Файл: Практикум для студентов специальности 154 01 03 Физикохимические ме тоды и приборы контроля качества продукции.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 203
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лабораторная работа № 12
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НАТРИЯ, КАЛИЯ,
КАЛЬЦИЯ, МАГНИЯ, ЖЕЛЕЗА, МАРГАНЦА, МЕДИ, ЦИНКА,
СВИНЦА, КАДМИЯ, КОБАЛЬТА, НИКЕЛЯ, ХРОМА
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫМ МЕТОДОМ
Цель работы: освоить методики определения микроэлементов; опре- делить содержание микроэлементов в пищевых продуктах.
Средства испытаний: атомно-абсорбционый спектрометр; весы ла- бораторные; электроплитка; электропечь; этиловый спирт; раствор серной кислоты 20%-ный; раствор азотной кислоты (1 : 1); азотная кислота 1%-ная; соляная кислота (1 : 1); азотная кислота (1 : 2); перекись водорода; посуда мерная.
1. Общие сведения
Сущность атомно-абсорбционной спектроскопии заключается в по- глощении резонансного излучения (т. е. излучения, соответствующего пе- реходу атома из основного состояния на первый возбужденный электрон- ный уровень) свободными атомами определяемого элемента, находящими- ся в газовой фазе, и определении функциональной зависимости величины поглощения от концентрации определяемого элемента в анализируемой пробе.
Для получения свободных атомов, т. е. для атомизации анализируе- мой пробы, чаще всего раствор анализируемого вещества подают в виде мелкодисперсного аэрозоля в ламинарное пламя, образующееся при сгора- нии горючего газа (пропана, ацетилена, водорода, предварительно сме- шанного с окислителем – воздухом, кислородом, закисью азота.
Кроме пламени, для атомизации веществ в атомно-абсорбционном анализе используют специальные печи-кюветы, изготовленные, как прави- ло, из графита, в которые вводят небольшое количество пробы (чаще всего в виде капли раствора).
В настоящее время в качестве источников излучения для атомно- абсорбционного анализа наиболее часто используют различные газораз- рядные источники, в частности безэлектродные газоразрядные лампы и лампы с полым катодом, в спектре испускания которых содержатся линии определяемого элемента.
Величина поглощения определяется как разность двух измерений интенсивности выбранной спектральной линии: первого – при прохожде- нии излучения через среду, не содержащую определяемых элементов, вто- рого – через среду, содержащую определяемые элементы.
Мерой поглощения служат обычно показания прибора, прокалибро- ванного в единицах оптической плотности или пропускания, при условии, что первое измерение соответствует 100% пропускания. Оптическая плот- ность прямо пропорциональна концентрации поглощающих атомов, по- этому калибровочный график строят обычно в координатах «оптическая плотность – концентрация определяемого элемента».
Принципиальная схема атомно-абсорбционного спектрометра при- ведена на рис. 9.
1 – источник света;
2 – атомизатор;
3 – монохроматор;
4 – детектор;
5 – усилитель;
6 – отсчетное устройство
Рис. 9. Принципиальная схема атомно-абсорбционного спектрометра
Определение элементов атомно-абсорбционным методом основано на распылении раствора минерализата испытуемой пробы в воздушно- ацетиленовом пламени. Металлы, находящиеся в растворе минерализата, попадая в пламя, переходят в атомное состояние. Величина адсорбции све- та с длиной волны, соответствующей резонансной линии, пропорциональ- на значению концентрации металла в испытуемой пробе.
2. Порядок проведения испытаний
Подготовка к испытаниям. Подготовка проб. Пробоподготовка осуществляется методами сухой, мокрой минерализации или кислотной экстракции по ГОСТ 26929–94.
Метод сухой минерализации используется для всех видов сырья и продуктов, кроме продуктов с содержанием жира 60% и более.
Метод мокрой минерализации используется для всех видов сырья и продуктов, кроме сливочного масла и животных жиров.
Способ кислотной экстракции (неполной минерализации) предназна- чен для растительного и сливочного масел, маргарина, пищевых жиров и сыров. Способ сухой минерализации основан на полном разложении орга- нических веществ путем сжигания пробы сырья или продукта в электропе- чи при контролируемом температурном режиме.
В фарфоровые чашки или тигли, предварительно промытые азотной кислотой и дистиллированной водой, взвешивают навеску из подготовлен- ной пробы с погрешностью 0,01 г при массе навески до 10 г и с погрешно-
1
2
3
4
6
7
Полученную золу растворяют при нагревании в азотной кислоте
(1:1) из расчета 1–5 см
3
кислоты на навеску в зависимости от зольности продукта. Раствор выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в
1%-ной азотной или соляной кислоте до объема 15–20 см
3
При неполном растворении золы полученный азотнокислый раствор с осадком упаривают досуха и перерастворяют в минимальном объеме
(5–10 см
3
) соляной кислоты (1 : 1), снова упаривают до влажных солей.
