ГОСТ EN 13366-2016. Межгосударственный стандарт. Удобрения. Обработка катионообменной смолой для определения содержания хелатообразующих микроэлементов и хелатосвязанной доли микроэлементов
(введен в действие Приказом Росстандарта от 21.09.2016 № 1184-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 1 марта 2017 года.
Введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 сентября 2016 г. № 1184-ст
ОБРАБОТКА КАТИОНООБМЕННОЙ СМОЛОЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ХЕЛАТООБРАЗУЮЩИХ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И ХЕЛАТОСВЯЗАННОЙ ДОЛИ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ
Fertilizers. Treatment with a cation exchange resin for the determination of the chelated micro-nutrient content and of the chelated fraction of micro-nutrients
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 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 21 сентября 2016 г. № 1184-ст межгосударственный стандарт ГОСТ EN 13366-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2017 г.
5 Настоящий стандарт идентичен европейскому региональному стандарту EN 13366:2001 «Удобрения. Обработка катионообменной смолой для определения содержания хелатообразующих микроэлементов и хелатосвязанной доли микроэлементов» («Fertilizers — Treatment with a cation exchange resin for the determination of the chelated micro-nutrient content and of the chelated fraction of micro-nutrients», 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 обработки катионообменной смолой для определения содержания хелатообразующих микроэлементов и хелатосвязанной доли микроэлементов (следовых элементов) кобальта, меди, железа, марганца и цинка в удобрениях.
Метод применим к удобрениям, содержащим один или более микроэлементов кобальта, меди, железа, марганца и цинка, хелатообразованных одним или более хелатообразователями группы полиамино-поликарбоновых кислот, предварительно определенных в соответствии с EN 13368-1 и EN 13368-2 отдельно либо в сочетании с первичными (N, P, K) и/или вторичными (S, Na, Ca, Mg) микроэлементами.
Предел обнаружения содержания хелатообразующих микроэлементов меняется от 0,005% в простых матрицах с большим количеством хелатообразующих микроэлементов до 0,5% в более сложных случаях.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты и положения из других публикаций. Эти нормативные ссылки приведены в соответствующих местах в тексте, а публикации перечислены ниже. Для датированных ссылок последующие поправки или пересмотры любой из этих публикаций действительны для настоящего стандарта только при внесении в него изменений или пересмотре. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).
EN 1482 Sampling of solid fertilizers and liming materials (Отбор проб твердых удобрений и известковых материалов)
EN 13368-1 Fertilizers — Determination of chelating agents in fertilizers by ion chromatography — Part 1: EDTA, HEDTA and DTPA (Удобрения. Определение хелатообразователей в удобрениях методом ионной хроматографии. Часть 1. EDTA, HEDTA и DTPA)
EN 13368-2 Fertilizers — Determination of chelating agents in fertilizers by ion chromatography — Part 2: EDDHA and EDDHMA (Удобрения. Определение хелатообразователей в удобрениях методом ионной хроматографии. Часть 2. EDDHA и EDDHMA)
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 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины:
3.1 хелатосвязанная доля: Отношение содержания хелатообразующего микроэлемента к общему содержанию микроэлемента, %.
4 Сущность метода
Образец экстрагируют водой и доводят экстракт до нейтрального показателя pH. Хелатообразованные формы элемента таким образом имеют отрицательный и/или нейтральный заряд и не задерживаются на ионообменной смоле сильно сульфированного катионного типа, что позволяет их отделить от нехелатообразованных форм, которые имеют катионную природу. Содержание хелатообразованных форм и общее содержание элемента определяют спектрометрией.
5 Влияющие факторы
Любые соединения, образующие при нейтральном pH в сочетании с микроэлементом стабильные, отрицательно заряженные или незаряженные соединения (хелаты или комплексы), препятствуют удерживанию на смоле и приводят к определенной степени хелатообразования. Это характерно для множества комплексообразователей, таких как аминокислоты, цитраты, и для хелатообразователей, кроме этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA), гидроксиэтилэтилендиаминтетрауксусной кислоты (HEDTA), диэтилентриаминпентауксусной кислоты (DTPA), этилендиамин-ди-(о-гидроксифенил) уксусной кислоты (EDDHA) и этилендиамин-ди-(о-гидрокси-р-метилфенил)уксусной кислоты (EDDHMA).
Примечание - Для того, чтобы подтвердить присутствие установленного хелатообразователя в образце, используют EN 13368-1 и EN 13368-2.
