МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ.
ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЙОДА В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
МЕТОДИКА
ГЛАВНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ САНИТАРНЫЙ ВРАЧ РФ
26 января 2003 г.
N МУК 4.1.1187-03
(Д)
УТВЕРЖДАЮ
Главный государственный
санитарный врач
Российской Федерации,
Первый заместитель
Министра здравоохранения
Российской Федерации
Г.Г.ОНИЩЕНКО
26 января 2003 года
Дата введения -
с момента утверждения
1. Разработаны: ГУ НИИ питания РАМН (академик, д.м.н., профессор
В.А. Тутельян, д.м.н., профессор С.А. Хотимченко, д.б.н. Г.Ф. Жукова);
ООО НПП "ЭКОНИКС" (Д.В. Красный, Н.А. Смирнов, д.х.н., профессор
П.М. Зайцев).
2. Рекомендованы к утверждению Комиссией по
госсанэпиднормированию при Минздраве России (протокол N 15 от
21.11.02).
3. Утверждены Главным государственным санитарным врачом
Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения
Российской Федерации 26 января 2003 г.
4. Введены впервые.
1. Назначение и область применения
Настоящие Методические указания устанавливают
вольтамперометрическую методику выполнения измерений (МВИ) массовой
концентрации йода в пищевых продуктах, продовольственном сырье и
биологически активных добавках к пище (БАД). Данная методика испытана
и рекомендуется для количественного определения йода в следующих
продуктах: зерно, мука, крупы, хлеб и хлебобулочные изделия,
растительные пищевые продукты, мясо и мясопродукты, йодированные
пищевые продукты (дрожжи, яйца и др.), рыба и рыбопродукты, молоко и
молочные продукты, сыры, сухое молоко, биологически активные добавки к
пище (в т.ч. йодированные белки), йодированная соль.
Методические указания предназначены для проведения лабораторных
исследований безопасности пищевой продукции учреждениями
Госсанэпидслужбы Российской Федерации, а также для предприятий и
организаций, осуществляющих контроль качества пищевых продуктов в
соответствии с санитарными правилами "Гигиенические требования к
качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов.
СанПиН 2.3.2.1078-01" и аккредитованных в установленном порядке.
Диапазон измеряемых концентраций йодидов - 10 - 5000 мкг/кг,
йодатов - 200 - 5000 мкг/кг.
Общая погрешность измерений не превышает 35%.
2. Общие положения
Йод - необходимый элемент для нормального роста и развития.
Физиологическая потребность в йоде составляет 100 - 200 мкг в сутки.
Недостаточность йода у человека приводит к развитию эндемического
зоба, нарушению функции мозга, снижению неспецифической резистентности
организма.
3. Принцип метода
Метод включает следующие этапы.
3.1. Разложение органических веществ путем сжигания пробы сырья
или продукта в электропечи при контролируемой температуре. При анализе
йода в йодированной соли сжигания образца не требуется.
3.2. Подготовку активного микротонкого слоя ртути на поверхности
рабочего электрода "Модуля ЕМ-04" полярографа ABC-1.1 при минус 600 мВ
в течение 300 с или использование стационарного ртутного электрода
(электрод висящей капли).
3.3. Идентификация и количественное определение йода (в виде
йодида или йодата).
3.3.1. Йод в форме йодида определяют методом инверсионно-катодной
переменно-токовой вольтамперометрии в среде инертного газа при pH 2 по
высоте пика электрохимического восстановления с максимумом от минус
190 до минус 280 мВ ртутно-йодидной соли, образующейся в результате ее
предварительного электронакопления на поверхности ртутного электрода
при постоянном потенциале плюс 10 мВ. Определение проводят с
использованием метода внутреннего стандарта.
3.3.2. Йод в форме йодата определяют методом переменно-токовой
вольтамперометрии при pH 10 - 12 по высоте пика электрохимического
восстановления йодата при потенциале от минус 1210 до минус 1270 мВ на
стационарном ртутном электроде в среде инертного газа. Определение
проводят с использованием метода внутреннего стандарта.
Определению йодид-, йодат-ионов мешают: гидроксил-, сульфит-,
тиосульфат-ионы, кислород и органические вещества, содержащиеся в
анализируемой пробе. Влияние их устраняется во время пробоподготовки и
проведения вольтамперометрического определения йодидов и йодатов. Не
мешают определению указанных ионов менее чем 100-кратные избытки
сульфатов, нитратов, ионов щелочных металлов и цинка.
4. Характеристика погрешности измерений
Данные методические указания обеспечивают выполнение измерений с
погрешностью, не превышающей величин, приведенных в табл. 1.
Таблица 1
ВЕЛИЧИНЫ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ ЙОДА В ПРОДУКТЕ
------------------------------------------------------------------
| Диапазон определяемой | Относительная погрешность, |
| концентрации йода, мкг/кг | |/- дельта, % |
|----------------------------------------------------------------|
| При определении йода в виде йодид-иона |
|----------------------------------------------------------------|
| 10 - 90 | 35 |
|-------------------------------|--------------------------------|
| 91 - 150 | 30 |
|-------------------------------|--------------------------------|
| 151 - 500 | 25 |
|-------------------------------|--------------------------------|
| 501 - 5000 <*> | 20 |
|----------------------------------------------------------------|
| При определении йода в виде йодат-иона |
|----------------------------------------------------------------|
| 200 - 5000 | 20 |
------------------------------------------------------------------
--------------------------------
<*> При анализе продуктов (БАД, йодированные белки и др.),
уровень содержания йода в которых превышает 5000 мкг/кг, необходимо
использовать меньшие навески пробы и разбавить анализируемый раствор
таким образом, чтобы получаемый аналитический сигнал соответствовал
диапазону определяемых концентраций йода, приведенных в табл. 1 и 2.
