Есе
Курсовата работа съдържа: ___ страници, 4 таблици, 2 фигури, 8 бр литературни източници. Обект на изследване в курсова работаса комплексни хранителни продукти химичен състав.
Целта на работата е да се определи съдържанието на олово в хранителните продукти и да се сравни с ПДК.
Методът на изследване е атомна абсорбция.
Дадени са методите за подготовка на пробите. Анализирани и обобщени са данните за съдържанието на оловни съединения в хранителни обекти (обекти).
Област на приложение: аналитична и токсикологична химия, лаборатории за стандартизация и качество на хранителни продукти от леката промишленост, фармацевтична химия.
Ключови думи: ОЛОВО, АТОМНОАБСОРБЦИОННА СПЕКТРОСКОПИЯ, АБСОРБЦИЯ, СТАНДАРТЕН РАЗТВОР, КАЛИБРИРАЩА ГРАФИКА, СЪДЪРЖАНИЕ, MPC
Въведение
1. Литературен преглед
1.3 Подготовка на пробата
2. Експериментална част
заключения
Въведение
Използването на материали, съдържащи олово и неговите съединения, доведе до замърсяване на много предмети заобикаляща среда. Определяне на олово в металургични продукти, биологични материали, почви и др. създава трудности, тъй като обикновено се придружава от други двувалентни метали. За да разрешите това аналитичен проблемАтомно-абсорбционният метод за определяне стана широко разпространен поради наличието на оборудване, висока чувствителност и достатъчна точност.
Хранителните продукти могат да съдържат не само полезни вещества, но и доста вредни и опасни за човешкото тяло. Следователно основната задача на аналитичната химия е контролът на качеството на храните.
А именно, тази курсова работа използва метода на атомна абсорбция за определяне на олово в кафе.
1. Литературен преглед
1.1 Химични свойства на оловото
В периодичната таблица D.I. Оловото на Менделеев се намира в IV група, основната подгрупа и има атомно тегло 207,19.Оловото в съединенията му може да бъде в степен на окисление +4, но най-характерното за него е +2.
В природата оловото се среща под формата на различни съединения, най-важното от които е оловният блясък PbS. Разпространение на олово в земната корае 0,0016 тегл. %.
Оловото е синкаво-бял тежък метал с плътност 11,344 g/cm 3. Много е мека и лесно се реже с нож. Точка на топене на оловото 327,3 О C. Във въздуха оловото бързо се покрива с тънък слой оксид, който го предпазва от по-нататъшно окисляване. В серията напрежения оловото идва непосредствено преди водорода; неговият нормален потенциал е - 0,126 V.
Водата сама по себе си не реагира с оловото, но в присъствието на въздух оловото постепенно се разрушава от вода, за да се образува оловен хидроксид:
Pb+O 2+ H2 O=2Pb(OH) 2
Въпреки това, когато влезе в контакт с твърда вода, оловото се покрива със защитен филм от неразтворими соли (главно оловен сулфат и основен оловен карбонат), което предотвратява по-нататъшното действие на водата и образуването на хидроксид.
Разредената солна и сярна киселина не действат на оловото поради ниската разтворимост на съответните оловни соли. Оловото лесно се разтваря в азотна киселина. Органичните киселини, особено оцетната киселина, също разтварят оловото в присъствието на атмосферен кислород.
Оловото също се разтваря в основи, образувайки плумбити.
1.2 Физиологична роля на оловото
Метаболизмът на оловото при хора и животни е проучен много малко. Биологична ролясъщо не е напълно ясно. Известно е, че оловото влиза в тялото с храна (0,22 mg), вода (0,1 mg) и прах (0,08 mg). Обикновено съдържанието на олово в тялото на мъжа е около 30 µg%, а при жените е около 25,5 µg%.
От физиологична гледна точка оловото и почти всички негови съединения са токсични за хората и животните. Оловото, дори и в много малки дози, се натрупва в човешкия организъм и токсичният му ефект постепенно нараства. При отравяне с олово по венците се появяват сиви петна и функциите се нарушават. нервна система, има болка в вътрешни органи. Остро отравяневоди до тежки увреждания на хранопровода. За хората, които работят с олово, неговите сплави или съединения (например работници в печата), отравянето с олово е професионално заболяване. Опасната доза за възрастен е в диапазона 30-60 g Pb (CH3COO) 2 * 3H 2ОТНОСНО .
1.3 Подготовка на пробата
Подборът и подготовката на лабораторни проби се извършва в съответствие с нормативно-техническата документация за този вид продукти. От комбинираната лабораторна проба се вземат две паралелни проби.
Продукти с високо съдържание на захар (сладкарски изделия, конфитюри, компоти) се третират със сярна киселина (1: 9) в размер на 5 см. 3 киселина на 1 g сухо вещество и се инкубира в продължение на 2 дни.
Продукти със съдържание на мазнини 20-60% (сирене, маслодайни семена) се третират с азотна киселина (1:
) на базата на 1,5 cm 3 киселина на 10 g сухо вещество и се инкубира за 15 минути.
Пробите се сушат в пещ при 150 О C (ако няма агресивни киселинни изпарения) на електрическа печка с ниска температура. За да се ускори изсушаването на пробите, може да се използва едновременно облъчване на пробите с инфрачервена лампа.
Изсушените проби внимателно се овъгляват на електрическа печка или газова горелка, докато спре отделянето на дим, предотвратявайки запалване и емисии.