Полученные соли растворяют в 1%-ной соляной кислоте до объема 15–20 см
3
Если растворы золы содержат нерастворимый осадок, объем раство- рителя можно довести до 25–30 см
3
, пробу подогреть до растворения. Если и в этом случае полного растворения не наблюдается, раствор отфильтро- вывают через промытый растворителем фильтр и осадок отбрасывают.
Способ мокрой минерализации. Способ основан на полном разрушении ор- ганических веществ пробы продукта при нагревании с серной или азотной концентрированными кислотами с добавлением перекиси водорода.
К и с л о т н а я м и н е р а л и з а ц и я п р о б с ы р ь я и п р о д у к т о в , к р о м е р а с т и т е л ь н о г о м а с л а , м а р г а р и н а , п и щ е в ы х ж и р о в .
В колбу с пробой продукта, подготовленной к минерализации вносят азот- ную кислоту из расчета 10 см
3
на каждые 5 г продукта и выдерживают не менее 15 мин. Затем в колбу вносят 2–3 стеклянных шарика для равномер- ности кипения, закрывают грушевидной пробкой и начинают нагревать на электроплитке слабо, затем сильнее, упаривая содержимое колбы до объе- ма 3–5 см
3
Колбу охлаждают, вносят 10 см
3
азотной кислоты, содержимое упа- ривают до объема 5 см
3
, после чего охлаждают. Эту процедуру повторяют
2–4 раза.
В колбу вносят 10 см
3
азотной кислоты, 2 см
3
серной кислоты, 2 см
3
перекиси водорода из расчета на каждые 5 г продукта. Минерализацию молочных продуктов проводят без добавления серной кислоты. Содержи- мое колбы упаривают до объема 5 см
3
, не допуская образования коричне- вой окраски жидкости. При появлении коричневой окраски нагревание прекращают.
Колбу охлаждают до комнатной температуры, добавляют 5 см
3
азот- ной кислоты и 2 см
3
перекиси водорода и снова нагревают до появления белых паров серного ангидрида. Если при этом раствор не обесцветился, эту процедуру повторяют. Минерализацию считают законченной, если раствор после охлаждения остается бесцветным.
Для удаления остатков кислот в охлажденную колбу добавляют
10 см
3
воды и кипятят 10 мин с момента выделения белых паров, затем ох- лаждают. Добавление воды и нагревание повторяют еще 2 раза.
Если при этом образуется осадок, в колбу вносят 20 см
3
дистиллиро- ванной воды, 2 см
3 серной кислоты, 5 см
3 соляной кислоты и кипятят до растворения осадка, постоянно дополняя испаряющуюся воду. Получен- ный минерализат после охлаждения используют для анализа полностью или количественно переносят водой в мерную колбу вместимостью 50 см
3
,
Проведение испытаний. При деструкции проб любым способом обязательно проведение контрольного (холостого) опыта для учета уровня загрязнений, которые могут возникнуть на любой стадии подготовки проб.
В каждой подготавливаемой серии проб контрольный тигель (чашка, ста- кан и пр.) обязательно проводят через все стадии подготовки вместе с тиг- лями, содержащими навески продуктов, при одинаковом времени нахож- дения на электроплитке, в муфеле, при использовании тех же реактивов в том же количестве, той же мерной посуды и т. д. Полученный в холостом опыте раствор анализируют в той же серии измерений, что и растворы проб.
Приготовление стандартных растворов. Определение содержания элементов в испытуемых растворах проводят методом градуировочного графика, который строится по значениям сигналов абсорбции растворов сравнения.
Основные стандартные растворы готовят из чистых металлов (более
99,9%) или чистых (х. ч., ос. ч.) устойчивых соединений элементов при ис- пользовании растворителей, обеспечивающих устойчивость растворов при хранении. Концентрация металла в головном растворе должна быть равна
1 г/дм
3
, или 1000 мкг/см
3
(табл. 15).
Рабочие стандартные растворы (3–5) готовят путем разбавления ос- новных стандартных растворов до концентрации, которая должна соответ- ствовать рабочему диапазону концентраций и быть близка к концентрации элемента в анализируемом растворе.
Подготовка спектрофотометра к работе и условия измерения. Юс- тировку прибора проводят в соответствии с технической инструкцией. Ре- комендуемые условия измерений, а также значения предела определения приведены в табл. 16 .