5. Средства измерений, вспомогательное оборудование,
материалы и реактивы
Аналитический электрохимический комплекс "ЭКОТЕСТ-ABC-1.1",
включающий в себя:
-------------------------------------------------------------------------
| а) вольтамперометрический | |
| анализатор - полярограф ABC-1.1 | |
| в комплекте с IBM PC | |
| совместимым компьютером | ТУ 4215-022-27458903 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| б) модуль ЕМ-04 | |
| в) программное обеспечение | |
| г) pH-метр Экотест 2000-pH | |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Весы лабораторные | |
| общего назначения ВЛР-200 | ГОСТ 24104 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Весы лабораторные технические | ГОСТ 24104 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Муфельная печь, обеспечивающая | |
| поддержание температурного | |
| режима от 100 до 600 ЬС | |
| с погрешностью +/- 10 ЬС | ТУ 3443-005-42296670-00 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Электроплитка и/или песчаная баня | ГОСТ 14919 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Электрод стационарный ртутный | |
| (электрод висящей ртутной капли) | |
| со стеклянным капилляром | ТУ 5.5519.005 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Электрод сравнения - хлорсеребряный | |
| лабораторный ЭВЛ 1М3.1 | ТУ 25.05.2181 |
| или каломельный | ТУ 4215-020-35918409 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Электрод платиновый | |
| высокотемпературный ЭПВ-1 | ТУ 25.05.2143 |
| Колбы мерные вместимостью | |
| 50, 100, 500 и 1000 куб. см | ГОСТ 25336 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Колба с тубусом (Бунзена) с | |
| цилиндрической горловиной | ТУ 92-891.029 или |
| на 500 куб. см | ГОСТ 6514 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Пипетки мерные с делениями | |
| лабораторные вместимостью | |
| 1, 2, 5, 10 и 25 куб. см | ГОСТ 29227 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| или дозаторы пипеточные с | |
| диапазоном дозирования от | |
| 50 до 200 мкл и от 200 до 1000 мкл, | |
| с дискретностью установки объемов | |
| доз 1 или 5 мкл и | |
| погрешностью +/- 5% | ГОСТ 23256 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Пробирки со шлифом | |
| вместимостью 5, 10, 15 куб. см | ГОСТ 1770 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Тигли фарфоровые | |
| (или стеклоуглеродные) с крышкой | ГОСТ 9147 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Центрифуга настольная | |
| лабораторная ОПН-8 | |
| Ячейка полярографическая стеклянная | |
| Азот газообразный или другой | |
| инертный газ с массовой долей | |
| кислорода не более 0,03% | ГОСТ 9293 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Вода дистиллированная | ГОСТ 6709 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Калий азотнокислый, х.ч. | ГОСТ 4217 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Калий йодистый, ч.д.а. | ГОСТ 4232 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Калий йодноватокислый, ч.д.а. | ГОСТ 4202 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Калий марганцовокислый, х.ч. | ГОСТ 20490 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Калий углекислый, х.ч. | ГОСТ 4221 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Калий хлористый, х.ч. | ГОСТ 4234 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Кислота азотная, о.с.ч. | ГОСТ 11125 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Кислота аскорбиновая, ч.д.а. | ГОСТ 6245 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Натрий гидроокись, х.ч. | ГОСТ 4228 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Ртуть азотнокислая, окисная, | |
| 1-водная, ч.д.а. | ГОСТ 4520 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Ртуть металлическая марки Р1 | ГОСТ 4658 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Спирт этиловый ректификат | ГОСТ 18300 |
|--------------------------------------|--------------------------------|
| Стандартный образец | |
| водного раствора йодида | |
| концентрации 1 г/куб. дм | ГСО 6086-91 |
| Все реактивы должны быть | |
| марки х.ч., ч.д.а. или о.с.ч. | |
-------------------------------------------------------------------------
Допускается применение других средств измерения, вспомогательного
оборудования, материалов и реактивов с аналогичными или лучшими
метрологическими и техническими характеристиками.
6. Отбор и подготовка проб
6.1. Отбор проб пищевых продуктов проводится в соответствии с
требованиями ГОСТ на отдельные виды пищевых продуктов и
продовольственного сырья.
6.2. Подготовку проб для анализа осуществляют способом сухой
минерализации. При этом используют 2 параллельные пробы и одну -
холостую. Способ основан на полном разложении органических веществ
путем сжигания пробы сырья или продукта в электропечи при
контролируемой температуре.
При анализе йодированной соли сжигания пробы не требуется.
Подготовка к минерализации пробы. Фарфоровые (кварцевые или
стеклоуглеродные) тигли моют, нагревают 1 ч при 80 - 90 ЬС в 1 М
растворе азотной кислоты, промывают водой и ополаскивают
дистиллированной водой. Фарфоровые тигли перед использованием
прокаливают в муфельной печи 1 ч при 600 ЬС.
Из подготовленной к испытаниям пробы берут навеску пробы в
соответствии с табл. 2, количественно переносят в фарфоровый
(кварцевый или стеклоуглеродный) тигель. Добавляют 1 - 2 куб. см 0,5 М
раствора гидроокиси натрия и 1 - 2 куб. см 0,5 М нитрата натрия (или
0,5 М марганцовокислого калия для высокобелковых продуктов), при этом
образец должен быть смочен раствором (допускается для полного
смачивания пробы продукта добавить небольшое количество
дистиллированной воды).