Поставете тигелите в студена електрическа пещ и увеличете температурата й с 50 О На всеки половин час довеждайте температурата на фурната до 450 О С. При тази температура минерализацията продължава до получаване на сива пепел.
Охладената до стайна температура пепел се навлажнява на капки с азотна киселина (1:
) на базата на 0,5-1 cm 3 претеглени киселини, изпарени на водна баня и изсушени на електрическа печка при слаб огън. Поставете пепелта в електрическа пещ и доведете температурата й до 300 О С и се държи 0,5 ч. Този цикъл (третиране с киселина, сушене, опепеляване) може да се повтори няколко пъти.
Минерализацията се счита за завършена, когато пепелта стане бяла или леко оцветена без овъглени частици.
Мокра минерализация. Методът се основава на пълно разлагане органична материяпроби при нагряване в смес от концентрирани азотна киселина, сярна киселина и водороден прекис и е предназначен за всички видове хранителни продукти, масло и животински мазнини.
Претеглена порция течни и пюреобразни продукти се добавят в колба с плоско дъно, като се намокрят стените на 10-15 cm чаша 3бидестилирана вода. Можете да вземете пробата директно в колба с плоско дъно.
Проба от твърди и пастообразни продукти се взема върху филтър без пепел, увива се в него и се поставя със стъклена пръчка на дъното на плоскодънна колба.
Пробите от напитки се вземат с пипета, прехвърлят се в колба на Kjeldahl и се изпаряват на електрическа печка до 10-15 cm3 .
Претеглена част от сухите продукти (желатин, яйчен прах) се поставя в колба и се добавят 15 см. 3бидестилирана вода, разбъркайте. Желатинът се оставя за 1 час да набъбне.
Проба минерализацияМинерализация на проби от суровини и хранителни продукти с изключение на растителни масла, маргарин, хранителни мазнини:
В колбата се добавя азотна киселина за изчисляване на 10 cm 3за всеки 5 g продукт и се инкубира най-малко 15 минути, след което се добавят 2-3 чисти стъклени перли, затварят се с крушовидна запушалка и се загряват на електрически котлон, първо слабо, след това по-силно, като се изпарява съдържанието на колбата. до обем 5 cm3 .
Охладете колбата, добавете 10 cm 3азотна киселина, изпарете до 5 cm 3. Този цикъл се повтаря 2-4 пъти, докато спрат кафявите изпарения.
Добавете 10 cm към колбата 3азотна киселина, 2 cm 3сярна киселина и 2 cm 3водороден прекис за всеки 5 g продукт (минерализацията на млечните продукти се извършва без добавяне на сярна киселина).
За да премахнете остатъчните киселини, добавете 10 cm 3двойно дестилирана вода, загрява се до появата на бели пари и след това се вари още 10 минути. Готино. Добавянето на вода и нагряването се повтаря още 2 пъти.
Ако се образува утайка, добавете 10 см 3бидестилирана вода, 2 см 3сярна киселина, 5 см 3 на солна киселинаи се вари до разтваряне на утайката, като се добавя изпаряваща се вода. След разтваряне на утайката разтворът се изпарява на водна баня до мокри соли.
Минерализация на растителни масла, маргарин, хранителни мазнини:
олово хранителна химия
Колбата с пробата се нагрява на електрическа печка в продължение на 7-8 часа, докато се образува вискозна маса, охлажда се и 25 cm 3азотна киселина и внимателно се загрява отново, като се избягва силно разпенване. След като спре образуването на пяна, добавете 25 см 3азотна киселина и 12 cm 3водороден прекис и се загрява, докато се получи безцветна течност. Ако течността потъмнее, периодично добавяйте по 5см 3азотна киселина, продължавайки нагряването до завършване на минерализацията. Минерализацията се счита за завършена, ако разтворът остане безцветен след охлаждане.
Киселинна екстракция. Методът се основава на извличане на токсични елементи с разреден (1:
) обемно със солна киселина или разредено (1:2) обемно с азотна киселина и е предназначено за растителни и маслени масла, маргарин, хранителни мазнини и сирена.
Екстракцията се извършва в топлоустойчива проба от продукта. Добавете 40 cm в колбата с помощта на цилиндър. 3разтвор на солна киселина в двойно дестилирана вода (1:
) по обем и същото количество азотна киселина (1: 2). В колбата се добавят няколко стъклени перли, в нея се поставя хладилник, поставя се върху електрическа печка и се вари 1,5 часа от момента на кипене. След това съдържанието на колбата бавно се охлажда до стайна температура, без да се маха хладилника.
Колбата с екстракционната смес от масло, мазнини или маргарин с киселина се поставя в студена водна баня за втвърдяване на мазнината. Втвърдената мазнина се пробива със стъклена пръчка, течността се филтрира през филтър, навлажнен с киселината, използвана за екстракция, в кварцова или порцеланова купа. Мазнината, останала в колбата, се разтопява на водна баня, добавят се 10 cm 3киселини, разклаща се, охлажда се, след охлаждане мазнината се калцинира и течността се излива през същия филтър в същата купа, след което се измива 5-7 cm 3бидестилирана вода.
Екстракционната смес от растително масло и киселина се прехвърля в делителна фуния. Колбата се изплаква 10 cm 3киселина, която се излива в същата фуния. След разделяне на фазите долният воден слой се излива през напоен с киселина филтър в кварцова или порцеланова купа, филтърът се измива 5-7 cm 3бидестилирана вода.