Таблица 15
Рекомендуемые способы приготовления основных стандартных растворов с
концентрацией металла – 1000 мкг/см
3
Элемент
Исходный реактив, навеска, г
Схема приготовления го- ловного стандартного рас- твора объемом 1000 см
3
Концентрация ки- слоты в конечном растворе
1 2
3 4
Натрий
NaС1, прокаленный при 500°С; 2,542 г
+ Н
2
О + НС1 0,02 н НС1
Калий
КС1, прокаленный при
500°С, 1,907 г
+ Н
2
О + НС1 0,02 н НС1
Кальций
СаСОз, высушенный при 110°С, 2,497 г
+ НС1 (2 н), нагрев + Н
2
О
Магний
Металл, 1,000 г
МgО, прокаленный при
500°С, 1,658 г
+100 см
3
разбавленной
(1 : 100) НС1, осторожно, по каплям + Н
2
О + 25 см
3
НС1(25%) + Н
2
О
Окончание табл. 15 1
2 3
4
Железо
Металл, 1,000 г
+ 20 см
3
НС1 (5 н) + 5 см
3
концентрированной НNО
3
(окисление до Fе
3+
) + Н
2
O
0,1н НС1
Цинк или
Медь
Металл, 1,000г ZnO,
1,245 г
Металл, 1,000 г
+ НС1(1:1) + Н
2
О+ + НNО
3
(40%) + Н
2
О + 50 см
3
НNО
3
(5 н), упарить досуха на во- дяной бане + 5 см
3
НС1, упарить досуха + разбав- ленную НС1 + Н
2
О
1 н НС1 0,1 н НNОз
0,1 н НСl
Марганец
Металл, 1,000 г
+ 10 см
3
НNОз упаривают досуха на водяной бане + 5 см
3
концентрированной
НС1, упарить досуха + не- сколько капель концентри- рованной НС1 + Н
2
O
0,02 н НС1
Свинец
Металл, 1,000 г
РЬ(NОз)
2
, высушенный при 110°С, 1,599 г
+ минимальный объем
НNО
3
(6 н) + Н
2
О + НС1+
+ разбавленная НNО
3
(1 : 100)
1 н НС1 1% НNО
3
Кадмий
Металл, 1,000 г
СdО, 1,142 г
+ разбавленная НNО
3
, упа- рить досуха и выдержать при 80–90°С на водяной бане, добавить 5 см
3
НС1
(1 н), упарить досуха + раз- бавленная НС1 + Н
2
О
+ 20 см
3
НС1 (5 н.) +Н
2
O +
+НС1 1 н НС1 1 н НС1
Кобальт
Металл, 1,000 г
+ минимальный объем
НNО
3
, упарить досуха, рас- творить в разбавленной
НС1 + Н
2
О
1 н НС1
Никель
Металл, 1,000 г
+ минимальный объем
НNО
3
, упарить досуха на водяной бане + 5 см
3
НС1, упарить досуха + Н
2
О +
+НС1 0,1 н НС1
Хром
Металл, 1,000 г, или
K
2
Cr
2
O
7
, высушенный при 150°С, 2,830 г
+ НС1 + Н
2
О + разбавлен- ная НС1 + Н
2
O
1 н НС1 0,02 н НС1
Таблица 16
Условия атомно-абсорбционных измерений в воздушно-ацетиленовом
пламени
Элемент
Длина вол- ны, нм
Щель, нм
Пламя
Высота го- релки, мм
Опти- мальный диапазон рабочих концентра- ций, мкг/см
3
Предел опреде- ления мкг/см
3
Натрий
330,2 3,0
Окисли- тельное
7–8 10–100 1
»
589,6 0,4
То же
7–8 2–30 0,1
»
589,0 0,4
»
7–8 0,5–5 0,005
Калий
404,5 0,4
Стехиомет- рическое
7–8 50–1000 8
»
769,9 1,5
Тоже
7–8 5–50 0,5
»
766,5 1,5
»
7–8 0,5–10 0,005
Магний
285,2 3,0
Окисли- тельное
10–15 0,1–10 0,001
Кальций
422,7 3,0
То же
15–20 5–30 0,01
Железо
248,3 0,2
Стехиомет- рическое-
7–8 1–10 0,01
Цинк
213,9 1,5
Окислитель- ное
6–7 1–10 0,002
Медь
324,8 1,5
Стехиомет- рическое
7–8 0,005–5 0,003
Марганец
279,5 0,7
Тоже
7–8 0,1–2 0,003
Свинец
283,3 2,0
»
7–8 0,1–2 0,02
»
217,0 2,0
»
7–8 0,1–2 0,01
Кадмий
228,8 1,0
Окисли- тельное
6–7 0,02–1 0,001
Кобальт
240,7 0,2
Стехиомет- рическое
6–7 0,05–2 0,01
Никель
232,1 0,2
Тоже
6–7 0,1–5 0,01
Хром
357,9 1,3
Восстанови- тельное
6–7 0,1–5 0,005 359,4 1,3
То же
6–7 0,05–5 0,005
Три вида воздушно-ацетиленового пламени, указанные в табл. 16, устанавливают приближенно и, как правило, визуально. Восстановитель- ное пламя соответствует соотношению потоков воздух – ацетилен (при- мерно 4 : 1), при котором появляется слабое белесое свечение в нижней части факела. Окислительное пламя требует вдвое меньшего расхода аце- тилена при том же воздушном потоке. Стехиометрическим пламенем счи-
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НАТРИЯ, КАЛИЯ,
КАЛЬЦИЯ, МАГНИЯ, ЖЕЛЕЗА, МАРГАНЦА, МЕДИ, ЦИНКА,
СВИНЦА, КАДМИЯ, КОБАЛЬТА, НИКЕЛЯ, ХРОМА
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫМ МЕТОДОМ
Цель работы: освоить методики определения микроэлементов; опре- делить содержание микроэлементов в пищевых продуктах.
