ГОСТ EN 13368-1-2016. Межгосударственный стандарт. Удобрения. Определение хелатообразователей методом ионной хроматографии. Часть 1. EDTA, HEDTA и DTPA
(введен в действие Приказом Росстандарта от 13.09.2016 № 1123-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 1 марта 2017 года.
Введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 сентября 2016 г. № 1123-ст
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЕЛАТООБРАЗОВАТЕЛЕЙ МЕТОДОМ ИОННОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
Fertilizers. Determination of chelating agents in fertilizers by ion chromatography. Part 1. EDTA, HEDTA and DTPA
Дата введения 1 марта 2017 года
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации материалов и технологий» (ФГУП «ВНИИ СМТ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 5 европейского регионального стандарта
2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 527 «Химия»
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 20 апреля 2016 г. № 87-П)
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 сентября 2016 г. № 1123-ст межгосударственный стандарт ГОСТ EN 13368-1-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2017 г.
5 Настоящий стандарт идентичен европейскому региональному стандарту EN 13368-1:2001 «Удобрения. Определение хелатообразователей в удобрениях методом ионной хроматографии. Часть 1. EDTA, HEDTA и DTPA» («Fertilizers — Determination of chelating agents in fertilizers by ion chromatography — Part 1: EDTA, HEDTA and DTPA», IDT).
Европейский стандарт разработан Европейским комитетом по стандартизации CEN/TC 260 «Удобрения и известковые материалы».
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных европейских региональных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
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 (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод определения общего содержания каждого из отдельных хелатообразователей EDTA, HEDTA и DTPA ионной хроматографией в удобрениях, содержащих одно или более этих веществ. Метод позволяет идентифицировать и определить общее содержание водорастворимой части этих хелатообразователей.
Примечание — EDTA, HEDTA и DTPA являются сокращениями, используемыми в настоящем стандарте. Полные наименования хелатообразователей приведены в приложении A.
Настоящий метод применим к удобрениям, содержащим хелаты одного или более из следующих микроэлементов: кобальт, медь, железо, марганец, цинк и другие с массовой долей не менее 0,1%.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
EN 1482 (all parts), Fertilizers and liming materials — Sampling and sample preparation [Удобрения и известковые материалы. Отбор и подготовка проб (все части EN 1482)]
EN ISO 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods (ISO 3696:1987) (Вода для лабораторного анализа. Технические требования и методы испытаний)
3 Сущность метода
Микроэлементы, соединенные с хелатообразователями, присутствующими в водном экстракте образца, заменяют железом (III). Хелаты железа отделяют и определяют методом ионной хроматографии. Разделение основано на анионном обмене, путем элюирования растворов нитрата и ацетата. Обнаружение основано на УФ-фотометрии при 330 нм, после постколоночной реакции с разбавленной хлорной кислотой.
4 Влияющие факторы
Некоторые вещества могут оказывать влияние, в значительной мере зависящее от типа используемой колонки. При использовании колонки по 6.2 наблюдались следующие отклонения:
a) впрыскивание растворов с высокими концентрациями солей влияет на время удерживания, в основном уменьшая его по сравнению со стандартными растворами. В таких случаях пики можно определить с помощью метода добавок;
b) растворы с высокими концентрациями солей могут также создавать сильный сигнал в объеме пустот колонки, который трудно отличить от пика HEDTA;
c) высокие концентрации нитратов, карбонатов, сульфатов и фосфатов на определение влияния не оказывают. С другой стороны, высокое содержание хлоридов вызывает перед пиком DTPA обратный пик, плохо отличимый от него и меняющий его форму;
d) соединения, относящиеся к группе полиамино-поликарбоновых кислот, оказывают влияние на определение. Пока не обнаружены сигналы EDDHA, EDDHMA и EDDHSA, наблюдают относительно слабые сигналы NTA и CDTA. При некоторых условиях NTA может совместно элюироваться с HEDTA или EDTA.