Екстракционната смес от сирене и киселина се филтрира през напоен с киселина филтър в кварцова или порцеланова купа. Колбата се изплаква 10 cm 3киселина, която се филтрира през същия филтър, след което филтърът се промива 5-7 cm 3бидестилирана вода.
Филтрираният екстракт внимателно се изпарява и се овъглява на електрическа печка, след което се опепелява в електрическа фурна.
1.4 Методи за определяне на водещи точки
1.4.1 Концентриране на следи от оловни йони с помощта на нанометрови частици титанов диоксид (анатаз) с цел тяхното последващо определяне чрез атомно-емисионна спектрометрия с индуктивно свързана плазма с електротермично изпаряване на пробата
Атомно-емисионна спектрометрия с индуктивно свързана плазма ( ISP-AES) -широко използван и много обещаващ метод за елементен анализ. Той обаче има някои недостатъци, включително относително ниска чувствителност на откриване, ниска ефективност на разпръскване, спектрална интерференция и други матрични ефекти. Следователно ICP-AES не винаги отговаря на изискванията съвременна наукаи технология. Комбинацията от ICP-AES с електротермично изпаряване на пробата (ETI-ICP-AES) значително разширява възможностите на метода. Чрез оптимизиране на температурите на пиролиза и изпаряване, анализираните елементи могат да бъдат изпарени последователно, отделяйки ги от матрицата на пробата. Този метод има предимствата на висока ефективност на въвеждане на проби, възможност за анализиране на малки количества проби, ниски абсолютни граници на откриване и възможност за директен анализ на твърди проби.
Инструменти и условия за анализ.Използван е ICP генератор с мощност 2 kW и честота 27 ± 3 MHz; ISP горелка; графитна пещ WF-1A; дифракционен спектрометър RO5-2 с дифракционна решетка 1300 линии/mm с линейна дисперсия 0,8 nm/mm; pH метър Mettle Toledo 320-S; седиментационна центрофуга модел 800.
Стандартни разтвори и реактиви.Изходните стандартни разтвори с концентрация 1 mg/ml се приготвят чрез разтваряне на съответните оксиди (спектроскопична чистота) в разреден НС1, последвано от разреждане с вода до определен обем. Към всеки стандартен разтвор се добавя суспензия от политетрафлуоретилен до концентрация от 6% w/v.
Използвахме Triton X-100 reagent grade (САЩ). Останалите използвани реагенти са със спектроскопски клас; двойно дестилирана вода. Наночастици от титанов диоксид с диаметър по-малък от 30 nm.
Метод на анализ.Необходимият обем разтвор, съдържащ метални йони, се поставя в градуирана епруветка от 10 ml и рН се коригира до 8,0 с помощта на 0,1 М НС1 и воден разтвор NH 3. След това в епруветката се добавят 20 mg наночастици от титанов диоксид. Разклатете епруветката за 10 минути. (предварителните експерименти показаха, че това е достатъчно за постигане на адсорбционно равновесие). Епруветката се оставя за 30 минути, след което течната фаза се отстранява с помощта на центрофуга. След промиване на утайката с вода към нея се добавят 0,1 ml 60% политетрафлуоретиленова суспензия, 0,5 ml 0,1% разтвор на агар, 0,1 ml. Triton X-100 и се разрежда с вода до 2,0 ml. След това сместа се диспергира с помощта на ултразвуков вибратор за 20 минути, за да се постигне хомогенност на суспензията, преди да бъде въведена в изпарителя. 20 μl от суспензията се добавят към графитната пещ след нагряване и стабилизиране на ICP. След изсушаване, пиролиза и изпаряване, парата на пробата се прехвърля към ICP чрез поток от газ-носител (аргон); се записват сигнали за атомни емисии. Преди всяко инжектиране на проба, графитната пещ се нагрява до 2700°C, за да се почисти.
Приложение на метода.Разработеният метод се използва за определяне на Pb 2+в проби от естествена езерна вода и речна вода. Водните проби се филтрират през 0,45 µm мембранен филтър веднага след вземането на пробата и след това се анализират.
1.4.2 Определяне на концентрацията на комбиниране на олово в реално време, последвано от HPLC с обърната фаза
Инструменти и реактиви. Диаграма на системата HPLC с концентрация в реално време („онлайн“) е показана на Фиг. 1.1. Системата се състои от помпа Waters 2690 Alliance (на диаграма 2), помпа Waters 515 (1), Waters 996 фотодиоден решетъчен детектор (7), шестпосочен кран за превключване (4), устройство за инжектиране на голям обем (побира до 5,0 ml проба) (3) и колони (5,6). Концентриращата колона беше Waters Xterra™ RP 18(5 µm, 20 x 3,9 mm), аналитична колона Waters Xterra™ RP 18(5 µm, 150 х 3,9 mm). рН се определя с рН метър Beckman F-200 и оптичната плътност се измерва със спектрофотометър Shimadzu UV-2401.