В некоторых случаях, особенно при работе с матрицами комплексного удобрения с высоким содержанием фосфатов или присутствием микроэлементов с низкой хелатосвязанной долей, может возникать медленная реакция осаждения во время контакта со смолой, что приводит к смещению равновесия, адсорбции и уменьшению обменной емкости, что приводит к неточным и ошибочным результатам. В таком случае рекомендуется выполнять анализ как можно быстрее. Крайне нестабильные растворы не рассматривают.
6 Аппаратура
Примечание - Вся стеклянная посуда, фильтры и части оборудования, вступающие в контакт с образцами и растворами, должны соответствовать требованиям работы с определением микроэлементов, быть чистыми, не содержать загрязнений, особенно содержащих элементы Co, Cu, Fe, Mn и Zn.
Используют обычное лабораторное оборудование и:
6.1 Сито с пластиковым корпусом и нейлоновой сеткой с размером отверстий менее чем минимальный диаметр частиц смолы. Массу сухого сита определяют с точностью до 0,01 г.
6.2 Барабанная мешалка или ротационный встряхиватель с частотой вращения от 30 мин-1 до 40 мин-1 при температуре от 18 °C до 22 °C.
6.3 Кондуктометр, оснащенный кондуктометрической ячейкой и регулятором температуры. Ячейка должна быть промыта и высушена перед погружением и откалибрована раствором хлорида калия молярной концентрации 0,01 моль/дм3, имеющим удельную электропроводность при 20 °C 1,28 мСм/см.
6.4 Плоскодонные полиэтиленовые колбы с пробкой вместимостью 50 см3.
6.5 Мембранные фильтры: микромембранные, устойчивые к водным растворам, пористостью 0,45 мкм.
7 Реактивы
7.1 Общие требования:
a) используют реактивы только аналитической степени чистоты;
b) воду по EN ISO 3696 перед использованием дегазируют кипячением.
7.2 Получение катионообменной смолы сульфированием
7.2.1 Общие требования
Сополимер стирола и дивинилбензола (PS-DVB) с небольшой плотностью сшивания (с массовой долей DVB не более 8%) в натриевой или протонной форме, не содержащий Co, Cu, Fe, Mn и Zn <1>.
<1> Dowex 50 x 4-400, ионообменная смола IR 120 или эквивалентная являются примерами подходящих продуктов, доступных в продаже. Данная информация приведена для удобства пользователей настоящего стандарта и не свидетельствует о поддержке CEN данного продукта.
7.2.2 Подготовка и определение катионообменной емкости
Протонируют смолу перед использованием, преобразуют в натриевую форму, чтобы исключить любые загрязнения, и измеряют катионообменную емкость (CEC) натриевой смолы во влажном виде следующим образом.
Переносят 50 г смолы в мерный стакан вместимостью 500 см3 и добавляют 250 см3 раствора соляной кислоты (7.4). Помещают на магнитную мешалку. После 1 ч умеренного перемешивания суспензию переносят на сито (6.1). Смолу с сита переносят обратно в мерный стакан. Повторяют процедуру подкисления и переноса смолы на сито. В конце повторного подкисления протонированную смолу, присутствующую на сите, тщательно промывают до тех пор, пока в промывочной воде не будут отсутствовать хлориды (проверяют при помощи реакции с нитратом серебра).
Переносят влажную протонированную смолу в мерный стакан вместимостью 500 см3 и добавляют 250 см3 раствора хлорида натрия (7.5). Затем перемешивают на магнитной мешалке и, используя pH-метр, титруют смолу с помощью раствора гидроксида натрия (7.6) до тех пор, пока не будет получено стабильное значение pH, равное 7,0. Обозначают объем раствора гидроксида натрия, затраченный на титрование, как V0, см3.
Количественно переносят смолу, находящуюся в натриевой форме, на сито (6.1). Промывают тщательно водой до тех пор, пока в промывочной воде не будут отсутствовать хлориды (проверяют при помощи реакции с нитратом серебра). После окончания промывания ждут, пока стечет избыток воды, и взвешивают влажную смолу с точностью до 0,01 г. Обозначают массу взвешенной смолы как P, г. Влажную смолу в натриевой форме можно хранить в непрозрачной колбе с пробкой при температуре окружающей среды в течение двух лет.
Катионообменную емкость смолы CEC, моль/г, вычисляют по формуле
7.3 Соляная кислота молярной концентрации c(HCl) \approx 6\text{моль}/\text{дм}^{3} : разбавляют соляную кислоту в пропорции 1:1 с водой.