Средства испытаний: атомно-абсорбционый спектрометр; весы ла- бораторные; электроплитка; электропечь; этиловый спирт; раствор серной кислоты 20%-ный; раствор азотной кислоты (1 : 1); азотная кислота 1%-ная; соляная кислота (1 : 1); азотная кислота (1 : 2); перекись водорода; посуда мерная.
1. Общие сведения
Сущность атомно-абсорбционной спектроскопии заключается в по- глощении резонансного излучения (т. е. излучения, соответствующего пе- реходу атома из основного состояния на первый возбужденный электрон- ный уровень) свободными атомами определяемого элемента, находящими- ся в газовой фазе, и определении функциональной зависимости величины поглощения от концентрации определяемого элемента в анализируемой пробе.
Для получения свободных атомов, т. е. для атомизации анализируе- мой пробы, чаще всего раствор анализируемого вещества подают в виде мелкодисперсного аэрозоля в ламинарное пламя, образующееся при сгора- нии горючего газа (пропана, ацетилена, водорода, предварительно сме- шанного с окислителем – воздухом, кислородом, закисью азота.
Кроме пламени, для атомизации веществ в атомно-абсорбционном анализе используют специальные печи-кюветы, изготовленные, как прави- ло, из графита, в которые вводят небольшое количество пробы (чаще всего в виде капли раствора).
В настоящее время в качестве источников излучения для атомно- абсорбционного анализа наиболее часто используют различные газораз- рядные источники, в частности безэлектродные газоразрядные лампы и лампы с полым катодом, в спектре испускания которых содержатся линии определяемого элемента.
Величина поглощения определяется как разность двух измерений интенсивности выбранной спектральной линии: первого – при прохожде- нии излучения через среду, не содержащую определяемых элементов, вто- рого – через среду, содержащую определяемые элементы.
Мерой поглощения служат обычно показания прибора, прокалибро- ванного в единицах оптической плотности или пропускания, при условии, что первое измерение соответствует 100% пропускания. Оптическая плот- ность прямо пропорциональна концентрации поглощающих атомов, по- этому калибровочный график строят обычно в координатах «оптическая плотность – концентрация определяемого элемента».
Принципиальная схема атомно-абсорбционного спектрометра при- ведена на рис. 9.
1 – источник света;
2 – атомизатор;
3 – монохроматор;
4 – детектор;
5 – усилитель;
6 – отсчетное устройство
Рис. 9. Принципиальная схема атомно-абсорбционного спектрометра
Определение элементов атомно-абсорбционным методом основано на распылении раствора минерализата испытуемой пробы в воздушно- ацетиленовом пламени. Металлы, находящиеся в растворе минерализата, попадая в пламя, переходят в атомное состояние. Величина адсорбции све- та с длиной волны, соответствующей резонансной линии, пропорциональ- на значению концентрации металла в испытуемой пробе.
2. Порядок проведения испытаний
Подготовка к испытаниям. Подготовка проб. Пробоподготовка осуществляется методами сухой, мокрой минерализации или кислотной экстракции по ГОСТ 26929–94.
Метод сухой минерализации используется для всех видов сырья и продуктов, кроме продуктов с содержанием жира 60% и более.
Метод мокрой минерализации используется для всех видов сырья и продуктов, кроме сливочного масла и животных жиров.
Способ кислотной экстракции (неполной минерализации) предназна- чен для растительного и сливочного масел, маргарина, пищевых жиров и сыров. Способ сухой минерализации основан на полном разложении орга- нических веществ путем сжигания пробы сырья или продукта в электропе- чи при контролируемом температурном режиме.
В фарфоровые чашки или тигли, предварительно промытые азотной кислотой и дистиллированной водой, взвешивают навеску из подготовлен- ной пробы с погрешностью 0,01 г при массе навески до 10 г и с погрешно-
1
2
3
4
6
7
стью 0,1 г при массе навески 10 г и более. Масса навески пробы, необхо- димая для проведения испытания, указана в табл. 14.
Таблица 14
Масса навески пробы
Наименование сырья и продукции
Масса навески, г
(или объем, см
3
) для макроэле- ментов для микро- элементов
1. Плоды, овощи, продукты их переработки
5–10 20–30 2. Мясо, мясо птицы, яйцо, меланж, яичный порошок, консервы мясные и мясорастительные, рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные, водоросли и продукты их переработки
3–5 15–20 3. Печень, почки и другие внутренние органы
3 10 4. Растительные масла и продукты их переработки, жи- вотные жиры, сливочное масло
20 20 5. Зерно и продукты его переработки
5–10 15 6. Хлебобулочные и кондитерские изделия
3 15 7. Молоко и молочные продукты: жидкие
3–5 50–100 сухие
1 5–10 творог, сыры
1 5–20 8. Вино, коньяк, пиво
10–20 20–50
Навеску продукта замачивают в 96%-ном этиловом спирте из расчета
5 см
3
спирта на 1 г сухого вещества. Чашки (тигли) с навеской, покрыва- ются часовыми стеклами или чашками Петри, выдерживают при комнат- ной температуре в течение 12–48 ч.