Тигель накрывают фарфоровой крышкой и оставляют на 10 - 15 мин.
при комнатной температуре. Тигли (крышку необходимо удалить) переносят
на песчаную баню, помещенную на электроплитку, и осторожно высушивают.
Затем тигли накрывают крышкой, переносят в муфельную печь и
выдерживают 1 ч при 500 ЬС. Если не прошло обугливание пробы (в
образце присутствуют темные образования), после охлаждения пробы в нее
добавляют несколько капель дистиллированной воды, 0,2 - 0,5 куб. см
0,5 М раствора нитрата калия (или марганцовокислого калия), нагревают
на песчаной бане до полного удаления влаги, переносят в муфельную печь
и продолжают минерализацию пробы до получения белой или серой (при
использовании марганцовокислого калия) золы, при необходимости
процедуру обработки пробы окислителями, высушивания и сжигания пробы
повторяют. После охлаждения тиглей к содержимому добавляют 1 - 2 куб.
см дистиллированной воды, ополаскивают крышки тигля горячей
дистиллированной водой и сливают в тигель, подкисляют содержимое тигля
1 М азотной кислотой (1 - 2 куб. см) до pH 2, добавляют 1,5 - 2,5 куб.
см 1,0 М раствора аскорбиновой кислоты, при этом раствор пробы
становится бесцветным (в т.ч. при применении марганцовокислого калия)
и содержимое тигля с помощью 5 - 10 куб. см дистиллированной воды
количественно переносят в мерные пробирки вместимостью 5 - 15 куб. см,
объем раствора доводят дистиллированной водой до метки (в зависимости
от содержания йода в пробе) и, если необходимо, отфильтровывают или
центрифугируют. Полученный раствор используют для
вольтамперометрического определения йода (или хранят в темноте не
более суток).
Таблица 2
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПОДГОТОВКИ ПРОБЫ
ПРИ АНАЛИЗЕ ЙОДА
------------------------------------------------------------------
| Ожидаемое | Навеска |Объем раствора| Объем раствора |
|содержание йода | пробы, г |пробы, куб. см| пробы, взятый |
|в пробе, мкг/кг | | |для анализа, куб. см|
|----------------------------------------------------------------|
| При определении йода в виде йодид-иона |
|----------------------------------------------------------------|
|10 - 90 |10,0 - 5,0 |5,0 |5,0 |
|----------------|-----------|--------------|--------------------|
|91 - 150 |4,5 - 3,0 |10,0 |7,0 - 10,0 |
|----------------|-----------|--------------|--------------------|
|151 - 500 |3,0 - 1,0 |15,0 |10 - 1,0 |
|----------------|-----------|--------------|--------------------|
|501 - 5000 <*> |1,0 - 0,05 |15,0 |1,0 - 0,1 |
|----------------------------------------------------------------|
| При определении йода в виде йодат-иона |
|----------------------------------------------------------------|
|200 - 5000 |5,0 - 3,0 |15,0 |15,0 - 5,0 |
------------------------------------------------------------------
--------------------------------
<*> При анализе продуктов (БАД, йодированные белки и др.),
уровень содержания йода в которых превышает 5000 мкг/кг, необходимо
использовать меньшие навески пробы (до 10 мг, учитывая при этом
представительность пробы), кроме того необходимо разбавить
анализируемый раствор (до 50 - 200 куб. см) таким образом, чтобы при
вольтамперометрическом анализе образца получаемый аналитический сигнал
соответствовал диапазону определяемых концентраций йода, приведенных в
табл. 1 и 2.
7. Подготовка к выполнению измерений
7.1. Приготовление стандартных и рабочих растворов
7.1.1. Стандартный раствор калия йодистого (KJ) с концентрацией
йодид-иона 1000 мг/куб. дм.
В качестве такого стандартного раствора используют ГСО с
аттестованной концентрацией йодид-иона 1 мг/куб. см либо раствор,
приготовленный из калия йодистого.
На аналитических весах взвешивают 1,3080 г калия йодистого
(предварительно перекристаллизованного из воды и высушенного до
постоянного веса) с точностью до 0,0002 г, навеску количественно
переносят в мерную колбу вместимостью 1000 куб. см, растворяют в
дистиллированной воде, доводят объем раствора до метки
дистиллированной водой и перемешивают. Полученный раствор переносят в
склянку с притертой пробкой из темного стекла (или хранят раствор в
недоступном для света месте). Срок хранения раствора - 12 месяцев.
7.1.2. Стандартный раствор калия йодистого с концентрацией
йодид-иона 100 мг/куб. дм.
В мерную колбу вместимостью 100 куб. см вносят 10 куб. см
раствора ГСО калия йодистого или раствора калия йодистого,
приготовленного по п. 7.1.1, с концентрацией йодид-иона 1000 мг/куб.
дм, доводят объем раствора до метки дистиллированной водой и
перемешивают. Раствор переносят в склянку из темного стекла с
притертой пробкой (или хранят раствор в темноте). Срок хранения
раствора - 3 месяца.
7.1.3. Рабочий стандартный раствор калия йодистого с
концентрацией йодид-иона 10 мг/куб. дм (10 мкг/куб. см ).
В мерную колбу вместимостью 50 куб. см вносят 5 куб. см раствора
калия йодистого, приготовленного по п. 7.1.2, с концентрацией йода 100
мг/куб. дм, доводят объем раствора до метки дистиллированной водой и
перемешивают. Раствор хранят в темноте не более 7 дней.