Фиг. 1.1Схема на система за концентрация в реално време, използваща превключвател
Всички разтвори бяха приготвени с помощта на свръхчиста вода, получена с помощта на Milli-Q50 Sp Reagent Water System (Millipore Corporation). Стандартен разтвор на олово (P) с концентрация 1,0 mg/ml, работни разтвори с концентрация на йони 0,2 μg/ml се приготвят чрез разреждане на стандартните. Използвайте тетрахидрофуран (THF) за HPLC (Fisher Corporation), буферен разтвор на пиролидин-оцетна киселина с концентрация 0,05 mol/L. Преди употреба стъклените съдове се накисват дълго време в 5% разтвор на азотна киселина и се измиват с чиста вода.
Експериментална техника. Необходимият обем от стандартен разтвор или проба се добавя към 25 cm мерителна колба. 3, добавете 6 ml разтвор T 4CPP с концентрация 1 х10 -4mol/l в THF и 4 ml буферен разтвор на пиролидин-оцетна киселина с концентрация 1 x10 -4mol/l и pH 10, разредете до марката с вода и разбъркайте добре. Сместа се нагрява на водна баня в продължение на 10 минути. След охлаждане се разрежда до маркировката THF за последващ анализ. Разтворът (5,0 ml) се въвежда в дозатора и се изпраща в концентрираща колона, като се използва подвижна фаза А със скорост 2 cm3/min. След завършване на концентрацията чрез елиминиране на шестпътния вентил, металът хелатира с T 4CPP, адсорбирани в горната част на концентриращата колона, се елуират от поток от подвижни фази А и В със скорост 1 ml/min c обратна посокаи се изпраща в аналитичната колона. Триизмерната хроматограма се записва в обхвата на дължина на вълната на максимална абсорбция 465 nm с помощта на детектор с фотодиоден масив.
1.4.3 Стрипинг волтаметрично определяне на олово с помощта на електродна система от стъкловъглерод
Инструменти и реактиви.За проучванията използвахме електродна система, която представляваше комплект от три идентични стъкловъглеродни (GC) електроди (индикатор, спомагателен, сравнителен), пресовани в общ корпус от тетрафлуоретилен. Дължината на всеки електрод, излизащ от корпуса, е 5 mm. Повърхността на един от тях, избран за индикатор, е електрохимично обработена с асиметричен ток при плътност в диапазона 0,1-5 kA/m 2препоръчва се за метали. Оптималното време за обновяване на повърхността е установено експериментално и е 10-20 s. Индикаторният електрод служи като анод, а електродът от неръждаема стомана служи като катод. Използвахме 0,1 М водни разтвори на киселини, соли, основи, както и 0,1 М разтвори на основи или соли в смес от органични разтворители с вода в съотношение 1: 19 по обем. Състоянието на третираната повърхност се наблюдава визуално с помощта на микроскоп Neophot 21 с увеличение от около 3000.
Метод на анализ.След обработката, електродният комплект се използва за определяне на 3*10 -6М олово (II) чрез стрипинг волтаметрия на фон 1*10 -3M HNO 3. След електролиза при – 1,5 V за 3 минути с разбъркване с магнитна бъркалка се записва волтамограма на полярограф PA-2. Потенциалът на оловния аноден пик остава постоянен и възлиза на - 0,7 V. Скоростта на сканиране на линейния потенциал е 20 mV / s, амплитудата на сканиране е 1,5 V, текущата чувствителност е 2 * 10-7 A/mm.
Водни разтвори на LiNO 3, NaNO 3, КНО 3като обработващ електролит, те позволяват да се получат стабилни височини още при второто измерване със задоволителна възпроизводимост (съответно 2,0, 2,9 и 5,4%). Най-голямата чувствителност на показанията се постига при използване на електролит с по-малък катион.
1.4.4 Определяне на атомна абсорбция на олово чрез дозиране на суспензии на карбонизирани проби с използване на Pd-съдържащ активен въглен като модификатор
Аналитичните измервания бяха извършени на атомно-абсорбционен спектрометър SpectrAA-800 с електротермичен пулверизатор GTA-100 и автосамплер PSD-97 (Varian, Австралия). Използвахме графитни тръби с пиролитично покритие и интегрирана платформа (Varian, Германия), лампи с кухи катоди за олово (Hitachi, Япония) и кадмий (Varian, Австралия). Измерванията на интегралната абсорбция с корекция за неселективна абсорбция на светлина (деутериева система) бяха извършени при спектрална ширина на процепа от 0, 5 nm и дължина на вълната от 283, 3 nm. Аргонът "най-висок клас" служи като защитен газ. Температурната програма за работа на пулверизатора е дадена в таблица 1.1
Таблица 1.1 Температурна програма за работа на електротермичен пулверизатор GTA-100
ЕтапТемпература,°CСушене 190Сушене 2120Пиролиза1300Охлаждане50Атомизация23OOCПочистване2500
Паладий-съдържащи състави на базата на активен въглен и карбонизирани лешникови черупки са изследвани като модификатори за атомно абсорбционно определяне на Pb в графитна пещ. Съдържанието на метал в тях е 0,5-4%. За да се оценят промените, настъпващи с компонентите на синтезираните модификатори при редуциращи условия, приложени по време на анализа, материалите бяха третирани с водород при стайна температура.
Разтвор с известна концентрация на Pb се приготвя чрез разреждане на GSO № 7778-2000 и № 7773-2000 с 3% HNO 3. Концентрационният диапазон на работните стандартни разтвори на елемента за построяване на калибровъчни зависимости е 5,0-100 ng/ml. За приготвяне на разтвори се използва дейонизирана вода .