Чашки переносят на электроплитку, осторожно высушивают и, посте- пенно увеличивая нагрев, выдерживают на плитке до начала обугливания.
Продукты с высоким содержанием сахаров перед обугливанием об- рабатывают 20%-ным раствором серной кислоты из расчета 5 см
3 кислоты на 1 г сухого вещества.
Чашки с высушенными пробами помещают в холодную электропечь.
Минерализацию проб проводят постепенно, повышая температуру элек- тропечи на 50°С через каждые 30 мин и, доведя ее до 450°С, продолжают минерализацию при этих условиях до получения серой золы.
Чашу с золой вынимают из электропечи, охлаждают до комнатной температуры и серую золу смачивают водой и 0,5–1 см
3
раствора азотной кислоты (1 : 1). Затем кислоту досуха выпаривают на электроплитке со слабым нагревом и снова помещают чашу с пробой в электропечь, посте- пенно доводя температуру до 300°С, выдерживают 0,5 ч. Минерализацию считают законченной, когда зола станет белого или слегка окрашенного цвета, без обугленных частиц. При наличии обугленных частиц повторяют обработку золы раствором азотной кислоты или водой, снова доозоляют.
Таблица 14
Масса навески пробы
Наименование сырья и продукции
Масса навески, г
(или объем, см
3
) для макроэле- ментов для микро- элементов
1. Плоды, овощи, продукты их переработки
5–10 20–30 2. Мясо, мясо птицы, яйцо, меланж, яичный порошок, консервы мясные и мясорастительные, рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные, водоросли и продукты их переработки
3–5 15–20 3. Печень, почки и другие внутренние органы
3 10 4. Растительные масла и продукты их переработки, жи- вотные жиры, сливочное масло
20 20 5. Зерно и продукты его переработки
5–10 15 6. Хлебобулочные и кондитерские изделия
3 15 7. Молоко и молочные продукты: жидкие
3–5 50–100 сухие
1 5–10 творог, сыры
1 5–20 8. Вино, коньяк, пиво
10–20 20–50
Навеску продукта замачивают в 96%-ном этиловом спирте из расчета
5 см
3
спирта на 1 г сухого вещества. Чашки (тигли) с навеской, покрыва- ются часовыми стеклами или чашками Петри, выдерживают при комнат- ной температуре в течение 12–48 ч.
Чашки переносят на электроплитку, осторожно высушивают и, посте- пенно увеличивая нагрев, выдерживают на плитке до начала обугливания.
Продукты с высоким содержанием сахаров перед обугливанием об- рабатывают 20%-ным раствором серной кислоты из расчета 5 см
3 кислоты на 1 г сухого вещества.
Чашки с высушенными пробами помещают в холодную электропечь.
Минерализацию проб проводят постепенно, повышая температуру элек- тропечи на 50°С через каждые 30 мин и, доведя ее до 450°С, продолжают минерализацию при этих условиях до получения серой золы.
Чашу с золой вынимают из электропечи, охлаждают до комнатной температуры и серую золу смачивают водой и 0,5–1 см
3
раствора азотной кислоты (1 : 1). Затем кислоту досуха выпаривают на электроплитке со слабым нагревом и снова помещают чашу с пробой в электропечь, посте- пенно доводя температуру до 300°С, выдерживают 0,5 ч. Минерализацию считают законченной, когда зола станет белого или слегка окрашенного цвета, без обугленных частиц. При наличии обугленных частиц повторяют обработку золы раствором азотной кислоты или водой, снова доозоляют.
Полученную золу растворяют при нагревании в азотной кислоте
(1:1) из расчета 1–5 см
3
кислоты на навеску в зависимости от зольности продукта. Раствор выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в
1%-ной азотной или соляной кислоте до объема 15–20 см
3
При неполном растворении золы полученный азотнокислый раствор с осадком упаривают досуха и перерастворяют в минимальном объеме
(5–10 см
3
) соляной кислоты (1 : 1), снова упаривают до влажных солей.
Полученные соли растворяют в 1%-ной соляной кислоте до объема 15–20 см
3
Если растворы золы содержат нерастворимый осадок, объем раство- рителя можно довести до 25–30 см
3
, пробу подогреть до растворения. Если и в этом случае полного растворения не наблюдается, раствор отфильтро- вывают через промытый растворителем фильтр и осадок отбрасывают.
Способ мокрой минерализации. Способ основан на полном разрушении ор- ганических веществ пробы продукта при нагревании с серной или азотной концентрированными кислотами с добавлением перекиси водорода.
К и с л о т н а я м и н е р а л и з а ц и я п р о б с ы р ь я и п р о д у к т о в , к р о м е р а с т и т е л ь н о г о м а с л а , м а р г а р и н а , п и щ е в ы х ж и р о в .