7.1.4. Стандартный раствор калия йодноватокислого (KJO3) с
концентрацией йодат-иона 1000 мг/куб. дм.
На аналитических весах взвешивают 1,6860 г калия йодноватокислого
(предварительно перекристаллизованного из воды и высушенного до
постоянного веса) с точностью до 0,0002 г, навеску количественно
переносят в мерную колбу вместимостью 1000 куб. см, растворяют в
дистиллированной воде, доводят объем раствора до метки
дистиллированной водой и перемешивают. Полученный раствор переносят в
склянку с притертой пробкой из темного стекла (или хранят раствор в
недоступном для света месте). Срок хранения раствора - 12 месяцев.
7.1.5. Стандартный раствор калия йодноватокислого с концентрацией
йодат-иона 100 мг/куб. дм.
В мерную колбу вместимостью 100 куб. см вносят 10 куб. см
раствора калия йодноватокислого, приготовленного по п. 7.1.4, с
концентрацией йодат-иона 1000 мг/куб. дм, доводят объем раствора до
метки дистиллированной водой и перемешивают. Раствор переносят в
склянку из темного стекла с притертой пробкой (или хранят раствор в
темноте). Срок хранения раствора - 6 месяцев.
7.1.6. Раствор азотной кислоты 1,0 М.
В колбу вместимостью 250 куб. см вносят 80 - 90 куб. см
дистиллированной воды и при перемешивании вносят в колбу 21 куб. см
концентрированной азотной кислоты. Колбу охлаждают до комнатной
температуры под струей холодной воды. Доводят объем раствора до метки
дистиллированной водой, перемешивают. Срок хранения раствора - 6
месяцев.
7.1.7. Насыщенный раствор калия хлористого.
Взвешивают на технических весах 175 г хлористого калия,
растворяют при нагревании в 500 куб. см дистиллированной воды. Горячий
раствор фильтруют, охлаждают до комнатной температуры и хранят в
контакте с небольшим количеством кристаллов соли. Срок хранения
раствора - 12 месяцев.
7.1.8. Раствор гидроокиси натрия 0,5 М.
В мерную колбу вместимостью 100 куб. см вносят 2,0 г гидроокиси
натрия, добавляют 50 куб. см дистиллированной воды, растворяют,
доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения
раствора - 6 месяцев.
7.1.9. Раствор азотнокислой ртути 0,01 М.
Навеску нитрата ртути 0,343 г помещают в колбу вместимостью 100
куб. см, добавляют 5 - 10 куб. см дистиллированной воды и несколько
капель концентрированной азотной кислоты, перемешивают до растворения,
доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения
- 6 месяцев.
7.1.10. Концентрированный фоновый электролит.
В мерную колбу вместимостью 200 куб. см помещают 20 куб. см 1 М
раствора азотной кислоты и 20 куб. см дистиллированной воды. После
перемешивания добавляют 5 куб. см 0,01 М раствора азотнокислой ртути,
доводят раствор до метки дистиллированной водой и тщательно
перемешивают. Срок хранения - 1 месяц.
7.1.11. Раствор марганцовокислого калия 0,5 М.
В мерную колбу вместимостью 100 куб. см вносят 7,9 г
марганцовокислого калия, добавляют 50 куб. см дистиллированной воды,
растворяют, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.
Срок хранения раствора - 6 месяцев.
7.1.12. Раствор калия азотнокислого 0,5 М.
В мерную колбу вместимостью 100 куб. см вносят 5,0 г нитрата
калия, добавляют 50 куб. см дистиллированной воды, растворяют, доводят
до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения раствора
- 6 месяцев.
7.1.13. Раствор аскорбиновой кислоты 1 М.
В мерную колбу вместимостью 100 куб. см вносят 17,6 г
аскорбиновой кислоты, добавляют 50 куб. см дистиллированной воды,
растворяют, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.
Хранить не более 1 месяца в темноте.
7.1.14. Раствор калия углекислого 10%-ный.
В мерную колбу вместимостью 100 куб. см вносят 10,0 г карбоната
калия, добавляют 50 куб. см дистиллированной воды, растворяют, доводят
до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения раствора
- 6 месяцев.
7.2. Подготовка электродов
7.2.1. Рабочий электрод - стационарный ртутный электрод (электрод
висящей капли).
Заполнение электрода металлической ртутью, проверку его
герметичности и работоспособности проводят согласно инструкции по его
эксплуатации и дополнению к ней. При проведении анализа оптимальным
размером ртутной капли является капля, полученная при повороте лимба
электрода на 15 делений.
После измерений электрод вынимают из ячейки, споласкивают
дистиллированной водой, поворотом барабана выдавливают ртуть до торца
капилляра и высушивают фильтровальной бумагой. Затем капилляр
закрывают колпачком, электрод помещают в стеклянный стакан в
вертикальном или наклонном положении капилляром кверху. Хранят
электрод в вытяжном шкафу.
7.2.2. Электрод сравнения.
Хлорсеребряный (или каломельный) электрод заполняют насыщенным
раствором калия хлористого (п. 7.1.7) таким образом, чтобы в нем не
было пузырьков воздуха. После первого заполнения хлорсеребряного
электрода его помещают на 10 - 12 ч в насыщенный раствор хлористого
калия для установления равновесного значения потенциала. Между
измерениями электрод хранят в насыщенном растворе хлористого калия.
Перед применением его ополаскивают дистиллированной водой и
просушивают фильтровальной бумагой.