При изграждането на кривите на пиролиза и атомизация използвахме както стандартен разтвор на елемента, така и карбонизирана „Стандартна проба от състава на смляно пшенично зърно ZPM-01“. В първия случай 1,5 ml стандартен разтвор на елемента (50 ng/ml Pd в 5% HNO 3) и 10-12 mg активен въглен, съдържащ паладий; суспензията се хомогенизира и дозира в графитна пещ. Във втория, същото количество модификатор се добавя към приготвената суспензия от карбонизирана проба (5-10 mg проба в 1-2 ml 5% HNO3 ).
1.4.5 Фотометрично определяне и концентрация на олово
В тази работа е използван оловен ацетат с аналитична чистота. Съединенията (фиг. 1, които са двуосновни киселини) са получени чрез азо-куплиране на разтвор на 2-хидрокси-4 (5)-нитрофенилдиазониев хлорид и съответния хидразон. Разтвори на формазани в етанол се приготвят чрез прецизно претегляне.
Оптичната плътност на разтворите се измерва на спектрофотометър Beckman UV-5270 в кварцови кювети (l = 1 cm). Концентрацията на водородни йони се измерва с помощта на йономер I-120M.
Реагентите реагират с оловни йони, образувайки оцветени съединения. Батохромният ефект по време на образуването на комплекса е 175 - 270 nm. Комплексообразуването се влияе от природата на разтворителя и структурата на реагентите (фиг. 1).
Оптималните условия за определяне на олово са водно-етанолова среда (1:
) и рН 5,5-6,0, създадено от буферен разтвор на амониев ацетат. Границата на откриване на олово е 0,16 µg/ml. Продължителност на анализа 5 мин.
Най-интересно е използването на формазан като реагент за концентриране и последващо фотометрично определяне на олово. Същността на концентрацията и последващото определяне на олово (II) с помощта на формазан е, че оловният комплекс се екстрахира от водно-етанолов разтвор в присъствието на йони Ni, Zn, Hg, Co, Cd, Cr, Fe с разтвор на хлороформ от формазан.
За сравнение използвахме метода за определяне на олово със сулфарсазен (GOST, MU брой 15, № 2013-79). Резултатите от анализа на моделни решения с помощта на два метода са дадени в таблица 1.2. Сравнението на дисперсиите с помощта на F-критерия показа, че Fexp< Fтеор (Р= 0,95; f 1=f 2= 5); Това означава, че дисперсиите са хомогенни.
Таблица 1.2 резултати от определяне на олово в моделни разтвори (n=6; P=0.95)
Въведено, µg/mlFoundFoundFexpF теорсулфарсазен, µg/mlS r формазан, µg/mlS r 4.14 2.10 3.994.04 ±0.28 2.06±0.29 3.92 ±0.17 0.29 3.92 ±0.172.8 5.5 1.74.14 ±0.07 2.10 ±0.08 3.99 ± 0.072.1 *10 -2 2.5*10-2 2.1*10-23.97 3.57 3.374.53
2. Експериментална част
Измервателни инструменти, реактиви и материали:
При извършване на този метод се използват следните измервателни уреди, устройства, реактиви и материали:
· Атомно-абсорбционен спектрометър
· Спектрална лампа с кух катод
· Компресор за подаване на сгъстен въздух
· Скоростна кутия - съгласно GOST 2405
· Лабораторни чаши с вместимост 25-50 cm3 - съгласно GOST 25336
· Мерителни колби от втори клас на точност с вместимост 25-100 cm3
· Лабораторни фунии по GOST 25336
· Дестилирана вода
· Концентрирана азотна киселина, х. ч., ГОСТ 4461-77
· Стандартен оловен разтвор (c = 10-1 g/l)
Условия за определяне:
§ Дължина на вълната при определяне на олово? =283,3 nm
§ Ширина на процепа на монохроматора 0,1 nm
§ Ток на лампата 10 mA
Метод на измерване:
Атомно-абсорбционната спектроскопия се основава на абсорбцията на радиация в оптичния диапазон от невъзбудени свободни оловни атоми, образувани, когато анализираната проба се въведе в пламък с дължина на вълната ? =283,3 nm.
Изисквания за безопасност:
При извършване на всички операции е необходимо стриктно да се спазват правилата за безопасност при работа в химическа лаборатория, съответстващи на GOST 126-77 „Основни правила за безопасност в химическа лаборатория“, включително правила за безопасна работа с електрически устройства с напрежение до 1000 волта.
Приготвяне на разтвори за оловно калибриране:
Разтворите се приготвят, като се използва стандартен оловен разтвор с концентрация
c= 10-1 g/l.
За да построите калибровъчна крива, използвайте разтвори със следните концентрации:
*10-4, 3*10-4, 5*10-4, 7*10-4, 10*10-4g/l
Стандартен разтвор с обем 10см 3добавете в колба от 100 ml и напълнете до марката с дестилирана вода. В 5 мерителни колби с вместимост 100 ml се добавят 1, 3, 5, 7, 10 ml междинен разтвор (разтвор с концентрация 10 -2g/l). Долива се до марката с дестилирана вода. Постройте градационна графика в координати A, y. e от s, g/l
Таблица 2.1 Резултати от измерване
концентрация, g/lСигнал, u. д. 0.000130.0003150.0005280.0007390.001057
Приготвяне на пробата:
Вземам проба кафе с тегло 1,9975 g.
