пяти суток) электрод хранят на воздухе и

перед началом работы вымачивают 1 - 2 часа в растворе нитрата

-

калия с концентрацией C(NO ) = 0,1 моль/куб. дм. В обоих

3

случаях перед началом измерений электрод промывают в

дистиллированной воде не менее 3 раз. Хлорсеребряный электрод

сравнения в перерывах между исследованиями погружают в стакан с

дистиллированной водой.

Проведение испытания. Пробы для анализа измельчают с помощью

терки механической, электромеханической мясорубки или

мезгообразователя. Зеленые культуры режут ножницами или ножом до

частиц размером 0,5 - 1,0 см или измельчают на мясорубке. 10,0 г

измельченного материала взвешивают с точностью до 0,01 г, помещают

в стакан гомогенизатора или измельчителя, приливают 50 куб. см

раствора алюмокалиевых квасцов и гомогенизируют в течение 1 мин.

-1

при частоте вращения 6000 мин.

При отсутствии гомогенизатора или измельчителя навеску продукта помещают в стакан вместимостью 100 - 200 куб. см, приливают 50 куб. см раствора алюмокалиевых квасцов и перемешивают с помощью мешалки в течение 3 мин.

При анализе материала, содержащего твердые ткани, и отсутствии гомогенизатора навеску массой 10,0 г растирают в ступке с прокаленным песком или битым стеклом до однородной массы, переносят ее с помощью 50 куб. см раствора алюмокалиевых квасцов в стакан вместимостью 100 - 200 куб. см, перемешивают в течение трех минут с помощью мешалки. Вместо растирания в ступке с песком или битым стеклом возможно 15-минутное нагревание суспензии на кипящей водяной бане с последующим охлаждением и доведением до метки.

В суспензии, приготовленной одним из описанных способов, измеряют концентрацию нитрат-ионов.

При анализе капусты 10,0 г измельченного материала взвешивают с точностью до 0,1 г, помещают в стакан вместимостью 100 куб. см, наливают 50 куб. см раствора алюмокалиевых квасцов (п. 2), перемешивают с помощью мешалки в течение 3 мин. Затем при перемешивании добавляют по каплям (2 - 3 капли) раствора пероксида водорода до обесцвечивания раствора. В полученной суспензии измеряют концентрацию нитрат-ионов.

Для овощей, плодов и ягод, кроме зеленых культур, с целью ускорения и снижения трудоемкости анализа можно использовать сок. Для получения сока пробы пропускают через электромеханическую соковыжималку. Сок собирают в мерную емкость и перемешивают.

При анализе всех культур, кроме капусты, от полученного сока с помощью пипетки отбирают аликвотную часть объемом 10 куб. см, измеренную с точностью до 0,1 куб. см, помещают ее в стакан вместимостью 100 - 200 куб. см, прибавляют 50 куб. см раствора алюмокалиевых квасцов, перемешивают и в полученном растворе измеряют концентрацию нитрат-ионов.

При анализе капусты в стакан вместимостью 100 - 200 куб. см

помещают 10 куб. см сока, измеренного с точностью до 0,1 куб. см,

прибавляют 50 куб. см раствора алюмокалиевых квасцов (п. 2) и

перемешивают в течение 3 мин. Затем при перемешивании добавляют по

каплям (2 - 3 капли) раствор пероксида водорода до обесцвечивания

раствора, после чего измеряют концентрацию нитрат-ионов с помощью

-

электрода ЭМ-NO -01.

3

Градуировка иономера при измерении концентрации нитратов в

единицах pC . После подключения прибора к электросети при

NO-

3

-

работе с электродом ЭМ-NO -01 нажимают клавишу 1 + 4.

3

Подготовленные к работе нитратный и хлорсеребряный электроды

ополаскивают дистиллировальной водой, промокают фильтровальной

-

бумагой и погружают в раствор сравнения с концентрацией C(NO ) =

3

0,0001 моль/куб. дм (pC = 4). Переключатель рода

NO-

3

термокомпенсации иономера должен находиться при этом в положении

"Ручн", а ручки "Температура раствора" и "pX" повернуты в крайнее

левое положение. При замере pC нажимают клавишу "pX", при

NO-

3

отключении цепи - клавишу "t". Ручкой "Калибровка" устанавливают

стрелку прибора на значение, равное 4 (по средней шкале прибора).

-

Затем убирают раствор с концентрацией C(NO ) = 0,0001

3

моль/куб. дм, ополаскивают электроды дистиллировальной водой,

промокают их фильтровальной бумагой, чтобы убрать капли воды, и

-

погружают электроды в раствор с концентрацией C(NO ) = 0,01

3

моль/куб. дм (pC = 2).

NO-

3

С помощью ручки "Крутизна" устанавливают стрелку прибора на

значение, равное двум (средней шкалы прибора). Если с помощью

ручки "Крутизна" не удается вывести на значение, равное двум, то

используют ручку "Температура раствора". Затем повторяют настройку

прибора по раствору pC = 4 и pC = 2 до тех пор, пока стрелка

NO- NO-

3 3

прибора не будет показывать требуемые значения. Перед каждой

проверкой настройки иономера электроды выдерживают в растворе с

-

концентрацией C(NO ) = 0,0001 моль/куб. дм 3 - 4 мин. и каждый

3

раз измерения проводят в свежей порции раствора сравнения. При

переносе из концентрированного в разбавленный раствор электроды

ополаскивают дистиллировальной водой и сушат фильтровальной

бумагой. Проверку градуировки прибора проверяют по раствору

pC = 3. Отклонение от контрольного значения не должно

NO-

3

превышать +/- 0,04 pC .

NO-

3

Закончив градуировку прибора, электроды погружают в испытуемый

раствор и снимают показания в единицах pC . Показания прибора

NO-

3

считывают не ранее чем через 1 мин. после прекращения дрейфа

показаний прибора. Температура испытуемых проб и растворов

сравнения должна быть одинаковой. Настройку прибора проверяют не

менее трех раз в течение рабочего дня, используя каждый раз свежие

порции растворов сравнения.

-

Полученные значения pC переводят в мг/кг NO по формуле

NO- 3

3

(62) или по табл. 22 - 27.