Ионометрический метод определения нитратного  

Реактивы: калия нитрат (х. ч.);

1 %-ный раствор алюмокалиевых квасцов (ч. д. а.). 10 г алюмокалиевых квасцов растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л;

10%-ный раствор алюмокалиевых квасцов (ч. д. а.). 100 г вещества растворяют дистиллированной водой в мерной колбе на 1 л;

40. Максимально допустимые уровни нитратов и нитритов в кормах (мг/кг корма натуральной влажности) и воде (мг/л)

* Для крупного рогатого скота.

приэлектродный раствор (0,1 моль/л KN03 + 0,005 моль/л КС1).

0,1 моль/л калибровочный раствор калия нитрата (KNO3). 10,11 г калия нитрата перекристаллизованного, высушенного при температуре 105 °С до постоянной массы, взвешивают с погрешностью не более 0,01 г, растворяют в 1%-ном растворе алюмокалиевых квасцов в мерной колбе на 1 л и доводят объем этим же раствором до метки;

0,01 моль/л калибровочный раствор KN03. В мерную колбу на

1. л помещают 100 мл 0,1 моль/л раствора KNO3 и доводят объем до метки 1%-ным раствором алюмокалиевых квасцов;

0,001 моль/л калибровочный раствор KNO3. Готовят десятикратным разведением 0,01 моль/л раствора KNO3 1%-ным раствором алюмокалиевых квасцов;

0. 0001 моль/л калибровочный раствор KN03. Готовят десятикратным разведением 0,001 моль/л раствора KNO3 1%-ным раствором алюмокалиевых квасцов;

насыщенный раствор КС1. В 100 мл дистиллированной воды при температуре 40—45 °С растворяют максимально растворяющуюся массу КС1 и охлаждают.

Калибровочные растворы и приэлектродный раствор хранят в холодильнике. Полученные растворы используют для калибровки прибора.

Оборудование: рН-метр (рН-340, рН-74, И-120, И-130 и др.) с погрешностью измерения ±5 мВ (±0,05 PNO3); ионоселективный измерительный электрод ЭИ-ИОз-01 или аналогичного образца; электрод сравнения — хлорсеребряный насыщенный электрод типа ЭВЛ-1МЗ; весы аналитические, погрешность взвешивания не более 0,001 г; весы технические квадрантные, погрешность взвешивания не более 0,1 г; дозатор вместимостью 50 мл для добавления алюмокалиевых квасцов, погрешность дозирования не более 1 %; мешалка лабораторная для перемешивания образца с экстрагентом; гомогенизатор или фарфоровая ступка с пестиком и промытый прокаленный песок; мезгообразователь; мясорубка или пластмассовая терка (для измельчения корнеплодов и овощей); встряхиватель или ротатор Р-120, или блок экстрагирования; мельница для размола сухих образцов почв; мельница для размола сухих проб растений.

Ход определения.

2. раза промывают дистиллированной водой, а затем 2 раза при- электродным раствором (0,1 моль/л KNO3 + 0,005 моль/л КС1). После промывки в корпус электрода заливают пипеткой 1,5 мл приэлектродного раствора и ввинчивают хлорсеребряный индикаторный электрод. Новый электрод перед первым измерением выдерживают в 0,1 моль/л растворе KNO3. В интервалах между исследованиями, если они не превышают 5 сут, измерительный электрод хранят в 1-10 моль/л растворе KNO3. При длительных перерывах между исследованиями электрод хранят на воздухе (или в 0,001 моль/л растворе KNO3), а перед началом работы выдерживают в течение 1—2 ч в 0,1 моль/л растворе KNO3.