7.4 Соляная кислота, раствор молярной концентрации c (HCl) = 1 моль/дм3: разбавляют 165 см3 соляной кислоты (7.3) до 1 дм3.
7.5 Хлорид натрия, раствор молярной концентрации c (NaCl) = 1 моль/дм3: растворяют 58,4 г NaCl в воде и разбавляют до 1 дм3.
7.6 Гидроксид натрия, раствор молярной концентрации c (NaOH) = 2 моль/дм3: осторожно растворяют 80,0 г NaOH в воде и разбавляют до 1 дм3.
7.7 Гидроксид натрия, раствор молярной концентрации c (NaOH) = 0,1 моль/дм3: разбавляют 25 см3 раствора гидроксида натрия (7.6) до 500 см3.
7.8 Азотная кислота, раствор молярной концентрации c (HNO3) = 1 моль/дм3: осторожно разбавляют 6,9 см3 азотной кислоты (65% HNO3, \rho = 1,40\text{г}/\text{см}^{3} ) до 1 дм3.
7.9 Гидроксид натрия, раствор молярной концентрации c (NaOH) = 0,01 моль/дм3: разбавляют 50 см3 раствора гидроксида натрия (7.7) до 500 см3.
7.10 Азотная кислота, раствор молярной концентрации c (HNO3) = 0,01 моль/дм3: разбавляют 50 см3 раствора азотной кислоты (7.8) до 500 см3.
8 Проведение анализа
8.1 Подготовка образца
Готовят образец в соответствии с EN 1482.
1 Образец может быть также приготовлен в соответствии с методом 1 по [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.
8.2 Экстракция образца
Взвешивают количество образца, которое зависит от заявленного содержания водорастворимого микроэлемента, с точностью до 1 мг, в мерную колбу вместимостью 250 см3 или 500 см3, в соответствии с таблицей 1.
| Содержание микроэлемента, % | < 0,01 | 0,01 — < 5 | > 5 |
|---|---|---|---|
| Масса образца E, г | 10 | 5 | 2 |
| Объем экстракта V, см3 | 250 | 500 | 500 |
Добавляют приблизительно 200 см3 воды в мерную колбу вместимостью 250 см3, 400 см3 или 500 см3. Закупоривают колбу, встряхивают, чтобы хорошо распределить вещество, и ставят на барабанную мешалку (6.2) на 30 мин. Доводят до метки водой, гомогенизируют и фильтруют.
С помощью кондуктометра (6.3) измеряют удельную электропроводность фильтрата при температуре 20 °C. Полученное значение не должно превышать 1,5 мСм/см. В обратном случае разбавляют фильтрат до достижения удельной электропроводимости не больше 1,5 мСм/см. Коэффициент разбавления обозначают как D.
1 Водный экстракт образца не может быть стабилизирован путем подкисления, так как в кислотной среде хелаты могут диссоциировать или выпасть в осадок, и смола может быть протонирована. До тех пор, пока не будет получен контактный раствор (8.4), после экстракции следует сразу приступать к проведению анализа.
2 Максимальная удельная электропроводность 1,5 мСм/см соответствует ионной концентрации примерно 0,01 моль/дм3 или менее, которая зависит от собственной проводимости каждого иона, присутствующего в растворе, и приводит к 10-кратному превышению значения емкости смолы, по сравнению с ионной концентрацией образца.
3 Предел обнаружения содержания хелатообразующего элемента зависит от его водорастворимого содержания, его хелатосвязанной доли и от сложности матрицы. Катионы, присутствующие в образце (например, аммоний, калий, натрий, кальций, марганец), которые могут отличаться по типу и концентрации при нейтральном pH, заполняют ионообменные участки в смоле с нехелатосвязанной долей микроэлементов. При высокой концентрации хелатообразующего микроэлемента в простой матрице может быть получен предел обнаружения, равный 0,005%. При низкой концентрации хелатообразованного микроэлемента в сложной матрице раствор с высокой проводимостью должен быть разбавлен, и концентрация микроэлемента может упасть ниже предела обнаружения спектрометрического анализа. В таких случаях предел обнаружения может увеличиться до 0,5%.
8.3 Регулирование pH
Пипеткой переносят 50 см3 фильтрата (8.2) в лабораторный стакан вместимостью 100 см3. Доводят pH до 7,0. Сначала используют раствор гидроксида натрия (7.7) или раствор азотной кислоты (7.8). При приближении к нужному значению pH используют более разбавленный раствор (7.9 или 7.10). Регулирование pH считается достигнутым, если показания стабильны в пределах 0,05 единицы pH в течение 5 мин. Количественно переносят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой и гомогенизируют. При выпадении осадка раствор фильтруют, прежде чем приступить к анализу.
