Методические указания по методам контроля МУК 4.1.1502-03 Инверсионно-вольтамперометрическое измерение концентрации ионов цинка, кадмия, свинца и меди в алкогольных и безалкогольных напитках.

МУК 4.1.1502-03  

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Инверсионно-вольтамперометрическое измерение концентрации

ионов цинка, кадмия, свинца и меди в алкогольных

и безалкогольных напитках

Дата введения 2003-06-30

1. РАЗРАБОТАНЫ Федеральным центром госсанэпиднадзора Минздрава России (В.Б.Скачков, Н.С.Ластенко) и НПП "Техноаналит" (Ю.А.Иванов, Л.А.Хустенко, Б.Ф.Назаров, А.В.Заичко, Е.Е.Иванова, Г.Н.Носова, Т.П.Толмачева).

2. РЕКОМЕНДОВАНЫ к утверждению Комиссией по госсанэпиднормированию при Минздраве России.

3. УТВЕРЖДЕНЫ 29.06.03 И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ 30.06.03 Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации.

4. ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ.

Настоящие методические указания устанавливают методику количественного химического анализа проб алкогольных и безалкогольных напитков для определения содержания в них ионов цинка, кадмия, свинца и меди методом инверсионной вольтамперометрии (ИВ).

Химические помехи, влияющие на результаты определения элементов, устраняются в процессе пробоподготовки.

Методика применяется для измерения концентраций цинка, кадмия, свинца и меди в диапазонах, указанных в табл.2. Если концентрация элементов в пробе выходит за верхнюю границу диапазона определяемых концентраций, допускается разбавление подготовленной к измерению пробы. Если концентрация элементов в пробе выходит за нижнюю границу диапазона определяемых концентраций, допускается взятие большей аликвоты из подготовленной к измерению пробы или увеличение времени электронакопления.

Предельно допустимые концентрации для напитков приведены в табл.1.

Таблица 1

Предельно допустимые концентрации цинка, кадмия, свинца и меди в напитках

Напиток	Концентрация, мг/дм
	Zn	Cd	Pb	Сu
Минеральные воды	5,0	0,01	0,1	1,0
Напитки на настоях и эссенциях	10,0	0,03	0,3	3,0
Пиво, вино и другие спиртные напитки	10,0	0,03	0,3	5,0

 1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в табл.2.

Таблица 2

Приписанные характеристики погрешности результатов определения содержания цинка, кадмия,

свинца и меди в пробах алкогольных и безалкогольных напитков методом инверсионной

вольтамперометрии при доверительной вероятности

=0,95

Элемент	Диапазон концентраций, мг/дм	Характеристика погрешности, , %
Цинк	от 0,1 до 30,0 вкл.	25
Кадмий	от 0,003 до 2,0 вкл.	33
Свинец	от 0,03 до 7,0 вкл.	25
Медь	от 0,05 до 25,0 вкл.	31

 2. Метод измерений

Методика основана на проведении инверсионно-вольтамперометрических измерений из водного раствора подготовленной для анализа пробы. Предварительная подготовка проб напитков включает в себя фильтрование или центрифугирование (при наличии осадка, взвеси), окисление органических веществ с добавлением перекиси водорода при нагревании и фотохимическую обработку.

Сущность метода инверсионной вольтамперометрии состоит в предварительном электронакоплении определяемых элементов в течение заданного времени на рабочем ртутно-пленочном электроде и последующем растворении накопленных на электроде элементов при меняющемся потенциале. При этом каждый элемент растворяется в определенном диапазоне потенциалов, а возникающий ток имеет максимум. Потенциал максимума (пика) идентифицирует элемент, а величина максимального тока пропорциональна концентрации элемента. Потенциалы максимумов регистрируемых анодных пиков (аналитических сигналов) Zn, Cd, Pb, Cu на фоне муравьиной кислоты соответственно равны: (-0,9±0,1) В; (-0,6±0,1) В; (-0,4±0,1) В; (-0,1±0,1) В.

Массовые концентрации элементов в пробе определяют по методу добавок аттестованных смесей элементов.

 3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.

3.1. Средства измерений

Анализатор вольтамперометрический ТА в комплекте с IBM-совместимым компьютером	ТУ 4215-000-36304081-95
В комплект анализатора входят: рабочий электрод -  ртутно-пленочный; электроды сравнения и вспомогательный - хлорсеребряные; стаканчики из оптически прозрачного кварца, вместимостью 20 см
Весы аналитические ВЛА-200	ГОСТ 24104-88Е
Дозаторы пипеточные с дискретностью установки доз 0,01-1,00 см	ТУ 64-1-3329-81
Пипетки стеклянные, вместимостью 0,1; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0 см   1 или 2 класса	ГОСТ 29169-91
Посуда стеклянная лабораторная	ГОСТ 1770-74Е, 20292-80

3.2. Вспомогательные устройства

Допускается использовать другое оборудование и приборы, позволяющие воспроизводить метрологические характеристики, указанные в данной методике анализа.