Подготовка сравнительного хлорсеребряного электрода типа ЭВЛ-1МЗ. После распаковки электрод промывают дистиллированной водой, заливают насыщенным раствором КС1 температурой 20 °С. Закрывают отверстие для заливки пробкой и выдерживают электрод сначала в кипящей, а затем в воде комнатной температуры по 15 мин в 3 цикла, погружая электрод в воду на 60—70 мм. В интервалах между работой электрод хранят, надевая пластмассовый колпачок, заполненный дистиллированной водой, и закрывая отверстие для заливки раствора КС1 пробкой. Во время работы это отверстие должно быть открытым.

Работоспособность ионоселективного электрода зависит от его характеристики: если при измерении стандартных растворов разность показателей между двумя растворами меньше 48—50 мВ, значит, электрод находится в нерабочем состоянии. Электрод имеет линейную функцию в диапазоне 1,0—4,0 PNO3 с наклоном 54—56 + 3 мВ на единицу PNO3.

Подготовка проб растительной продукции к анализу. Экстракцию нитратов из растительного материала выполняют 1%-ным раствором алюмокалиевых квасцов при соотношении массы пробы к объему экстрагирующего раствора 1:100 для сухих образцов или 1:5 для влажных проб.

Растительный материал также можно высушить, а затем измельчить на мельнице. Взять 0,5 г муки, поместить в колбу, залить 50 мл 1 %-ного раствора алюмокалиевых квасцов, встряхивать 5—7 с и оставить на сутки для извлечения нитратов.

Подготовка проб воды. К 9 мл анализируемой воды добавляют 1 мл 10%-ного раствора алюмокалиевых квасцов. Объем воды и раствора алюмокалиевых квасцов можно увеличить соответственно в 2—5 раз, не меняя соотношения пробы воды и раствора квасцов (9:1). В полученном растворе измеряют активность иона нитрата.

Подобным образом готовят образцы крови и молока. Смесь крови (молока) с раствором алюмокалиевых квасцов взбалтывают в течение 30 мин на встряхивателе или ротаре. В полученной суспензии измеряют активность иона нитрата. Концентрацию нитратов в крови преимущественно проводят с реактивом Грисса.

Активность иона нитрата в пробе можно измерять непосредственно в р1Ч03 или делать замеры в мВ. Концентрацию ионов N03 на ионометре измеряют, пользуясь инструкцией, прилагаемой к прибору. Как пример ниже приводится методика измерения концентрации ионов N63 на ионометре И-120.1.

1. Перед началом исследований подготовленные к работе электроды подключают к задней панели преобразователя. Мембранный (измерительный) электрод подключают к гнезду «Изм.», а хлорсеребряный (вспомогательный) — к гнезду «Всп.».
2. Кнопку под словом «Анионы» и валентностью, равной 1, утапливают.

Преобразователь включают в сеть и прогревают 30 мин.

3. Вынимают электроды из воды, осушают их полоской фильтровальной бумаги и погружают в первый стандартный раствор с концентрацией 1 • 10 М КЖgt;з ^N03 = 4). Стандартные растворы должны иметь ту же температуру, что и исследуемые. Для этого стандартные растворы извлекают из холодильника, если они были приготовлены заранее и хранились в нем, не менее чем за 3—4 ч до начала измерений. Если измерения планируют начать с утра, то растворы вынимают из холодильника в конце предыдущего рабочего дня.
4. После установления показаний нажимают кнопку рХ-КООР- ДИНАТА на лицевой панели и на цифровом табло преобразователя ручкой рХ-КООРДИНАТА, размещенной на боковой стенке, устанавливают значение рГЧОз первого раствора, равное 4.
5. Отпускают кнопку рХ-КООРДИНАТА и ручкой КАЛИБРОВКА, размещенной на боковой стенке, устанавливают на табло значение рЖgt;з этого раствора, равное 4.
6. После промывки и удаления воды погружают электроды во второй раствор с концентрацией 1 • 102 М К1ЧО3. После установления показаний ручкой ГРАДИЕНТ, %, размещенной на боковой стенке, устанавливают на цифровом табло значение рgt;Юз второго раствора, равное 2,05. Если выставить это значение не удается, то дополнительно используют органы ручной температурной компенсации (ручка «ТЕМПЕРАТУРА, °С»), расположенные на боковой стенке (органы дополнительной настройки по крутизне). Это связано с тем, что данная электродная система не имеет определенных координат изопотенциальной точки, поэтому температурная компенсация не производится.
7. Для проверки настройки ионометра нужно вернуться к первому контрольному раствору и повторить настройку по пунктам 3—6 до достижения совпадения значений, после этого приступают к определению рИОз исследуемых растворов.