Добавям го в чаша от 100 мл.
Разтварям пробата в 20 ml концентрирана азотна киселина.
Изпарявам съдържанието на чашата на водна баня до половината от първоначалния обем, като разбърквам от време на време.
Разтворът в чашата след изпаряване е мътен, следователно, използвайки лабораторна фуния и хартиен филтър, филтрирам съдържанието на чашата в чаша от 25 ml.
Добавям филтрирания разтвор в колба от 25 ml и го довеждам до марката с дестилирана вода.
Разбърквам старателно съдържанието на колбата.
Добавям част от разтвора от колбата в пипета, която служи за проба за определяне съдържанието на олово.
За да се определи неизвестна концентрация, разтворът се въвежда в пулверизатора и след 10-15 секунди се записват показанията на устройството. Средните показания на устройството се нанасят върху ординатната ос на калибровъчната графика, а съответната стойност на концентрацията, сх g/l, се намира по абсцисната ос
За да изчисля концентрацията в пробата, използвам формулата за изчисление:
С =0.025*Сх*10-4*1000/ Мн.в.(кг)
Таблица 2.2 Резултати от измерването
ProbaSignal, u. д. Средно C х , g/l 123 кафе15141514,666672.9*10 -4сирене00000ябълки сок00000грозде сок00000крем3222.333337.8*10 -5вода00000шампоан00000
Въз основа на табличните данни изчислявам концентрацията на олово в пробите:
Проба MPC, mg/kg кафе 10 сметана
C (Pb в кафе проба) = 3,6 mg/kg
C (Pb в проба крем) = 0,98 mg/kg
заключения
Работата описва методи за определяне на олово с помощта на различни физични и химични методи.
Представени са методи за подготовка на проби за редица хранителни обекти.
Въз основа на литературни данни е избран най-удобният и оптимален метод за определяне на олово в различни хранителни продукти и природни обекти.
Използваният метод се характеризира с висока чувствителност и точност, заедно с липсата на реакция при наличието на други елементи, което позволява да се получат истински стойности на съдържанието на желания елемент с висока степеннадеждност.
Избраният метод също така позволява провеждането на изследвания без особени затруднения при подготовката на пробите и не изисква маскиране на други елементи. В допълнение, методът ви позволява да определите съдържанието на други елементи в тестовата проба.
Въз основа на експерименталната част можем да заключим, че съдържанието на олово в кафе Black Card не надвишава максимално допустимата концентрация, поради което продуктът е годен за продажба.
Списък на използваната литература
1. Глинка Н.И. Обща химия. - М.: Наука, 1978. - 403 с.
Золотов Ю.А. Основи на аналитичната химия. - М.: Висше. училище; 2002. - 494 с.
Реми Г. Курс обща химия. - М: Изд. чуждестранен лит., 1963. - 587 с.
ГОСТ № 30178 - 96
Yiping Hang. // Журнал. аналит хим., 2003, Т.58, № 11, с.1172
Лян Уанг. // Журнал. аналит хим., 2003, Т.58, № 11, с.1177
Невоструев В.А. // Журнал. аналит хим., 2000, Т.55, № 1, с.79
Бурилин М.Ю. // Журнал. аналит хим., 2004, Т.61, № 1, с.43
Маслакова Т.И. // Журнал. аналит хим., 1997, Т.52, № 9, с.931
1. Определяне като сулфид. Произходът на този метод и първата му критична оценка датират от началото на нашия 20 век. Цветът и стабилността на PbS зола зависят от размера на частиците на дисперсната фаза, който се влияе от природата и концентрацията на разтворените електролити, реакцията на средата и метода на получаване. Следователно тези условия трябва да се спазват стриктно.
Методът не е много специфичен, особено при алкална среда, но сближаването на резултатите в алкални разтвори е по-добро. В киселинни разтвори чувствителността на определяне е по-ниска, но може леко да се увеличи чрез добавяне на електролити, например NH 4 C1, към анализираната проба. Селективността на определяне в алкална среда може да се подобри чрез въвеждане на маскиращи комплексообразуващи агенти.
2. Определяне под формата на комплексни хлориди. Вече беше посочено, че Pb хлорните комплекси абсорбират светлина в UV областта, а моларният коефициент на екстинкция зависи от концентрацията на Cl йони - В 6 М разтвор на HCl максимумите на абсорбция на Bi, Pb и Tl са достатъчно отдалечени от всеки друго, което дава възможност за едновременното им определяне чрез абсорбция на светлина съответно при 323, 271 и 245 nm. Оптималният диапазон на концентрация за определяне на Pb е 4-10*10-4%.
3. Определянето на Pb примеси в концентрирана сярна киселина се основава на използването на характеристична абсорбция при 195 nm спрямо стандартен разтвор, който се приготвя чрез разтваряне на олово в H2S04 (специална чистота).
Определяне с помощта на органични реактиви.
4. При анализа на различни природни и промишлени обекти фотометричното определяне на Pb с помощта на дитизон, поради високата си чувствителност и селективност, заема водещо място. IN различни опции съществуващи методиФотометричното определяне на Pb се извършва при дължина на вълната на максимална абсорбция на дитизон или оловен дитизонат. Описани са и други варианти на дитизоновия метод: фотометрично титруване без фазово разделяне и неекстракционен метод за определяне на олово в полимери, при който като реагент се използва разтвор на дитизон в ацетон, разреден с вода преди употреба до концентрация от органичния компонент от 70%.
