Методические указания по методам контроля МУК 4.1.1481-03 Определение массовой концентрации йода в пищевых продуктах, продовольственном сырье, пищевых и биологически активных добавках вольтамперометрическим методом.
МУК 4.1.1481-03
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Определение массовой концентрации йода в пищевых продуктах,
продовольственном сырье, пищевых и биологически активных добавках
вольтамперометрическим методом
Дата введения 2003-06-30
1. РАЗРАБОТАНЫ: Федеральным центром госсанэпиднадзора Минздрава России (В.И.Чибураев, к. м. н. И.В.Брагина, Ю.В.Килина); Медицинским радиологическим научным центром РАМН (академик РАМН, д. м. н., профессор А.Ф.Цыб, к. х. н. Л.Л.Бозаджиев); ООО НПП "Медбиофарм" (Д.Г.Скрипник, О.Н.Побережная); ООО "Эконикс-Эксперт" (к. х. н. Н.К.Зайцев, В.В.Юрицын, к. х. н. М.В.Гришечкина, Д.М.Федулов); при участии ЦГСЭН в Смоленской, Тульской областях, Республике Карелия и др.
2. УТВЕРЖДЕНЫ 29 июня 2003 г. и введены в действие 30 июня 2003 г. Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г.Г.Онищенко.
3. ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ.
1. Область применения
1.1. Настоящий документ устанавливает методику выполнения измерения (МВИ) массовой концентрации йода в пищевых продуктах, продовольственном сырье, пищевых и биологически активных добавках вольтамперометрическим методом.
Вариант 1 - методом прямой и инверсионной переменно-токовой полярографии со стационарным ртутным электродом (электрод висящей капли - ЭВК);
Вариант 2 - методом постоянно-токовой инверсионной вольтамперометрии с углеродным электродом.
1.2. Объекты анализа по настоящей МВИ приведены в табл.1.
Таблица 1
N группы объектов | Объект анализа |
1 | Мука, крупа, зерно и продукты их переработки. Хлеб, хлебобулочные и кондитерские изделия |
2 | Рыба, мясо и продукты их переработки (включая консервы), морепродукты. Яйцо. Яичный порошок |
3 | Твердые и пастообразные молочно-кислые продукты. Сыры, творог. Дрожжи |
4 | Добавки пищевые и биологически активные (БАД) |
5 | Молоко, жидкие молочные и кисло-молочные продукты |
6 | Жиры растительные и животные, масло, маргарин |
7 | Вода минеральная и питьевая, напитки безалкогольные и слабоалкогольные |
8 | Соль пищевая, йодированная |
Примечание. В прилож.1 приведены данные о содержании йода в некоторых объектах анализа, обогащенных йодом (кроме морепродуктов).
Вариант 1:
- от 0,1 до 50 - прямая переменно-токовая полярография;
- от 0,005 до 0,5 - инверсионная переменно-токовая полярография.
Вариант 2:
от 0,005 до 0,5.
1.4. При превышении в анализируемом растворе пробы половины верхнего предела диапазона линейной зависимости после пробоподготовки проводят последовательное разбавление пробы бидистиллированной водой с таким расчетом, чтобы в разбавленном растворе пробы концентрация йода находилась в диапазоне линейной зависимости аналитического сигнала.
В том случае, если концентрация йода в анализируемой пробе меньше нижнего предела диапазона линейной зависимости, пробу предварительно концентрируют.
1.5. Определению йода мешает присутствие в анализируемом растворе пробы органических веществ.
Органические вещества удаляют "сухой" минерализацией в соответствии с п.8.2.