7.2.3. Вспомогательный электрод.
Вспомогательный платиновый электрод в виде проволоки или пластины
перед анализом ополаскивают 2 - 3 раза дистиллированной водой. Между
измерениями хранят в электрохимической ячейке.
7.3. Подготовка электрохимической ячейки
7.3.1. Сборка электрохимической ячейки на встроенном в полярограф
ABC-1.1 датчике "Модуль ЕМ-04".
Вставить в гнездо заполненный электролитом электрод сравнения (п.
7.2.2). В качестве рабочего электрода, который устанавливается на ось
вращения мотора "Модуля ЕМ-04" полярографа ABC-1.1, используется
графитовый электрод. Перед началом анализа рабочий электрод,
хранившийся в этиловом спирте, ополаскивают дистиллированной водой и
протирают, в том числе основание электрода - фильтровальной бумагой.
Устанавливают с помощью фторопластовой гайки стеклоуглеродный
стакан-ячейку с анализируемым раствором или раствором фонового
электролита.
7.3.2. Сборка электрохимической ячейки для определения йода с
использованием стационарного ртутного электрода (электрода висящей
капли).
В центральную муфту (отверстие) электрохимической стеклянной
ячейки вставляют герметично стационарный ртутный электрод, а в боковые
муфты - вспомогательный электрод и электрод сравнения. В другие две
боковые муфты вставляют герметично пробки со стеклянными трубками для
подвода и вывода инертного газа. Проанализированный раствор вместе с
каплей ртути удаляют через кран ячейки в колбу Бунзена с тубусом,
соединенную с канализационной системой или со специальной емкостью.
Капли ртути остаются на дне колбы, а раствор по мере заполнения
склянки Бунзена стекает в канализацию. Разъемы электродов подключают к
соответствующим гнездам на задней панели полярографа.
Электрохимическая ячейка крепится на металлическом штативе, который
заземляют. Стеклянную трубку, служащую для ввода инертного газа,
спускают до дна ячейки и соединяют резиновой трубкой с редуктором
баллона сжатого инертного газа. К стеклянной трубке, отводящей газ из
ячейки, подсоединяют резиновую трубку и опускают в колбу Бунзена.
7.4. Сборка электрохимического комплекса "ЭКОТЕСТ-АВС-1.1"
Электрохимическая установка состоит из электрохимической ячейки
(п. п. 7.3.1 или 7.3.2), анализатора (полярографа ABC-1.1),
соединенного с персональным компьютером, и баллона с инертным газом
(азотом или аргоном).
Полярограф ABC-1.1 подсоединяют к персональному компьютеру IBM PC
с обязательным заземлением и соединяют с электродами в ячейке согласно
руководству по эксплуатации полярографа.
Установление программного обеспечения и запуск программы
проводится в соответствии с руководством по эксплуатации полярографа.
8. Выполнение измерений
8.1. Количественное определение йода в виде йодида
Измерение йода (в виде йодида) проводят инверсионным
вольтамперометрическим методом путем регистрации величин максимальных
катодных токов электрорастворения накопленной ртутно-йодидной соли на
поверхности предварительно созданной электрохимическим
концентрированием микротонкого слоя металлической ртути на рабочем
электроде или на стационарном ртутном электроде (электроде висящей
капли) в атмосфере инертного газа. Наличие сигнала при значениях
потенциала от минус 190 до минус 280 мВ свидетельствует о наличии
йодида. Высоты пиков на вольтамперограмме пропорциональны массовой
концентрации йодид-ионов в растворе.
Оптимальные параметры методики определения йодид-ионов, внесенные
в компьютерную программу, по которой работает полярограф, представлены
в табл. 3.
Проведение определений йодидов начинают с включения программы
"AVS" компьютера, активируют папку хранения (ВА) для проведения
анализа и устанавливают (проверяют) указанные параметры программы в
соответствии с табл. 3. При необходимости в программу допускается
внесение изменений и дополнений.
Таблица 3
ПРОГРАММА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЙОДИД-ИОНА
--------------------------------------------------------------------------------------------------
| Этапы | Режимы выполнения методики |
| методики |------------------------------------------------------------------------------------|
| | диапазон|U, мВ| скорость,| время,|U ,|U ,| амплитуда,| шаг,| частота,| номер |
| | тока | | об./ | с | нач. | кон. | мВ | мВ | Гц | буфера|
| | | | мин. | | мВ | мВ | | | | |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Подготовка микротонкого слоя ртути |
|------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Очистка |4 |-1200|1000 |0 |- |- |- |- |- | - |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Выдержка |1 |0,0 |1000 |0 |- |- |- |- |- | - |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Накопление|4 ||10 |1000 |0 |- |- |- |- |- | - |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Подготовка|1 |-600 |1000 |300 |- |- |- |- |- | - |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Развертка |4 |- |- |- |0,0 |-1500 |25 |1 |65 | 1 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Очистка электрода и фонового раствора |
|------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Очистка |4 |1200 |1000 |10 |- |- |- |- |- | - |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Выдержка |1 |0,0 |1000 |10 |- |- |- |- |- | - |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Накопление|4 ||10 |1000 |0 |- |- |- |- |- | - |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Подготовка|1 |-600 |1000 |0 |- |- |- |- |- | - |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Развертка |4 |- |- |- |0,0 |-1500 |25 |1 |65 | 1 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Количественное определение йодидов |
|------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Очистка |4 |1200 |1000 |5 - |- |- |- | - |- | - |
| | | | |10 | | | | | | |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Выдержка |1 |0,0 |1000 |10 |- |- |- | - |- | - |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Накопление|4 ||10 |1000 |60 - |- |- |- | - |- | - |
| | | | |300 | | | | | | |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Подготовка|1 |-600 |1000 |0 |- |- |- | - |- | - |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Развертка |4 |- |- |- |0,0 |-1500 |25 | 1 |65 | 1 |
--------------------------------------------------------------------------------------------------
8.1.1. Подготовка микротонкого слоя ртути.