5. Определяне на олово чрез реакция с натриев диетилдитиокарбамат. Оловото се извлича лесно от CCl4 под формата на безцветен диетилдитиокарбамат при различни стойности на pH. Полученият екстракт се използва в индиректния метод за определяне на Pb, базиран на образуването на еквивалентно количество жълто-кафяв меден диетилдитиокарбамат в резултат на обмен с CuS04.
6. Определяне чрез реакция с 4-(2-пиридилазо)-резорцинол (PAR). Високата стабилност на червения Pb комплекс с PAR и разтворимостта на реагента във вода са предимствата на метода. За определяне на Pb в някои предмети, например в стомана, месинг и бронз, методът, основан на образуването на комплекс с това азо съединение, е за предпочитане пред дитизоновия. Той обаче е по-малко селективен и следователно, в присъствието на интерфериращи катиони, изисква предварително разделяне по метода HD или екстракция на оловен дибензилдитиокарбамат с тетрахлорид на въглерода.
7. Определяне чрез реакция с 2-(5-хлоропиридип-2-азо)-5-диетиламинофенол и 2-(5-бромопиридил-2-азо)-5-диетиламинофенол. И двата реагента образуват 1:1 комплекси с Pb с почти идентични спектрофотометрични характеристики.
8. Определяне чрез реакция със сулфарсазен. Методът използва образуването на червеникаво-кафяв водоразтворим комплекс със състав 1: 1 с максимум на абсорбция при 505-510 nm и моларен коефициент на екстинкция 7,6 * 103 при тази дължина на вълната и pH 9-10.
9. Определяне чрез реакция с арсеназо 3. Този реактив в диапазона на pH 4-8 образува син комплекс със състав 1:1 с олово с два абсорбционни максимума - при 605 и 665 nm.
10. Определяне чрез реакция с дифенилкарбазон. По отношение на чувствителността на реакцията при извличане на хелата в присъствието на KCN и по отношение на селективността се доближава до дитизона.
11. Индиректен метод за определяне на Pb с помощта на дифенилкарбазид. Методът се основава на утаяването на оловен хромат, разтварянето му в 5% НС1 и фотометричното определяне на двухромната киселина чрез реакция с дифенилкарбазид, като се използва филтър с максимално пропускане при 536 nm. Методът отнема време и не е много точен.
12. Определяне чрез реакция с ксиленол оранжево. Ксиленол оранжево (КО) образува комплекс 1:1 с оловото, чиято оптична плътност достига своята граница при pH 4,5-5,5.
13. Определяне чрез реакция с бромопирогалполово червено (БПК) в присъствието на сенсибилизатори. Като сенсибилизатори се използват дифенилгуанидиниеви, бензилтиурониеви и тетрафенилфосфониеви хлориди, които повишават интензитета на цвета, но не влияят на положението на максимума на абсорбция при 630 nm, и цетилтриметиламониев и цетилпиридиниев бромид при рН 5,0.
14. Определяне чрез реакция с глицинтимолово синьо. Комплексът с глицинтимолово синьо (GBL) със състав 1:2 има максимум на абсорбция при 574 nm и съответен моларен коефициент на екстинкция от 21300 ± 600.
15. Определянето с метилтимолово синьо се извършва при условия, подобни на тези за образуване на комплекс с GTS. По отношение на чувствителността и двете реакции са близки една до друга. Абсорбцията на светлина се измерва при pH 5,8-6,0 и дължина на вълната 600 nm, което съответства на положението на максимума на абсорбция. Моларният коефициент на екстинкция е 19 500. Смущенията от много метали се елиминират чрез маскиране.
16. Определяне чрез реакция с EDTA. EDTA се използва като титрант в безиндикаторни и индикаторни фотометрични титрувания (PT). Както при визуалната титриметрия, надеждна FT с разтвори на EDTA е възможна при pH > 3 и концентрация на титранта най-малко 10-5 М.
Луминесцентен анализ
1. Определяне на Pb с помощта на органични реактиви
Предложен е метод, при който интензитетът на хемилуминесцентната емисия се измерва в присъствието на Pb поради каталитичното окисление на луминол с водороден пероксид. Методът е използван за определяне на от 0,02 до 2 μg Pb в 1 ml вода с точност 10%. Анализът е с продължителност 20 минути и не изисква предварителна пробоподготовка. В допълнение към Pb, реакцията на окисление на луминола се катализира от следи от мед. Методът, който е много по-сложен в своя хардуерен дизайн, се основава на използването на ефекта на гасене на флуоресценцията на флуорес-132 производни и е ценен при образуването на хелати с олово. По-селективен в присъствието на много геохимични спътници на Pb, макар и по-малко чувствителен, е сравнително прост метод, основан на увеличаване на интензитета на флуоресценция на водно-синия лумоген в смес диоксан-вода (1: 1) в присъствието на Pb.
2. Методи за нискотемпературна луминесценция в замразени разтвори. Замразяването на разтвора се решава най-лесно в метода за определяне на олово в НС1, базиран на фотоелектричен запис на зелената флуоресценция на хлоридни комплекси при -70°C.
3. Анализ на избухването на луминесценция по време на размразяването на пробите. Методите от тази група се основават на изместване на спектрите на луминесценция при размразяване на анализираната проба и измерване на наблюдаваното увеличение на интензитета на радиация. Максималната дължина на вълната на спектъра на луминесценция при -196 и -70°C е съответно 385 и 490 nm.