Примечание — EDDHA, EDDHMA, EDDHSA, NTA и CDTA являются сокращениями, используемыми в настоящем стандарте. Полные наименования приведены в приложении A;
e) сигналы не были обнаружены в следующих комплексообразователях: цитрате, оксалате, тартрате, фталате и 20 аминокислотах, встречающихся в природе.
5 Реактивы
5.1 Общие требования
a) Используют реактивы только аналитической степени чистоты.
b) Воду по EN ISO 3696 перед использованием дегазируют кипячением.
5.2 Азотная кислота, раствор c (HNO3) = 7,2 моль/дм3: разбавляют водой 1 + 1.
5.3 Натрия гидроксид, раствор c (NaOH) = 0,5 моль/дм3: растворяют в воде 20 г гранулированного NaOH в мерной колбе вместимостью 1 дм3, доводят до метки водой и перемешивают.
5.4 Основной раствор EDTA, c (EDTA) = 2 ммоль/дм3: растворяют 372 мг 2-водной динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты в 400 см3 воды в мерной колбе вместимостью 500 см3. После растворения доводят до метки водой и перемешивают. Хранят в пластиковой бутылке.
5.5 Основной раствор HEDTA, c (HEDTA) = 2 ммоль/дм3: растворяют 380 мг 2-водной тринатриевой соли гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусной кислоты в 400 см3 воды в мерной колбе вместимостью 500 см3. После растворения доводят до метки водой и перемешивают. Хранят в пластиковой бутылке.
5.6 Основной раствор DTPA, c (DTPA) = 2 ммоль/дм3: растворяют 393 мг диэтилентриаминпентауксусной кислоты в 10 см3 NaOH (5.3) в мерном стакане вместимостью 50 см3. После растворения количественно переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доводят до метки водой и перемешивают. Хранят в пластиковой бутылке.
5.7 Стандартные смеси EDTA/HEDTA/DTPA
В набор из трех колб по 100 см3 переносят пипеткой соответственно 2,5, 5 и 10 см3 каждого из основных растворов концентрацией 2 ммоль/дм3 (5.4, 5.5 и 5.6), доводят до метки водой и перемешивают. Эти растворы содержат смеси EDTA, HEDTA и DTPA концентрациями соответственно 0,05; 0,1 и 0,2 ммоль/дм3. Их необходимо использовать в течение двух дней.
5.8 Элюент нитрата (50 ммоль/дм3) и ацетата (50 ммоль/дм3)
Растворяют 4,10 г безводного ацетата натрия (NaCH3COO) в смеси 800 см3 воды и 6,95 см3 азотной кислоты (5.2) в мерной колбе вместимостью 1 дм3. Доводят до метки водой и перемешивают. Доводят значение pH элюента до 2,75 +/- 0,20. После использования фильтруют раствор через мембранный фильтр пористостью 0,45 мкм (6.3).
Примечание - Концентрация элюента оказывает влияние на скорость и эффективность разделения, которое может быть выполнено при концентрациях элюента в пределах от 25 до 75 ммоль/дм3 нитрата и ацетата. При низких концентрациях получают лучшее разделение между свободным сигналом, пиками HEDTA и EDTA, тогда как при высоких концентрациях наблюдают лучшую форму DTPA пика.
5.9 Раствор нитрата железа (III)
Растворяют 5 г нонагидрата нитрата железа [Fe(NO3)3·9H2O] в смеси 800 см3 воды и 21 см3 азотной кислоты (5.2) в мерной колбе вместимостью 1 дм3. Доводят до метки водой и перемешивают. Хранят в пластиковой бутылке.
Примечание - Азотную кислоту добавляют для того, чтобы стабилизировать раствор и остановить замещение других хелатообразующих микроэлементов железом (III).