В колбу с пробой продукта, подготовленной к минерализации вносят азот- ную кислоту из расчета 10 см
3
на каждые 5 г продукта и выдерживают не менее 15 мин. Затем в колбу вносят 2–3 стеклянных шарика для равномер- ности кипения, закрывают грушевидной пробкой и начинают нагревать на электроплитке слабо, затем сильнее, упаривая содержимое колбы до объе- ма 3–5 см
3
Колбу охлаждают, вносят 10 см
3
азотной кислоты, содержимое упа- ривают до объема 5 см
3
, после чего охлаждают. Эту процедуру повторяют
2–4 раза.
В колбу вносят 10 см
3
азотной кислоты, 2 см
3
серной кислоты, 2 см
3
перекиси водорода из расчета на каждые 5 г продукта. Минерализацию молочных продуктов проводят без добавления серной кислоты. Содержи- мое колбы упаривают до объема 5 см
3
, не допуская образования коричне- вой окраски жидкости. При появлении коричневой окраски нагревание прекращают.
Колбу охлаждают до комнатной температуры, добавляют 5 см
3
азот- ной кислоты и 2 см
3
перекиси водорода и снова нагревают до появления белых паров серного ангидрида. Если при этом раствор не обесцветился, эту процедуру повторяют. Минерализацию считают законченной, если раствор после охлаждения остается бесцветным.
Для удаления остатков кислот в охлажденную колбу добавляют
10 см
3
воды и кипятят 10 мин с момента выделения белых паров, затем ох- лаждают. Добавление воды и нагревание повторяют еще 2 раза.
Если при этом образуется осадок, в колбу вносят 20 см
3
дистиллиро- ванной воды, 2 см
3 серной кислоты, 5 см
3 соляной кислоты и кипятят до растворения осадка, постоянно дополняя испаряющуюся воду. Получен- ный минерализат после охлаждения используют для анализа полностью или количественно переносят водой в мерную колбу вместимостью 50 см
3
,
доводят до метки водой и перемешивают.
К и с л о т н а я м и н е р а л и з а ц и я п р о б р а с т и т е л ь н ы х м а с е л , м а р г а р и н а , п и щ е в ы х ж и р о в . Пробу продукта в колбе Кьельдаля, подготовленную к минерализации, нагревают на электроплитке 7–8 ч до образования вязкой массы, охлаждают, добавляют 25 см
3 азотной кислоты и вновь осторожно нагревают, избегая бурного вспенивания. После пре- кращения вспенивания колбу с содержимым охлаждают, добавляют еще 25 см
3
азотной кислоты и 12 см
3 хлорной кислоты и нагревают до получения бесцветной жидкости. Если во время сжигания жидкость темнеет, то к ней добавляют периодически по 5 см
3 азотной кислоты и продолжают нагрева- ние до завершения минерализации. Минерализацию считают законченной, если раствор после охлаждения остается бесцветным. Затем продолжают процедуру как описано в разделе минерализации проб сырья и продуктов.
Способ кислотной экстракции (неполной минерализации). Способ основан на экстракции элементов из пробы продукта кипячением с разбав- ленной соляной или азотной кислотой и предназначен для растительного и сливочного масел, маргарина, пищевых жиров и сыров.
В термостойкую колбу с навеской продукта вносят цилиндром 40 см
3
раствора соляной кислоты (1 : 1) и такой же объем раствора азотной кисло- ты (1 : 2).
В колбу добавляют несколько стеклянных шариков, вставляют в нее холодильник, помещают на электроплитку, покрытую асбестом, и кипятят в течение 1,5 ч с момента закипания. Затем содержимое колбы медленно охлаждают до комнатной температуры, не вынимая холодильника.
В колбу с экстракционной смесью сливочного масла, жиров или мар- гарина и кислотой помещают в холодную водяную баню для затвердевания жира. Затвердевший жир прокалывают стеклянной палочкой, фильтруют через фильтр, смоченный кислотой, затем промывают фильтр 5–7 см
3
дис- тиллированной водой. Оставшийся в колбе жир расплавляют на водяной бане, добавляют 10 см
3 раствора кислоты, встряхивают, охлаждают, после охлаждения жир прокалывают и промывную жидкость сливают в тот же сосуд через тот же фильтр, затем фильтр промывают 5–7 см
3
дистиллиро- ванной воды.
Экстракционную смесь растительного масла с кислотой переносят в делительную воронку. Колбу ополаскивают 10 см
3
кислоты, которую сли- вают в ту же воронку. После разделения слоев нижний водный слой сли- вают через фильтр, смоченный кислотой, в кварцевую или фарфоровую чашку, затем фильтр промывают 5–7 см
3 дистиллированной воды.
Экстракционную смесь сыра с кислотой фильтруют через фильтр, смоченный кислотой в кварцевую или фарфоровую чашку. Колбу ополас- кивают 10 см
3
кислоты, которую фильтруют через тот же фильтр, затем фильтр промывают 5–7 см
3 дистиллированной воды.
Чашу с экстракционной смесью осторожно выпаривают и обуглива- ют на электроплитке. Затем помещают в электропечь и озоляют до исчез- новения обугленных частиц.