2. Характеристика погрешности измерений
Таблица 2
| Характеристика погрешности и ее составляющих | ||
Диапазоны измеряемой концентрации в анализируемом растворе пробы, мкг/дм | границы относительной погрешности ( =0,95) ,% | относительное среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности ,% | границы неисключенной систематической составляющей погрешности ( =0,95) ,% |
Вариант 1 | |||
от 0,005 до 10 вкл. | 40 | 12 | 12 |
св. 10 до 5 ·10 | 20 | 10 | 10 |
Вариант 2 | |||
от 0,004 до 0,015 вкл. | 30 | 13 | 11 |
св. 0,015 до 0,5 | 25 | 11 | 11 |
3. Средства измерений, вспомогательные устройства, посуда, реактивы и материалы
3.1. Средства измерений
3.1.1. Средства измерений, общие для вариантов 1 и 2 | |||||||
Вольтамперометрический анализатор "Экотест-ВА" в комплекте с IBM совместимым компьютером |
| ТУ 4215-003-41541647 | |||||
Электрод вспомогательный лабораторный хлорсеребряный ЭВЛ 1М3.1 |
| ТУ 25.052181 | |||||
Электрод платиновый лабораторный ЭПВ-1 |
| ТУ 25-05 (IЕ2.840.518) | |||||
Весы лабораторные аналитические общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г, 2-го класса точности |
| ||||||
Меры массы Г-2-210 |
| ||||||
Колбы мерные 2-25-2, 2-50-2, 2-100-2, 2-200-2, 2-250-2, 2-500-2, 2-1000-2 |
| ||||||
Цилиндры мерные лабораторные с носиком 1-25-2, 1-50-2, 1-100-2 |
| ||||||
Пипетки градуированные 2-го класса точности, вместимостью 1, 2, 5 и 25 см |
| ||||||
Пипетки мерные 2-2-1, 2-2-2, 2-2-5, 2-2-10, 2-2-20, 2-2-25 |
| ||||||
Пробирки мерные исполнения 1 (центрифужные), вместимостью 10, 20 см |
| ||||||
Пробирки мерные лабораторные исполнения 2 (со шлифами), вместимостью 10, 20 см |
| ||||||
Государственный стандартный образец (ГСО) состава водных растворов йодид-ионов (Массовая концентрация йодид-ионов 1000 мг/дм . Относительная погрешность аттестованного значения стандартного образца не превосходит 1,0% для доверительной вероятности 0,95) |
| ГСО 6086 | |||||
3.1.2. Средства измерений для варианта 1 | |||||||
Стационарный электрод (электрод висящей капли) |
| ТУ 5.5519.005 | |||||
3.1.3. Средства измерений для варианта 2 | |||||||
Углеродный электрод |
| КТЖГ.414324.003 | |||||
рН-метр-иономер "Эксперт-001" |
| ТУ 4215-001-52722949 | |||||
Электрод стеклянный комбинированный ЭСК 10601/7 |
| ТУ 4215-004-35918409 | |||||
Примечание. Допускается использование других средств измерений с аналогичными или лучшими метрологическими характеристиками.
| |||||||
3.2. Вспомогательное оборудование, общее для вариантов 1 и 2 | |||||||
Электропечь камерная лабораторная или муфельная печь с погрешностью поддержания температуры ±25 °С в интервале от 150 до 600 °С |
| ТУ 16-531.704 | |||||
Электрошкаф сушильный лабораторный с погрешностью поддержания температуры ±2,5 °С в интервале от 50 до 350 °С |
| ТУ 16-531.639 | |||||
Холодильник бытовой |
| ||||||
Центрифуга лабораторная ОПН-8 (не менее 1500 об./мин) |
| ТУ 5.375-4261 | |||||
Бидистиллятор или аппарат для перегонки воды (кварцевый или стеклянный) |
| ТУ 25-11.1592 | |||||
Мешалка магнитная типа УММ 5 с перемешивающим стержнем, управляемая от вольтамперометрического анализатора "Экотест-ВА" |
| КТЖГ.418434.001 | |||||
Электроплитка с закрытой спиралью |
| ||||||
Баня водяная |
| ТУ 64-1.2850 | |||||
Холодильник обратный, тип ХПТ-1-200-14/23 |
| ||||||
Стаканы стеклянные лабораторные с носиком и без носика, вместимостью 50, 100, 150, 250 см |
| ||||||
Стаканы лабораторные термостойкие, вместимостью 1000 см |
| ||||||
Колба плоскодонная ПКШ, вместимостью 750 см |
| ||||||
Колба круглодонная К-1-50-1 4/23, вместимостью 50 см |
| ||||||
Чашки выпаривательные фарфоровые, вместимостью 100 см |
| ||||||
Ступки и пестики фарфоровые |
| ||||||
Бутыли полиэтиленовые светонепроницаемые для хранения реактивов, вместимостью от 150 до 500 см |
| ТУ 6-19-45 | |||||
Воронки типа В (лабораторные) |
| ||||||
Микроизмельчитель ткани РТ-2 |
| ТУ 64-1-1505 | |||||
Щипцы тигельные ЩТ |
| ТУ 64-1.973 | |||||
Насос для мерных пипеток "Bio Mark" или резиновая груша |
|
| |||||
Штатив лабораторный ШЛ-96 |
| 5М4.110.001 ЭТ | |||||
Примечание. Применяемые средства измерений и вспомогательное оборудование должны быть исправны и иметь техническую документацию. Средства измерений должны быть поверены в соответствии с ПР 50.2.006, вспомогательное оборудование - аттестовано в соответствии с ГОСТ Р 8.568-97.