5.10 Хлорная кислота, раствор 2%: доводят 29 см3 хлорной кислоты (70% HClO4, \rho = 1,67\text{г}/\text{см}^{3} ) до 1 дм3 водой.
6 Аппаратура
Используют обычное лабораторное оборудование, посуду и:
6.1 Ротационный встряхиватель
Ротационный встряхиватель с частотой вращения примерно от 35 до 45 мин-1.
6.2 Ионный хроматограф
Ионный хроматограф, оборудованный:
a) изократическим насосом, доставляющим элюент (5.8) при скорости потока 0,5 см3/мин;
b) нагнетательным клапаном с петлевым дозатором 50 мм3;
c) разделительной колонкой с анионным обменом, заполненной частицами размером 10 мкм, состоящими из 2%-ного связующего при емкости в колонке 100 мэкв субстрата x и алкила четвертичного аммония со среднесильной гидрофобностью.
1 Колонка по перечислению c) не является единственно возможной. Любая разделительная колонка с анионным обменом, обеспечивающая сопоставимые емкость, гидрофобность и селективность, может быть использована.
2 В исходном состоянии колонки наблюдают некоторую чувствительность к различным анионам (нитрат, сульфат, фосфат), которая исчезает после обработки колонки избытком железа. Это может быть необходимым условием эксплуатации колонки перед проведением повторных впрысков, не менее 10, раствора железа (III) (5.9), с последующим уравновешиванием потока элюента не менее 6 ч.
3 После многочисленных впрысков, в особенности продуктов с комплексной матрицей, колонка может потерять часть своей вместимости и эффективность разделения. Вещества, такие как фенольные соединения (например, EDDHA, гуминовые кислоты), могут сильно поглощаться в частях колонки. Суспендированные и коллоидные вещества могут засорить вход колонки и нарушить течение элюента. Инструкции по очистке от производителей колонки содержат информацию по подходящей процедуре очистки колонки.
4 Впрыск нерастворенного вещества сильно уменьшает срок эксплуатации колонки. Растворы перед впрыском всегда должны быть кондиционированы и затем профильтрованы через мембранный фильтр пористостью 2 мкм;
d) постколоночным реакционным модулем подачи, подающим реактив (5.10) со скоростью потока от 0,5 до 0,6 см3/мин.
Примечание - Постколоночные реактивы стабилизируют элюируемые хелаты железа (III) и подавляют сигнал некоторых возможных мешающих веществ. Для анализов образцов с простыми матрицами постколоночную реакцию можно считать излишней;
e) UV/VIS детектор с фильтром 330 нм, диапазоном измерений оптической плотности на уровне 0,1.
Примечание - Хелаты железа EDTA, HEDTA и DTPA имеют приемлемую оптическую плотность при длине волны от 250 до 350 нм. Измерение оптической плотности при длине волны 254 нм обладает большей чувствительностью, но при этом создает шумный фон, более чувствительный к помехам;
6.3 Мембранные фильтры
Микромембранные фильтры, стойкие к водным растворам, пористостью соответственно 0,45 и 0,2 мкм.
7 Подготовка пробы
Готовят пробу в соответствии с EN 1482.
1 Пробу можно также подготовить в соответствии с методом 1 директивы [1].
2 Для измельчения образца с высоким содержанием хелатообразователей не рекомендуется использовать высокоскоростную лабораторную дробилку. Удобнее использовать ступку для измельчения образца до размера частиц менее чем 1 мм.
8 Проведение анализа
8.1 Приготовление раствора образца
Взвешивают 5 г образца (m) с точностью до 1 мг в мерную колбу (V0) вместимостью 250 см3. Добавляют 200 см3 воды и ставят на ротационный встряхиватель (6.1) на 1 ч. Доводят до метки водой, перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр. При необходимости разбавляют фильтрат водой для того, чтобы получить концентрацию хелатообразователя от 0,02 до 0,2 ммоль/дм3. Коэффициент разбавления принимают как D. Пипеткой переносят 20 см3 раствора в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора нитрата железа (III) (5.9), перемешивают и дают постоять 15 мин.
