Спосіб підготовки проб при аналізі металів атомно-емісійним методом з дуговою атомізацією

Спосіб підготовки проб при аналізі металів атомно-емісійним методом з дуговою атомізацією, що включає переведення металів у зручну для аналізу форму, який відрізняється тим, що пробу піддають мокрому озоленню, після чого до зразка у вигляді азотнокислого розчину додають 2 М розчин хлориду кальцію і карбонату натрію, перемішують, відділяють карбонат кальцію, що утворився, і промивають бідистильованою водою з наступним висушуванням осаду при температурі 110-130 °С протягом 15-20 хв. (19) (21) u201104778 (22) 18.04.2011 (24) 25.11.2011 (46) 25.11.2011, Бюл.№ 22, 2011 р. (72) ШАФРАН ЛЕОНІД МОЙСЕЙОВИЧ, БОЛЬШОЙ ДМИТРО ВАЛЕРІЙОВИЧ, ПИХТЄЄВА ОЛЕНА ГЕРАКЛІТІВНА, ШИТКО ОЛЕНА СТЕПАНІВНА (73) ШАФРАН ЛЕОНІД МОЙСЕЙОВИЧ, БОЛЬШОЙ ДМИТРО ВАЛЕРІЙОВИЧ, ПИХТЄЄВА ОЛЕНА ГЕРАКЛІТІВНА, ШИТКО ОЛЕНА СТЕПАНІВНА 3 переведення металів у зручну для аналізу форму, згідно з корисною моделлю, пробу піддають мокрому озоленню, після чого до зразка у вигляді азотнокислого розчину додають 2 М розчин хлориду кальцію і карбонату натрію, перемішують, відділяють карбонат кальцію, що утворився, і промивають бідистильованою водою з наступним висушуванням осаду при температурі 110-130 °C протягом 15-20 хв. Новим у корисній моделі, що заявляється, є те, що: - пробу піддають мокрому озоленню в середовищі азотної кислоти; - аналізовані елементи концентрують шляхом осадження їх в карбонат кальцію, осад якого є робочим тілом аналізу; - режим висушування осаду. Спосіб здійснюється наступним чином. Пробу спочатку піддають мокрому озоленню шляхом нагрівання її в автоклаві в середовищі азотної кислоти при температурі 120-150 °C протягом 1-2 годин в залежності від природи зразка. Потім до зразка у вигляді азотнокислого розчину додають 2 М розчин хлориду кальцію та карбонату натрію, перемішують, білий осад, що випав - карбонат кальцію СаСl2+Na2CO3  2NaCl+CaCO3  фільтрують під вакуумом за допомогою водоструминного насоса на паперовому фільтрі. Осад на фільтрі промивають бідистильованою водою. Вся процедура займає не більше двох-трьох хвилин. Після цього фільтр з осадом переносять у сушильну шафу і висушують при 120 °C (15-20 хв.). Потім сухий порошок з фільтра зсипають у бюкс або на кальку. Він може бути використаний безпосередньо для аналізу. Важливою перевагою такого способу підготовки зразка є те, що при ньому не потрібно вносити спеціальну спектральну буферуючу суміш, через те, що кальцій, який входить до його складу як макрокомпонент сам по собі слугує буфером. Приклад 1. Здійснювали підготовку проби моркви сушеної для подальшого атомно-емісійного аналізу на вміст у досліджуваному зразку наступних металів: Pb, Cd, Zn, Cu, Mn, Ba заявленим способом. Для цього в першому випадку наважку проби (2,0 г) поміщали в чашці Петрі в муфельну піч і нагрівали до 450 °C (підйом температури печі не перевищував 5 °C за хвилину), потім витримували при цій температурі протягом 2,5 годин (сухе озолення). Після охолодження проби до кімнатної температури золу кількісно перенесли в агатову ступку, додали 0,25 г буферуючої суміші, ретельно розтерли товкачем до повністю гомогенного стану, після чого перенесли на кальку і зважили. Підготовлену таким чином пробу піддали дослідженню атомно-емісійним методом з дуговою атомізацією. При цьому завантаження проби в лунку електрода - 30 мг, сила струму в дузі - 15 А, діапазони спектрометрування - 207-247, 260-300 і 300-340 нм (АЕС-спектрометр ЕМАС-200 ССД). 64975 4 Результати наведені в таблиці 1. Паралельно здійснювали підготовку проби моркви сушеної для подальшого атомно-емісійного аналізу на вміст у досліджуваному зразку наступних металів: Pb, Cd, Zn, Cu, Mn, Ba, відповідно до ГОСТу 30538-97 (прототип). Наважка проби (1,0 г) поміщалася в автоклав з азотною кислотою і нагрівалася до 150 °C протягом 1 години (мокре озолення). В розчин, що утворився, вносили послідовно при перемішуванні 1,0 мл 2,0 моль/л розчину хлориду кальцію і 5,0 мл 2,0 моль/л розчину карбонату натрію. Білий осад карбонату кальцію, що випав, відфільтрували під вакуумом за допомогою водоструминного насоса на паперовому фільтрі, осад на фільтрі промили бідистильованою водою. Фільтр з осадом перенесли у