4. Предложен е метод, базиран на измерване на аналитичния сигнал при 365 nm в квазилинейния луминисцентен спектър на CaO-Pb кристален фосфор, охладен до температура на течен азот. Това е най-чувствителният от всички луминесцентни методи: ако върху повърхността на таблетките се приложи активатор (150 mg CaO, диаметър 10 mm, налягане при натиск 7-8 MN/m2), тогава границата на откриване на спектрографа ISP-51 е 0,00002 μg. Методът се характеризира с добра селективност: 100-кратен излишък на Co, Cr(III), Fe (III), Mn(II), Ni, Sb (III) и T1 (I) не пречи на определянето на Pb . Bi може да се определи едновременно с Pb.
5. Определяне на олово чрез луминесценция на хлориден комплекс, сорбиран върху хартия. При този метод луминесцентният анализ се комбинира с отделянето на Pb от интерфериращите елементи с помощта на пръстеновидна баня. Определянето се извършва при нормална температура.
Електрохимични методи
1. Потенциометрични методи. Използва се директно и индиректно определяне на олово - титруване с киселинно-основни, комплексометрични и утаителни реактиви.
2. Електрогавиметричните методи използват отлагане на олово върху електроди, последвано от претегляне или разтваряне.
3. Кулонометрия и кулонометрично титруване. Като титранти се използват електрогенерирани сулфхидрилни реактиви.
4. Волт-амперометрия. Класическата полярография, която съчетава бързина с доста висока чувствителност, се счита за един от най-удобните методи за определяне на Pb в концентрационния диапазон от 10-s-10 M. В по-голямата част от произведенията оловото се определя от редукционния ток на Pb2+ до Pb° върху живачен капещ електрод (DRE), обикновено протичащ обратимо и в дифузионен режим. По правило катодните вълни са добре изразени, а полярографските максимуми са особено лесно потиснати от желатин и Triton X-100.
5. Амперометрично титруване
При амперометрично титруване (АТ) точката на еквивалентност се определя от зависимостта на текущата стойност на електрохимичната трансформация на Pb и (или) титранта при определена стойност на електродния потенциал от обема на титранта. Амперометричното титруване е по-точно от конвенционалния полярографски метод, не изисква задължителен температурен контрол на клетката и е по-малко зависимо от характеристиките на капиляра и индиферентния електролит. Трябва да се отбележи, че методът AT има голям потенциал, тъй като е възможен анализ с помощта на електрохимична реакция, включваща както самия Pb, така и титранта. Въпреки че общото време, изразходвано за изпълнение на AT, е по-голямо, то се компенсира напълно от факта, че няма нужда от калибриране. Използва се титруване с разтвори на калиев дихромат, хлоранилова киселина, 3,5-диметилдимеркапто-тиопирон, 1,5-6 е (бензилиден)-тио-карбохидразон, тиосалициламид.
Физични методи за определяне на олово
Оловото се определя чрез атомно-емисионна спектроскопия, атомно-флуоресцентна спектрометрия, атомно-абсорбционна спектрометрия, рентгенови методи, радиометрични методи, радиохимични и много други.
Страници:
UDC 543.(162:543 42:546.815
НЕЯ.Костенко, М.Г. Christiaisen, E.N. Бутенко
ФОТОМЕТРИЧНО ОПРЕДЕЛЯНЕ НА МИКРО КОЛИЧЕСТВА ОЛОВО В ПИТЕЙНА ВОДА С ИЗПОЛЗВАНЕ НА СУЛФОНАЗА III
Изследвано е комплексообразуването на Pb(P) със сулфоназа III и въз основа на получените данни е разработен метод за фотометрично определяне на олово в питейната вода след предварително екстракционно концентриране под формата на комплекс с дити:ун.
Проблемът с екологичната чистота на суровините има голямо значениеза производство на хранителни продукти. Ето защо контролът на качеството на питейната вода, като един от основните компоненти на различни напитки, е много важен и създаването на нови селективни, чувствителни и бързи методи за фотометрично определяне на токсични метали е много актуално. Сред последните едно от най-опасните за човешкото здраве е оловото. Стойността на пределно допустимата му концентрация в различни хранителни продукти е 0,1 - 10 mg/kg, а в питейната вода - 0,03 mg/dm3.
Предложени са доста голям брой органични реактиви за фотометрично определяне на олово. Основните характеристики на методите са дадени в табл.Дж.В по-голямата си част тези методи не са достатъчно селективни. Следователно стандартният метод за определяне на олово в питейната вода включва предварителното му извличане под формата на комплекс с дитизон. След това, по време на лентовата екстракция, се добавя сулфарсазен и се измерва оптичната плътност на комплексаPb(II) с този реагент,
Реагент бис-сулфон или сулфоназо III (SFAZ.HSR)използвани за определяне на малки количества галий, скандий, индий и барий - / .
Моларно съотношениеPb(II) - SFAZ в комплекса (равен на 1:1) се потвърждава от постоянството на стойността на константата K при различни условия за нейното определяне (Таблица 2).
Комплексни стойности на концентрация, необходими за изчисленияPbH2R:при равновесни условия се определя от уравнението
= (А-ек° Сr-0 / (ек - eR)■ аз,
Където }