Примечание - Добавление железа может привести к осаждению, особенно если фосфат присутствует в растворе образца. По этой причине осадок должен отстояться, и раствор кондиционируют в течение 15 мин.
8.2 Приготовление стандартных растворов
От каждой стандартной смеси EDTA/HEDTA/DTPA концентрацией соответственно 0,05; 0,1 и 0,2 ммоль/дм3 (5.7) пипеткой отбирают по 20 см3 в набор мерных стаканов вместимостью 100 см3 каждый. Добавляют 5 см3 раствора железа (III) (5.9), перемешивают и дают отстояться 15 мин.
8.3 Ионно-хроматографический анализ
Непосредственно перед впрыском все растворы должны быть отфильтрованы через мембранный фильтр (6.3) пористостью 0,2 мкм. Впрыскивают стандартные растворы (8.2) в хроматографическую систему (6.2). Время удерживания хелатов железа определяют в следующем порядке: HEDTA < EDTA < DTPA. Регулируют затухание на интеграторе для того, чтобы получить приблизительно 75% диапазона измерений для пика EDTA от наиболее концентрированного стандартного раствора. Пример хроматограммы представлен в приложении B. Измеряют время удерживания и площади пиков для трех хелатообразователей. Впрыскивают раствор образца (8.1). После элюирования определяют хелатообразователь по времени удерживания и измеряют соответствующую площадь пика. Для каждого соответствующего хелатообразователя строят градуировочный график зависимости значений площади пика стандартных растворов от соответствующей концентрации Cs (моль/дм3) хелатообразователя. Концентрацию хелатообразователя в растворе образца (моль/дм3) определяют, используя соответствующий градуировочный график.
9 Обработка результатов
Массовую долю хелатообразователя (EDTA, HEDTA или DTPA), %, выражают как свободную кислоту в удобрении и вычисляют по формуле
\text{Хелатирующийагент} = \frac{C_{s}DM_{w}V_{0}}{10^{4}m} , (1)
где Cs — концентрация хелатообразователя в растворе образца, моль/дм3, определяемая по градуировочному графику (8.3);
D — коэффициент разбавления (8.1);
Mw — молярная масса хелатообразователя в кислотной форме, г/моль, равная для:
V0 - полный объем экстракта (8.1), см3;
m — масса образца, взятого для экстракции, г.
10 Прецизионность
Результаты основаны на трех различных межлабораторных испытаниях 9 и 10 лабораторий, из которых только 5 включают в себя полный спектр испытаний [2].
Когда речь идет только о качественном анализе продукта, данные повторяемости и воспроизводимости не нужны, т.к. никаких затруднений не наблюдается.
Помимо этого, настоящий стандарт можно использовать, чтобы вычислить количество хелатообразователя при доверительной вероятности 95%, пределы повторяемости и воспроизводимости при этом равны:
11 Протокол испытаний
Протокол испытаний должен содержать:
a) ссылку на настоящий стандарт;
b) всю информацию, необходимую для полной идентификации образца;
d) все этапы методики, не указанные в настоящем стандарте или рассматриваемые как необязательные, а также данные о любых отклонениях от метода настоящего стандарта, которые могли повлиять на результаты анализа.
ПОЛНЫЕ НАИМЕНОВАНИЯ ХЕЛАТООБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Хроматограмма, полученная после впрыска стандартной смеси, которая содержит 0,1 ммоль/дм3 EDTA, HEDTA и DTPA (8.2).
1 — показания оптической плотности; 2 — HEDTA; 3 — EDTA; 4 — DTPA; 5 — время в минутах
СВЕДЕНИЯ О СООТВЕТСТВИИ ССЫЛОЧНЫХ ЕВРОПЕЙСКИХ РЕГИОНАЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫМ СТАНДАРТАМ