3.3. Материалы

3.4. Реактивы

Стандартные образцы состава раствора ионов цинка	ГСО 6085-91
Стандартные образцы состава раствора ионов кадмия	ГСО 6070-91
Стандартные образцы состава раствора ионов свинца	ГСО 6078-91
Стандартные образцы состава раствора ионов меди	ГСО 6074-91
Кислота азотная, х.ч.	ГОСТ 4461-77
Кислота азотная, ос.ч.	ГОСТ 11125-84
Кислота серная, х.ч.	ГОСТ 4204-77
Кислота серная, ос.ч.	ГОСТ 14262-78
Пероксид водорода, х.ч.	ГОСТ 10929-77
Вода бидистиллированная или	ТУ 6-09-2502-77
Вода дистиллированная, дважды перегнанная в присутствии серной кислоты (0,5 см концентрированной серной кислоты и   3 см 3%-ного раствора перманганата калия на 1 дм дистиллированной воды)	ГОСТ 6709-72
Калия перманганат, х.ч.	ГОСТ 20490-75
Калий хлористый, ос.ч.	ТУ 6-09-3678-74
Кислота муравьиная х.ч.	ГОСТ 5848-73
Гидрокарбонат натрия (сода пищевая)	ГОСТ 2156-76
Ртуть металлическая марки Р-00	ГОСТ 4658-73
Ртуть одновалентная азотно-кислая двухводная	ГОСТ 4521-78

 4. Требования безопасности

4.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.005-88.

4.2. При работе с электроустройствами соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации приборов.

4.3. Анализатор ТА устанавливают в вытяжном шкафу.

 5. Требования к квалификации оператора

К выполнению измерений допускается персонал, владеющий техникой инверсионно-вольтамперометрического метода анализа и изучивший инструкцию по эксплуатации вольтамперометрического анализатора ТА.

 6. Условия измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия.

6.1. Процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях согласно ГОСТ 15150-69 при температуре воздуха (20±10) °С, атмосферном давлении 630-800 мм рт. ст. и влажности воздуха не более 80%.

6.2. Выполнение измерений на анализаторе проводят в условиях, рекомендуемых технической документацией к прибору.

 7. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовку лабораторной посуды, приготовление растворов, отбор и предварительную обработку проб, подготовку анализатора и электродов.     

7.1. Подготовка лабораторной посуды

Новую лабораторную стеклянную посуду, сменные наконечники дозаторов, пипетки промывают раствором соды (NaHCO

), затем многократно бидистиллированной водой. Кварцевые стаканчики протирают фильтром с пищевой содой, ополаскивают водопроводной водой и бидистиллированной водой. Обрабатывают концентрированной серной кислотой (0,1-0,2 см

или 4-6 капель), нагревают на плитке при температуре 300-350

°

С до прекращения выделения паров кислоты. Прокаливают в муфельной печи при температуре 500-600

°

С в течение 20-30 мин. Затем снова ополаскивают бидистиллированной водой. Обработку стаканчиков серной кислотой проводят не реже одного раза в две недели.

Сменные кварцевые стаканчики хранят закрытыми калькой или в эксикаторе.     

7.2. Приготовление растворов

Основные растворы, содержащие 100,0 мг/дм

цинка, кадмия, свинца и меди. Готовят из государственных стандартных образцов состава растворов с аттестованными концентрациями элементов 1,0 мг/см

(1000 мг/дм

): в мерные колбы вместимостью 50,0 см

вводят по 5,0 см

стандартного образца состава ионов цинка, кадмия, свинца и меди (каждого металла в отдельную колбу) и доводят объемы до меток бидистиллированной водой.

Рекомендуется использовать инструкцию по применению государственных стандартных образцов.

Погрешность приготовления данных растворов не превышает 3% отн.

Основные растворы устойчивы в течение шести месяцев.

Аттестованные смеси с содержанием определяемых элементов по 10,0; 1,0 мг/дм

. Готовят разбавлениями растворов в мерных колбах вместимостью 50,0 см

бидистиллированной водой согласно табл.3.

Таблица 3

Приготовление аттестованных смесей

Исходный раствор для приготовления, мг/дм	Отбираемый объем, см	Объем мерной посуды, см	Концентрация приготовленной аттестованной смеси, мг/дм	Срок хранения, дней
100,0	5,00	50,0	10,00	30
10,0	5,00	50,0	1,00	14

Погрешность приготовления аттестованных смесей не превышает 3% отн.

Хлорид калия 1 М. В мерной колбе вместимостью 100,0 см

растворяют бидистиллированной водой 7,46 г KCl. Доводят объем до метки бидистиллированной водой.

Перманганат калия 3%. В мерной колбе вместимостью 100,0 см

растворяют бидистиллированной водой 3,00 г KMnO

.

7.3. Приготовление электродов

Хлорсеребряный электрод. Применяют в качестве электрода сравнения и вспомогательного электрода.

Хлорсеребряный электрод представляет собой спираль из серебряной проволоки, покрытой AgCl, помещенную в корпус с полупроницаемой пробкой, который заполнен одномолярным раствором KCl. Конец серебряной проволоки имеет токовыводящий контакт для подключения к прибору.

Перед работой корпус электрода заполняют с помощью дозатора или шприца одномолярным раствором хлорида калия, закрывают и выдерживают не менее 2 ч (при первом заполнении) в одномолярном растворе KCl  для установления равновесного значения потенциала. Электрод перезаполняют новым раствором KCl не реже одного раза в неделю.