Примечание.

Расчет содержания нитратов (N03) в воздушно-сухих растительных образцах ведут по формуле

10-рМ°з • 62 • У-106 1000•Н

где х — содержание нитратов, мг/кг; Ю~р1'|°3 — концентрация нитратов в исследуемой вытяжке, моль/дм3; 62 — молярная масса нитрат-иона, г; V — объем экстрагирующего раствора, см3; 1000 — коэффициент перевода дм3 в см3; 106 — коэффициент пересчета результатов анализа в мг/кг; Н — масса навески анализируемого материала, г.

Принимая У= 50 см3, Н— 0,5 г и проведя соответствующие вычисления, получим следующую формулу для расчета:

х = 10-ры°з . 6200.

Программа для вычисления результатов на микрокалькуляторах, имеющих функцию 10х, имеет вид

рШз \м\ И И И 6200 Н В]

содержание ИОз, мг/кг-

Расчеты по содержанию нитратов в траве, овощах и фруктах с естественной влажностью производят по формуле

1000 • н

где со — массовая доля воды в анализируемом материале, %.

  Формула

х = 10-Ры°з . 6200 • (50 + ^).

Программа для вычисления результатов на микрокалькуляторах, имеющих функцию 10х, имеет вид

со | + | 10 I + I 50 - Б ЗАЛ рМОз —

/~/\Р| 10х I х I 6200 | х | Б | ИП

-» мг/кг.

Несколько менее точные результаты по содержанию нитратов в траве, овощах и фруктах можно получить, пользуясь таблицами для перевода значений pNOз в мг ИОз/кг (приложения 11 и 12).

В литературе примерно в равной мере встречаются три способа выражения концентрации нитратов: в расчете на азот (N—N03), на нитраты (N03) и в перерасчете на ИаНОз- Для сопоставления таких данных используют следующие коэффициенты:

N—N03 в пересчете на N03 — 4,43;

N—N03 в пересчете на №N03 — 6,07;

N03 в пересчете на N—N03 — 0,225;

N03 в пересчете на №N03 — 1,37;

№N03 в пересчете на N—N03 — 0,165;

№N03 в пересчете на ИОз — 0,73.

Нитратный азот с помощью ионоселективного электрода можно определять, используя калибровочный график и снимая показания в мВ. В этом случае нитратный электрод подключают к гнезду «Изм», а хлорсеребряный электрод — к гнезду «ВСП», нажимают клавишу «мВ», включают диапазон измерения pH = 1—4 и делают замеры ЭДС (мВ) в калибровочных и исследуемых растворах. По калибровочному раствору находят величину р!ЧОз-

Источники: 29, 51, 66.

Для определения нитратов экспресс-методом предложены нитратомеры типа «САЯБУ» производства фирмы «НОШ ВА» (Япония), «Нитрат-тест», «Анион-4ЮН», Анион-7011 (частное коммерческое предприятие «ССС», г. Одесса), комплект «Микон-2» (ООО «НикоАналитик», г. Москва). В комплект «Микон-2» входят, в частности, микропроцессорный ионометр «Экспорт-001» и ионоселективный электрод ЭЛИТ-02 (нитрат), которые позволяют значительно упростить процесс измерений и свести его к достаточно простым и наглядным процедурам.

Портативные нитратометры позволяют определять количество нитратов в растениях и воде без специальной подготовки проб к анализу. Некоторые из них имеют автономное питание.