| |||||||
3.3. Реактивы и материалы | |||||||
3.3.1. Реактивы и материалы, общие для вариантов 1 и 2 | |||||||
Калий йодистый, ч. д. а. (содержание КI не менее 99,99%) - в отсутствие ГСО |
| ||||||
Калий азотнокислый, х. ч. |
| ||||||
Калий гидроокись, ч. д. а. |
| ГОСТ 1439 | |||||
Кислота азотная, ос. ч. |
| ||||||
Калий хлористый, х. ч. |
| ||||||
Вода бидистиллированная |
|
| |||||
Фильтры обеззоленные |
| ТУ 6-09-1678 | |||||
Бумага индикаторная универсальная |
| ПНД 50-975 | |||||
Кислота серная, ч. д. а. |
| ||||||
Бумага фильтровальная лабораторная |
| ||||||
3.3.2. Реактивы и материалы для варианта 1 | |||||||
Кислота аскорбиновая, фармакопейная |
| ФСП 420002-0359 | |||||
Ртуть металлическая, марка Р1 |
| ||||||
Спирт этиловый высшей очистки (для подготовки рабочего электрода) |
| ||||||
3.3.3. Реактивы и материалы для варианта 2 | |||||||
Калий бромистый, ч. д. а. |
|
| |||||
Четвертичное аммониевое основание, ч. д. а. |
| КТЖГ.414324.003 |
|
Примечание 1. Допускается использование реактивов более высокой квалификации.
Примечание 2. Бидистиллированную воду получают путем повторной перегонки дистиллированной воды в бидистилляторе или лабораторной установке для перегонки воды, выполненной из кварца или стекла.
3.4. Приготовление растворов, общих для вариантов 1 и 2
Все растворы (кроме п.3.4.4) готовят при температуре (20±5) °С, используя только бидистиллированную воду (далее по тексту - вода).
3.4.1. Градуировочные растворы йодистого калия
3.4.2. Калий азотнокислый, 0,5 М раствор
3.4.3. Калия гидроокись, 1 М раствор
3.4.4. Калий хлористый, насыщенный раствор
3.5. Приготовление растворов для варианта 1
3.5.2. Кислота серная, 1,5 М раствор
Внимание! Нельзя наливать концентрированную кислоту в пустую колбу и приливать к концентрированной кислоте воду.
3.6. Приготовление растворов для варианта 2
3.6.1. Кислота серная, 1 М раствор
Внимание! Техника безопасности при работе с серной кислотой по п.3.5.2.
3.6.2. Калий бромистый, 0,1 М раствор
3.6.3. Четвертичное аммониевое основание
4. Принцип метода измерения
4.1. Вариант
1. Метод измерения на стационарном ртутном электроде (ЭВК)
Потенциал пика имеет значение минус 200±100 мВ.
Параметры электрохимического измерения йода на стационарном ртутном электроде приведены в прилож.3 (табл.1, 2).
4.2. Вариант
2. Метод измерения на углеродном электроде
Измерения массовой концентрации йода выполняют методом инверсионной катодной вольтамперометрии в постоянно-токовом режиме по 3-электродной схеме. Принцип определения йода основан на электрохимическом окислении йодид-ионов до молекулярного йода (уравнение 1), осаждении (в присутствии бромид-ионов и четвертичного аммонистого основания) малорастворимого комплексного соединения, включающего в свой состав молекулу йода (уравнение 2), на поверхности рабочего углеродного электрода с последующим электрохимическим растворением осадка (уравнение 3):
Измеряя величину катодного тока, протекающего при растворении осадка, рассчитывают исходную концентрацию йода в растворе.
Потенциал максимума катодного тока (пика) находится в области (200-400) мВ. Его расположение зависит от химического состава пробы и содержания в ней йода. Так, например, потенциал пика в анализируемом растворе пробы, приготовленной из йодированной поваренной пищевой соли, имеет значение (100±10) мВ и сдвигается до (140±10) мВ после внесения добавки. Потенциал пика в анализируемом растворе проб молока, хлеба имеет значение (350±50) мВ.
Анализ проводят по методу добавки градуировочного раствора йодид-ионов, которые в стехиометрическом соотношении электрохимически окисляются до молекул йода (уравнение 1), концентрацию которого измеряют с использованием реакций (2) и (3).
Измерение массовой концентрации йода проводят после минерализации пробы и перевода йода из всех степеней окисления в йодид-ионы (степень окисления - 1).