К и с л о т н а я м и н е р а л и з а ц и я п р о б р а с т и т е л ь н ы х м а с е л , м а р г а р и н а , п и щ е в ы х ж и р о в . Пробу продукта в колбе Кьельдаля, подготовленную к минерализации, нагревают на электроплитке 7–8 ч до образования вязкой массы, охлаждают, добавляют 25 см
3 азотной кислоты и вновь осторожно нагревают, избегая бурного вспенивания. После пре- кращения вспенивания колбу с содержимым охлаждают, добавляют еще 25 см
3
азотной кислоты и 12 см
3 хлорной кислоты и нагревают до получения бесцветной жидкости. Если во время сжигания жидкость темнеет, то к ней добавляют периодически по 5 см
3 азотной кислоты и продолжают нагрева- ние до завершения минерализации. Минерализацию считают законченной, если раствор после охлаждения остается бесцветным. Затем продолжают процедуру как описано в разделе минерализации проб сырья и продуктов.
Способ кислотной экстракции (неполной минерализации). Способ основан на экстракции элементов из пробы продукта кипячением с разбав- ленной соляной или азотной кислотой и предназначен для растительного и сливочного масел, маргарина, пищевых жиров и сыров.
В термостойкую колбу с навеской продукта вносят цилиндром 40 см
3
раствора соляной кислоты (1 : 1) и такой же объем раствора азотной кисло- ты (1 : 2).
В колбу добавляют несколько стеклянных шариков, вставляют в нее холодильник, помещают на электроплитку, покрытую асбестом, и кипятят в течение 1,5 ч с момента закипания. Затем содержимое колбы медленно охлаждают до комнатной температуры, не вынимая холодильника.
В колбу с экстракционной смесью сливочного масла, жиров или мар- гарина и кислотой помещают в холодную водяную баню для затвердевания жира. Затвердевший жир прокалывают стеклянной палочкой, фильтруют через фильтр, смоченный кислотой, затем промывают фильтр 5–7 см
3
дис- тиллированной водой. Оставшийся в колбе жир расплавляют на водяной бане, добавляют 10 см
3 раствора кислоты, встряхивают, охлаждают, после охлаждения жир прокалывают и промывную жидкость сливают в тот же сосуд через тот же фильтр, затем фильтр промывают 5–7 см
3
дистиллиро- ванной воды.
Экстракционную смесь растительного масла с кислотой переносят в делительную воронку. Колбу ополаскивают 10 см
3
кислоты, которую сли- вают в ту же воронку. После разделения слоев нижний водный слой сли- вают через фильтр, смоченный кислотой, в кварцевую или фарфоровую чашку, затем фильтр промывают 5–7 см
3 дистиллированной воды.
Экстракционную смесь сыра с кислотой фильтруют через фильтр, смоченный кислотой в кварцевую или фарфоровую чашку. Колбу ополас- кивают 10 см
3
кислоты, которую фильтруют через тот же фильтр, затем фильтр промывают 5–7 см
3 дистиллированной воды.
Чашу с экстракционной смесью осторожно выпаривают и обуглива- ют на электроплитке. Затем помещают в электропечь и озоляют до исчез- новения обугленных частиц.
Проведение испытаний. При деструкции проб любым способом обязательно проведение контрольного (холостого) опыта для учета уровня загрязнений, которые могут возникнуть на любой стадии подготовки проб.
В каждой подготавливаемой серии проб контрольный тигель (чашка, ста- кан и пр.) обязательно проводят через все стадии подготовки вместе с тиг- лями, содержащими навески продуктов, при одинаковом времени нахож- дения на электроплитке, в муфеле, при использовании тех же реактивов в том же количестве, той же мерной посуды и т. д. Полученный в холостом опыте раствор анализируют в той же серии измерений, что и растворы проб.
Приготовление стандартных растворов. Определение содержания элементов в испытуемых растворах проводят методом градуировочного графика, который строится по значениям сигналов абсорбции растворов сравнения.
Основные стандартные растворы готовят из чистых металлов (более
99,9%) или чистых (х. ч., ос. ч.) устойчивых соединений элементов при ис- пользовании растворителей, обеспечивающих устойчивость растворов при хранении. Концентрация металла в головном растворе должна быть равна
1 г/дм
3
, или 1000 мкг/см
3
(табл. 15).
Рабочие стандартные растворы (3–5) готовят путем разбавления ос- новных стандартных растворов до концентрации, которая должна соответ- ствовать рабочему диапазону концентраций и быть близка к концентрации элемента в анализируемом растворе.
Подготовка спектрофотометра к работе и условия измерения. Юс- тировку прибора проводят в соответствии с технической инструкцией. Ре- комендуемые условия измерений, а также значения предела определения приведены в табл. 16 .