сушильну шафу і висушили при 120 °C (15 хв.). Потім сухий порошок з фільтра піддали дослідженню атомно-емісійним методом з дугового атомізацією. Результати наведені в таблиці. Приклад 2 ілюструє підготовку для подальшого атомно-емісійного аналізу соку яблучного, аналогічно описаному в Прикладі 1. Результати наведені в таблиці 1. Приклад 3 ілюструє підготовку проби крові для подальшого атомно-емісійного аналізу, аналогічно описаному в Прикладі 1. Результати наведені в таблиці 1. Приклад 4. Проводили визначення вмісту Ва, Мn і Рb у питній воді з використанням заявленого способу підготовки проби, аналогічно описаному в Прикладі 1. Результати наведені в таблиці 2. Проведені досліди підтвердили, що запропонований спосіб має наступні переваги. 1. Досягається висока гомогенізація зразка. Виключається тривала і трудомістка стадія гомогенізації зразка розтиранням в агатовій ступці. 2. Легкість приготування стандартних зразків з відомим вмістом елемента, у тому числі багатокомпонентних, з великим набором досліджуваних металів. 3. Зручність застосування методу добавок, який має ряд переваг перед методом калібрувальних графіків. 4. Стандартизація приготування робочого зразка - відсутність помилок, пов'язаних з різницею густин, кристалічної структури і ступеня дисперсності зразка. 5. Відсутність необхідності внесення до зразків буферної суміші, що підтримує постійний стан плазми. 6. Виключення з процедури аналізу стадії зважування робочого зразка і усунення у зв'язку з цим значних похибок розрахунків, викликаних втратою маси золи, неповним її збиранням. 7. Мокре озолення зразка в автоклаві, на відміну від сухого озолення в муфельній печі, виключає втрату зразка при займанні, скипанні, інтенсивному димоутворенні, а також виключає в процесі пробопідготовки втрату летючих елементів, таких як ртуть, миш'як, сурма. 5 64975 8. Можливість аналізувати методом АЕСДА не тільки тверді, але і рідкі проби: кров, сечу, природні і стічні води, напої тощо. 6 9. Можливість аналізувати кількісний склад сплавів металів без використання стандартних зразків цих сплавів. Таблиця 1 Порівняння результатів визначення деяких металів у ряді об'єктів аналізу при використанні стандартного і пропонованого способу пробопідготовки (Р=0,95; n=3) № п/п Об'єкт аналізу 1 Морква сушена 2 Сік яблучний 3 Кров Пробопідготовка за ГОСТ 30538-97 Елемент Свинець Кадмій Цинк Мідь Марганець Барій Свинець Кадмій Цинк Мідь Марганець Барій Свинець Кадмій Цинк Мідь Марганець Барій Знайдено, Відносна станд. похибка міліграм/кг вимірювання, Sr 0,012 0,083 0,001 0,102 3,42 0,033 1,12 0,049 0,009 0,099 0,046 0,088 0,005 0,054 – 1,35 0,020 0,034 0,028 0,008 0,084 0,009 0,042 0,018 0,092 0,006 0,970 2,12 0,025 1,05 0,172 0,010 0,097 0,021 0,070 Пробопідготовка мокрим озоленням зі співосадженням Знайдено, Відносна станд. похибка мг/кг вимірювання, Sr 0,012 0,035 0,001 0,038 3,44 0,014 1,13 0,021 0,009 0,035 0,046 0,038 0,005 0,023 – 1,27 0,009 0,033 0,011 0,008 0,031 0,009 0,018 0,018 0,038 0,006 0,451 2,16 0,012 1,09 0,074 0,010 0,033 0,019 0,032 Таблиця 2 Результати визначення Ва, Мn і Рb в питній воді при використанні пропонованого способу пробопідготовки (Р=0,95; n=3) (приклад 4) Вміст барію Вміст марганцю Вміст свинцю Відносна Відносна Відносна № зразЗнайдено, станд. похи- ГДК в.в., Знайдено, станд. похи- ГДК в.в., Знайдено, станд. похи- ГДК в.в., ка мкг/л бка вимірю- мкг/л мкг/л бка вимірю- мкг/л мкг/л бка вимірюмкг/л ван-ня, Sr ван-ня, Sr ван-ня, Sr Водопр. 4,12 0,031 14,33 0,050 4,36 0,051 1. 10,96 0,042 16,26 0,039 5,54 0,055 2. 8,98 0,039 45,95 0,036 5,26 0,044 3. 34,24 0,031 37,85 0,024 8,03 0,038 4. 15,25 0,038 34,26 0,027 12,97 0,036 5. 20,1 0,033 19,9 0,026 12,85 0,038 6. 17,08 0,032 38,93 0,025 11,24 0,042 100 мкг/л 100 мкг/л 50 мкг/л 7. 45,36 0,033 23,38 0,037 9,20 0,042 (0,1 мг/л) (0,1 мг/л) (0,05 мг/л) 8. 5,88 0,050 29,42 0,043 9,27 0,048 9. 13,35 0,038 23,55 0,036 10,05 0,037 10. 2,62 0,071 19,74 0,042 6,23 0,048 11. 1,67 0,084 52,31 0,023 10,94 0,046 12. 23,75 0,036 30,13 0,030 10,66 0,046 13. 16,29 0,036 37,03 0,039 8,25 0,050 14. 6,04 0,048 52,31 0,035 11,76 0,046 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 64975 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601