Примечание - Регулирование pH может занять значительное количество времени, особенно когда происходит медленное выпадение осадка.
8.4 Ионообменное разделение
Взвешивают навеску R влажной смолы в натриевой форме (7.2), соответствующую 2,5 ммоль (R = 2,5/CEC), с точностью 0,01 г. Помещают смолу в плоскодонную колбу (6.4) вместе с раствором образца объемом 25 см3 (8.3), отмеренным пипеткой. Герметично закрывают. Перемешивают в барабанной мешалке при температуре от 18 °C до 22 °C (6.2) в течение 4 ч. В процессе операции защищают колбу от воздействия света, используя темную комнату или закрывая стенки колбы алюминиевой фольгой.
После завершения перемешивания за одну операцию содержимое фильтра колбы помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3. Промывают смолу тремя порциями воды приблизительно по 20 см3 и переносят промывочную воду в колбу. Добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты (7.3), доводят до метки водой и гомогенизируют. Раствор, полученный в конечной фазе фильтрования, называют «контактным раствором».
Если содержимое колбы мутное, фильтруют снова мембранным фильтром пористостью 0,45 мкм (6.5).
Для вычисления хелатосвязанной доли определяют концентрацию отдельных микроэлементов в соответствии с 8.5, 8.6 и 9.
8.5 Спектрометрическое определение
Определяют концентрацию микроэлементов в контактном растворе атомно-абсорбционной спектрометрией (ААС) или эмиссионной спектрометрией с индуктивно связанной плазмой (ИСП). Определение ААС можно проводить в соответствии с ЕС методами, представленными в библиографии.
8.6 Определение общего содержания микроэлемента
Определяют общее содержание микроэлемента в образце с помощью ААС или ИСП. Определение ААС можно проводить в соответствии с ЕС методами, представленными в библиографии. Общее содержание микроэлемента в образце обозначают как T, %.
9 Обработка результатов
9.1 Содержание хелатообразующего микроэлемента в удобрении
Содержание хелатообразующего микроэлемента (i) в удобрении Ch(i), %, вычисляют по формуле
Ch(i) = \frac{8d(i)VD}{10^{4}E} , (2)
где d(i) — концентрация микроэлемента (i) контактного раствора, мг/дм3;
D — коэффициент разбавления (см. 8.2);
9.2 Хелатосвязанная доля микроэлементов в удобрении
Хелатосвязанная доля F(i) микроэлемента (i) — отношение содержания хелатообразующего микроэлемента (i) к общему содержанию микроэлемента (i) в удобрении, %, — вычисляют по формуле
F(i) = \frac{Ch(i)100}{T(i)} , (3)
где Ch(i) — содержание хелатообразующего микроэлемента (i), %;
T(i) — общее содержание микроэлемента (i), %.
10 Прецизионность
Результаты основаны на трех различных межлабораторных испытаниях с участием 9 — 10 лабораторий, из которых только 5 выполнили полный спектр испытаний [2].
Для проведенных серий результатов, при доверительной вероятности 95%, пределы повторяемости и воспроизводимости равны:
предел воспроизводимости R = 18%.
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.
СВЕДЕНИЯ О СООТВЕТСТВИИ ССЫЛОЧНЫХ ЕВРОПЕЙСКИХ РЕГИОНАЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫМ СТАНДАРТАМ
| Обозначение ссылочного европейского регионального стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего межгосударственного стандарта |
| EN 1482-2:2007 | IDT | ГОСТ EN 1482-2-2013 «Удобрения и известковые материалы. Отбор проб и подготовка проб. Часть 2. Подготовка проб» |
| EN 13368-1 | IDT | ГОСТ EN 13368-1-2016 «Удобрения. Определение хелатообразователей в удобрениях методом ионной хроматографии. Часть 1. EDTA, HEDTA и DTPA» |
| EN 13368-2 | IDT | ГОСТ EN 13368-2-2016 «Удобрения. Определение хелатообразователей в удобрениях методом ионной хроматографии. Часть 2. EDDHA и EDDHMA» |
| EN ISO 3696:1995 | - | <*> |
| <*> Соответствующий межгосударственный стандарт отсутствует. До его принятия рекомендуется использовать перевод на русский язык европейского регионального стандарта. Официальный перевод данного европейского регионального стандарта находится в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов. Примечание — В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов: - IDT — идентичные стандарты. | ||