При количественном определении йода с использованием "Модуля
ЕМ-04" в стеклоуглеродный стакан электрохимической ячейки, выполняющий
одновременно роль вспомогательного электрода в трехэлектродной
электрохимической системе, вносят 5 куб. см концентрированного
фонового электролита (п. 7.1.10), 20 куб. см дистиллированной воды и с
помощью фторопластовой гайки закрепляют ячейку. Вводят в ячейку
хлорсеребряный электрод сравнения, трубочку для подвода инертного газа
(азота), продувают систему инертным газом в течение 5 мин., прерывают
пропускание инертного газа и подают на электрохимическую систему
отрицательный потенциал величиной 600 мВ в течение 300 с. Затем
осторожно удаляют стеклоуглеродный стакан, содержащий раствор
азотнокислой ртути.
8.1.2. Очистка рабочего раствора и электрода.
В другой стеклоуглеродный стакан помещают 24 куб. см
дистиллированной воды и 1,0 куб. см разбавленного в 10 раз 1,0 М (0,1
М) раствора азотной кислоты (фоновый раствор), подсоединяют стакан с
помощью фторопластовой гайки к системе, вводят трубочку, подводящую
инертный газ, продувают систему 3 мин. и в токе азота проводят
электроочистку при минус 1200 мВ в течение 10 с и последующей выдержке
при 0,0 мВ в течение 10 с по программе, представленной в табл. 3,
повторяя процедуру очистки до тех пор, пока величина сигнала фонового
электролита (H ) не будет превышать 2 относительных единицы шкалы тока
ф
(ОЕШТ).
8.1.3. Количественное определение йода (в виде йодида).
Через отверстие "Модуля ЕМ-04" в электролитическую ячейку,
содержащую фоновый раствор (п. 8.1.2), вносят раствор пробы,
подготовленной к анализу по п. 6.2, в количестве, соответствующем
табл. 2.
При использовании для анализа более 1 куб. см раствора пробы
предварительно из ячейки отбирают фоновый раствор в объеме, равном
объему вносимой пробы.
Устанавливают программу выполнения методики количественного
определения йода в соответствии с табл. 3 и регистрируют величины
аналитического сигнала раствора пробы. Регистрацию вольтамперограмм
(ВА) проводят 5 - 6 раз, продувая при этом каждый раз анализируемый
раствор инертным газом в течение 30 с. Рассчитывают среднюю величину
аналитического сигнала - H в ОЕШТ при потенциале максимума пика минус
1
190 до минус 280 мВ. Если величины сигналов (высоты пиков) отличаются
от средней величины более чем на 12%, то продувают систему инертным
газом в течение 1 - 3 мин. и снимают еще несколько (4 - 5) ВА.
Результаты, резко отличающиеся от средней, отбрасываются, для расчета
H используют те аналитические сигналы, отклонение значений которых от
1
средней величины не превышает 12 %.
Микропипеткой вводят в электрохимическую ячейку добавку
стандартного раствора йодида с определенной концентрацией
(преимущественно по п. 7.1.3), причем объем добавки стандартного
раствора должен быть таким, чтобы при его внесении объем раствора в
ячейке увеличивался не более чем на 3%, продувают систему азотом 1
мин. и регистрируют аналитический сигнал раствора со стандартной
добавкой йодида 5 - 6 раз. При внесении добавки стандартного раствора
йода величина сигнала (высота пика) должна приводить к повышению
исходной высоты пика в 1,5 - 2 раза. Получают усредненную ВА и
рассчитывают величину аналитического сигнала (высоту пика) H в ОЕШТ.
2
При количественном определении йода с использованием в качестве
рабочего электрода стационарного ртутного электрода (электрода висящей
капли) в герметичную стеклянную электрохимическую ячейку,
подготовленную в соответствии с п. 7.3.2, помещают 5 куб. см 1 М
раствора азотной кислоты (7.1.6), 30 куб. см дистиллированной воды,
пропускают в течение 5 мин. ток инертного газа, создают ртутную каплю
поворотом лимба на 15 делений и проводят очистку и количественное
определение йодида, как описано выше. Регистрацию ВА и определение
величины сигнала анализируемого раствора (H ) и раствора с внесенной
1
стандартной добавкой йодида (H ) проводят аналогично тому, как описано
2
выше, но каждое определение проводят на новой ртутной капле после
продувания раствора в течение 30 с током инертного газа.
8.1.4. Обработка результатов определения йода (в виде йодида).
Массовую долю йода (С) в мкг/кг анализируемой пробы рассчитывают
по формуле 1:
(H - K x H ) x C x V x V x 1000
1 ф д д 2
C = -----------------------------------, (1)
(H - H ) x V x m
2 1 1
где:
V
ф
K = -------;
V + V
ф 1
V - объем фонового раствора в ячейке, куб. см;
ф
V - объем аликвоты раствора анализируемой пробы, внесенный в
1
ячейку с фоновым раствором, куб. см;
V - объем анализируемой пробы, куб. см;
2
V - объем добавки стандартного раствора йодида калия, внесенный в
д
ячейку, куб. см;
H - высота пика раствора анализируемой пробы, ОЕШТ;
1
H - высота пика фонового раствора, ОЕШТ;
ф
H - высота пика раствора пробы с добавкой стандарта, ОЕШТ;
2
C - концентрация йодид-иона в растворе стандарта, мкг/куб. см;
д
m - масса анализируемой пробы, г;
1000 - коэффициент пересчета на кг пробы продукта.