Таблица 15
Рекомендуемые способы приготовления основных стандартных растворов с
концентрацией металла – 1000 мкг/см
3
Элемент
Исходный реактив, навеска, г
Схема приготовления го- ловного стандартного рас- твора объемом 1000 см
3
Концентрация ки- слоты в конечном растворе
1 2
3 4
Натрий
NaС1, прокаленный при 500°С; 2,542 г
+ Н
2
О + НС1 0,02 н НС1
Калий
КС1, прокаленный при
500°С, 1,907 г
+ Н
2
О + НС1 0,02 н НС1
Кальций
СаСОз, высушенный при 110°С, 2,497 г
+ НС1 (2 н), нагрев + Н
2
О
Магний
Металл, 1,000 г
МgО, прокаленный при
500°С, 1,658 г
+100 см
3
разбавленной
(1 : 100) НС1, осторожно, по каплям + Н
2
О + 25 см
3
НС1(25%) + Н
2
О
Окончание табл. 15 1
2 3
4
Железо
Металл, 1,000 г
+ 20 см
3
НС1 (5 н) + 5 см
3
концентрированной НNО
3
(окисление до Fе
3+
) + Н
2
O
0,1н НС1
Цинк или
Медь
Металл, 1,000г ZnO,
1,245 г
Металл, 1,000 г
+ НС1(1:1) + Н
2
О+ + НNО
3
(40%) + Н
2
О + 50 см
3
НNО
3
(5 н), упарить досуха на во- дяной бане + 5 см
3
НС1, упарить досуха + разбав- ленную НС1 + Н
2
О
1 н НС1 0,1 н НNОз
0,1 н НСl
Марганец
Металл, 1,000 г
+ 10 см
3
НNОз упаривают досуха на водяной бане + 5 см
3
концентрированной
НС1, упарить досуха + не- сколько капель концентри- рованной НС1 + Н
2
O
0,02 н НС1
Свинец
Металл, 1,000 г
РЬ(NОз)
2
, высушенный при 110°С, 1,599 г
+ минимальный объем
НNО
3
(6 н) + Н
2
О + НС1+
+ разбавленная НNО
3
(1 : 100)
1 н НС1 1% НNО
3
Кадмий
Металл, 1,000 г
СdО, 1,142 г
+ разбавленная НNО
3
, упа- рить досуха и выдержать при 80–90°С на водяной бане, добавить 5 см
3
НС1
(1 н), упарить досуха + раз- бавленная НС1 + Н
2
О
+ 20 см
3
НС1 (5 н.) +Н
2
O +
+НС1 1 н НС1 1 н НС1
Кобальт
Металл, 1,000 г
+ минимальный объем
НNО
3
, упарить досуха, рас- творить в разбавленной
НС1 + Н
2
О
1 н НС1
Никель
Металл, 1,000 г
+ минимальный объем
НNО
3
, упарить досуха на водяной бане + 5 см
3
НС1, упарить досуха + Н
2
О +
+НС1 0,1 н НС1
Хром
Металл, 1,000 г, или
K
2
Cr
2
O
7
, высушенный при 150°С, 2,830 г
+ НС1 + Н
2
О + разбавлен- ная НС1 + Н
2
O
1 н НС1 0,02 н НС1
Таблица 16
Условия атомно-абсорбционных измерений в воздушно-ацетиленовом
пламени
Элемент
Длина вол- ны, нм
Щель, нм
Пламя
Высота го- релки, мм
Опти- мальный диапазон рабочих концентра- ций, мкг/см
3
Предел опреде- ления мкг/см
3
Натрий
330,2 3,0
Окисли- тельное
7–8 10–100 1
»
589,6 0,4
То же
7–8 2–30 0,1
»
589,0 0,4
»
7–8 0,5–5 0,005
Калий
404,5 0,4
Стехиомет- рическое
7–8 50–1000 8
»
769,9 1,5
Тоже
7–8 5–50 0,5
»
766,5 1,5
»
7–8 0,5–10 0,005
Магний
285,2 3,0
Окисли- тельное
10–15 0,1–10 0,001
Кальций
422,7 3,0
То же
15–20 5–30 0,01
Железо
248,3 0,2
Стехиомет- рическое-
7–8 1–10 0,01
Цинк
213,9 1,5
Окислитель- ное
6–7 1–10 0,002
Медь
324,8 1,5
Стехиомет- рическое
7–8 0,005–5 0,003
Марганец
279,5 0,7
Тоже
7–8 0,1–2 0,003
Свинец
283,3 2,0
»
7–8 0,1–2 0,02
»
217,0 2,0
»
7–8 0,1–2 0,01
Кадмий
228,8 1,0
Окисли- тельное
6–7 0,02–1 0,001
Кобальт
240,7 0,2
Стехиомет- рическое
6–7 0,05–2 0,01
Никель
232,1 0,2
Тоже
6–7 0,1–5 0,01
Хром
357,9 1,3
Восстанови- тельное
6–7 0,1–5 0,005 359,4 1,3
То же
6–7 0,05–5 0,005
Три вида воздушно-ацетиленового пламени, указанные в табл. 16, устанавливают приближенно и, как правило, визуально. Восстановитель- ное пламя соответствует соотношению потоков воздух – ацетилен (при- мерно 4 : 1), при котором появляется слабое белесое свечение в нижней части факела. Окислительное пламя требует вдвое меньшего расхода аце- тилена при том же воздушном потоке. Стехиометрическим пламенем счи-