8.2. Количественное определение йода в виде йодата
8.2.1. Количественное определение йода в образцах, содержащих
йодат.
Измерение йода в образцах продуктов, содержащих йодат, проводят
вольтамперометрическим методом путем регистрации величины
максимального тока в процессе электрохимического восстановления йодата
на стационарном ртутном электроде (электрод висящей капли) в атмосфере
инертного газа, выраженного в виде пика на вольтамперограмме.
Наличие сигнала при значениях потенциала от минус 1210 до минус
1270 мВ свидетельствует о наличии йодата. Высота пика на
вольтамперограмме пропорциональна массовой концентрации йодат-ионов в
растворе. Оптимальные параметры методики определения йодат-ионов,
внесенные в компьютерную программу, по которой работает полярограф,
представлены в табл. 4.
Таблица 4
ПРОГРАММА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЙОДАТ-ИОНА
--------------------------------------------------------------------------------------------------
| Этапы | Режимы выполнения методики |
| методики |------------------------------------------------------------------------------------|
| | диапазон|U, мВ| скорость,| время,|U ,|U ,| амплитуда,| шаг,| частота,| номер |
| | тока | | об./ | с | нач. | кон. | мВ | мВ | Гц | буфера|
| | | | мин. | | мВ | мВ | | | | |
|-----------|---------|-----|----------|-------|------|------|-----------|-----|---------|-------|
| Развертка | 4 | - | - | - |-500 |-1900 | 25 | 1 | 65 | 1 |
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Для анализа йодатов в электрохимическую ячейку, подготовленную в
соответствии с п. 7.3.2, помещают 5 куб. см 10%-ного раствора калия
углекислого, 30 куб. см дистиллированной воды, пропускают в течение 5
мин. ток инертного газа, создают ртутную каплю поворотом лимба на 15
делений и определяют величину тока фонового раствора (H ) в
ф
относительных единицах шкалы тока (ОЕШТ) в интервале потенциалов от
минус 500 мВ до минус 1900 мВ. Затем в электрохимическую ячейку с
фоновым раствором вносят 1 - 15 куб. см раствора пробы, подготовленной
к анализу по п. 6.2, если необходимо, доводят pH анализируемого
раствора до 12 с помощью 10%-ного карбоната калия.
При использовании для анализа более 5 куб. см раствора пробы
предварительно из ячейки отбирают фоновый раствор в объеме, равном
объему вносимой пробы.
Устанавливают программу выполнения методики в соответствии с
табл. 4 и регистрируют величины аналитического сигнала раствора пробы.
Регистрацию вольтамперограмм (ВА) проводят 5 - 6 раз, но каждое
определение проводят на новой ртутной капле. Рассчитывают среднюю
величину аналитического сигнала H в ОЕШТ при потенциале максимума пика
1
минус 1210 до минус 1270 мВ. Если величины сигналов (высоты пиков)
отличаются от средней величины более чем на 12%, то продувают систему
инертным газом в течение 1 - 3 мин. и снимают еще одну-две ВА. Резко
отличающиеся от средней величины результаты отбрасывают, для расчета
H используют те аналитические сигналы, отклонения значений которых от
1
средней величины не превышает 12 %.
Микропипеткой вводят в электрохимическую ячейку добавку
стандартного раствора йодата (п. 7.1.5), причем объем добавки
стандартного раствора должен быть таким, чтобы при его внесении объем
раствора в ячейке увеличивался не более чем на 3%, продувают систему
азотом 1 мин. и регистрируют аналитический сигнал раствора со
стандартной добавкой йодата 5 - 6 раз. При внесении добавки
стандартного раствора йодата величина сигнала (высота пика) должна
приводить к повышению исходной высоты пика в 1,5 - 2 раза. Результаты,
резко отличающиеся от средней величины, отбрасывают. Получают
усредненную ВА и рассчитывают величину аналитического сигнала (высоту
пика) H в ОЕШТ. Обработку результатов и количественное определение
2
йода в виде йодата проводят по формуле 1.
9. Вычисление результатов анализа
За окончательный результат испытаний принимается среднее
арифметическое значение результатов (C ) двух параллельных определений
ср
C = (C - C ) / 2, допускаемое расхождение между которыми не должно
ср 1 2
превышать значения норматива оперативного контроля сходимости d.
|C - C | <= d,
1 2
где d = 0,01d x C (d приведены в табл. 5).
отн отн
Таблица 5
ЗНАЧЕНИЕ НОРМАТИВОВ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ
СХОДИМОСТИ И ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ ПРИ ДОВЕРИТЕЛЬНОЙ
ВЕРОЯТНОСТИ P = 0,95
------------------------------------------------------------------
| Диапазон |Норматив оперативного|Норматив оперативного|
| определяемой |контроля сходимости, | контроля |
| концентрации йода, | d , % | воспроизводимости, |
| мкг/кг | отн | D , % |
| | | отн |
|----------------------------------------------------------------|
| При определении йода в виде йодид-иона |
|----------------------------------------------------------------|
| 10 - 90 | 18 | 30 |
|--------------------|---------------------|---------------------|
| 91 - 150 | 14 | 25 |
|--------------------|---------------------|---------------------|
| 151 - 500 | 11 | 20 |
|--------------------|---------------------|---------------------|
| 501 - 5000 | 10 | 15 |
|----------------------------------------------------------------|
| При определении йода в виде йодат-иона |
|----------------------------------------------------------------|
| 200 - 5000 | 14 | 18 |
------------------------------------------------------------------
При превышении норматива d следует повторить измерения, используя
резервные пробы. В случае повторного превышения указанного норматива
выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам
анализа, и устраняют их.
10. Оперативный контроль результатов измерений
10.1. Алгоритм проведения оперативного контроля
воспроизводимости
Периодичность контроля воспроизводимости измерений зависит от
количества рабочих измерений за контролируемый период и определяется
планами контроля.
Образцами для контроля являются рабочие пробы пищевых продуктов,
продовольственного сырья и БАД. Отбирают 2 пробы, которые анализируют
в точном соответствии с прописью методики, максимально варьируя
условия проведения анализа, а именно используя разные наборы мерной
посуды, разные партии реактивов и участие двух разных аналитиков.
Целесообразно также проведение анализа этих аналитических проб в
разных лабораториях.
Результаты контроля признаются удовлетворительными, если:
|C - C | <= D,
1 2
где:
C - результат анализа рабочей пробы, мкг/кг;
1
C - результат анализа той же пробы, полученной другим аналитиком.
2
D x C
отн
D = --------;
100
C - C
1 2
C = -------,
2
D - норматив оперативного контроля воспроизводимости (табл. 5).
отн
При превышении норматива оперативного контроля воспроизводимости
эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива
выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам
контроля, и устраняют их.
10.2. Алгоритм проведения оперативного
контроля погрешности
Периодичность контроля погрешности измерений зависит от
количества рабочих измерений за контролируемый период и определяется
планами контроля.
Образцами для контроля являются рабочие пробы пищевых продуктов,
продовольственного сырья или БАД. Отбирают пробу и разделяют на две
равные части. Одну из них оставляют без изменений, а к другой
добавляют раствор йодида (или йодата) калия, такое количество, чтобы
его массовая доля в образце увеличилась по сравнению с исходным
значением на 50 - 100%. При этом необходимо учитывать, чтобы уровень
содержания йода в образце с добавкой не превышал верхней границы
диапазона определяемых концентраций. Добавка должна вводиться в пробу
перед началом пробоподготовки.
Обе пробы анализируют в точном соответствии с прописью методики и
получают результат анализа исходной пробы (C, мкг/кг) и пробы с
добавкой (C`, мкг/кг). Определение проводят в одинаковых условиях, а
именно анализ проводит один аналитик с использованием одного набора
мерной посуды, реактивов, растворов и т.д.
Алгоритм проведения оперативного контроля погрешности с
использованием метода добавок состоит в сравнении результата
контрольного определения, равного разности между результатом
контрольного измерения пробы с добавкой (C`), пробы без добавки (C) и
величиной добавки (C ), с нормативом оперативного контроля K. Решение
доб
об удовлетворительной погрешности принимается при выполнении условия
(при P = 0,95):
|С` - C - C | <= K.
доб
Норматив оперативного контроля погрешности рассчитывают по
формулам:
- при проведении внутрилабораторного контроля (P = 0,90):
-----------------
/ 2 2
K = 0,84 x \/ДЕЛЬТА + ДЕЛЬТА , мкг/кг;
C C`
- при проведении внешнего контроля (P = 0,95):
-----------------
/ 2 2
K = \/ДЕЛЬТА + ДЕЛЬТА , мкг/кг,
C C`
2 2
ДЕЛЬТА + ДЕЛЬТА - абсолютные значения погрешности измерений
C C`
для исходной пробы и пробы с добавкой, соответственно, мкг/кг;
2
ДЕЛЬТА = 0,01 дельта x C (C - содержание определяемого
C C
компонента в пробе);
2
ДЕЛЬТА = 0,01 дельта x C` (C` - содержание определяемого
C` C`
компонента в пробе с добавкой йода);
дельта и дельта - приведены в табл. 1.
C C`
При превышении норматива оперативного контроля погрешности
эксперимент повторяют с использованием другой пробы. При повторном
превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к
неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.
11. Требования техники безопасности
При выполнении анализов необходимо соблюдать правила техники
безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.005,
ГОСТ 12.2.007.0 и ГОСТ 4658. Помещение лаборатории должно
соответствовать санитарным правилам проектирования, оборудования,
эксплуатации и содержания производственных и лабораторных помещений,
предназначенных для проведения работ с металлической ртутью, ее
соединениями и приборами с ртутным заполнением (утверждены Зам.
главного государственного санитарного врача СССР, N 780-69).
Аналитическая лаборатория должна быть оснащена вентиляционными
системами по ГОСТ 12.4.021.
12. Требования к квалификации исполнителя
К выполнению анализа йода в пищевых продуктах допускаются лица со
специальным высшим образованием или средним специальным образованием,
владеющие техникой вольтамперометрического анализа, прошедшие
соответствующую подготовку и имеющие опыт работы в химической
лаборатории.
13. Условия выполнения измерений
Температура окружающего воздуха от 15 до 25 град.С.
Относительная влажность воздуха не более 80% при 25 град. С.
Атмосферное давление 730 - 760 мм рт. ст.
Напряжение электропитания: 210 - 220 В. Частота переменного тока:
45 - 50 Гц. |