5. Требования безопасности
При выполнении измерений массовой концентрации йода необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007-76, требования электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ 12.1.019-79, санитарные правила при работе с ртутью, ее соединениями и приборами с ртутным заполнением (N 4607 от 4.04.88. М., 1988), а также требования, изложенные в технической документации на вольтамперометрический анализатор "Экотест-ВА". Помещение должно соответствовать требованиям пожаробезопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и ППБ-01-93 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83. Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать допустимых значений по ГОСТ 12.1.005-88.
6. Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица с высшим или средним специальным образованием, прошедшие соответствующую подготовку, имеющие опыт работы в химической лаборатории и навыки работы с персональным компьютером.
7. Условия выполнения измерений
При выполнении измерений должны быть соблюдены следующие условия:
температура воздуха
| от 5 до 30 °С |
относительная влажность воздуха
| не более 90% при 25 °С |
атмосферное давление
| от 84,0 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.) |
напряжение в сети
| (220±10) В |
частота переменного тока | (50±1) Гц |
8. Подготовка к выполнению измерений
При подготовке к выполнению измерений должны быть проведены работы в соответствии с табл.3.
Таблица 3
Необходимые операции по подготовке к выполнению измерений
N п/п |
Вариант 1 (ртутный электрод) | Вариант 2 (углеродный электрод) |
1 | отбор пробы (п.8.1) | |
2 | минерализация пробы (п.п.8.2.1-8.2.3) | |
3 | подготовка контрольной пробы (п.8.2.4) | |
4 | подготовка электродов и анализатора "Экотест-ВА" к работе, сборка электрохимической ячейки (п.8.3) | |
5 | запуск программы выполнения измерений (п.8.4) | |
6 | - | приготовление фонового раствора (п.8.5) |
7 | - | тестирование и подготовка рабочего электрода (п.8.6) |
Примечание. Если при подготовке пробы требуется вода, то применяют только бидистиллированную воду (далее по тексту - вода)
8.1. Отбор и хранение проб
Пробы пищевого сырья и продуктов отбирают в соответствии с нормативными документами (НД) на данный вид сырья, продукта или напитка. При отборе проб составляется сопроводительный документ по утвержденной форме.
8.2. Минерализация пробы
Внимание! В ходе минерализации следует учитывать требования НД для данного вида сырья, продукта или напитка к расчету массовой концентрации йода (на сухой остаток, на единицу массы или объема).
8.2.1. "Сухая" минерализация проб твердых, пастообразных пищевых продуктов и продовольственного сырья, пищевых и биологически-активных добавок
Примечание. При расчете массовой концентрации йода на сухой остаток пробу (например, хлеб и др.) следует предварительно нарезать на кусочки, высушить в сушильном шкафу и размолоть. Условия - в соответствии с НД для данного вида продукта или сырья.
8.2.1.1. Прокаливают фарфоровую чашку (тигель) в муфельной печи при температуре ~600 °С в течение 3-4 ч и затем охлаждают ее до комнатной температуры.
8.2.1.3. Тигель с пробой помещают в сушильный шкаф и выдерживают при температуре 100 °С (до сухого состояния пробы), а затем в течение 1 ч при температуре 150-200 °С.
8.2.1.4. Тигель с пробой переносят на электроплитку и нагревают при максимальной мощности нагрева. Проба прокаливается до прекращения выделения паров.
8.2.1.5. Тигель с пробой переносят в разогретую муфельную печь и проводят минерализацию (прокаливание) пробы при температуре (550±50) °С в течение 2-4 ч.
8.2.1.6. Минерализация считается полной, если образовавшаяся после минерализации (п.8.2.1.5) зола имеет белый или серый цвет.
8.2.1.8. Тигель с пробой переносят в муфельную печь и прокаливают в течение 30 мин при температуре (550±50) °С.
8.2.1.9. При необходимости операции по п.п.8.2.1.7-8.2.1.8 повторяют (3-4 раза) до полной минерализации пробы и образования золы белого или серого цвета.
Примечание. Для увеличения концентрации йода в анализируемом растворе пробы допускается объединять две пробы одного и того же объекта анализа, подготовленные по п.п.8.2.1.1-8.2.1.9 и готовить раствор по п.8.2.1.10 из объединенной пробы.
Внимание! После нейтрализации (п.8.2.1.10) пробу следует проанализировать в течение рабочего дня. Если невозможно провести измерения в течение 8 ч после нейтрализации, пробу после проведения минерализации (п.8.2.1.6 или п.8.2.1.9) следует хранить в сухом виде.
8.2.2. "Сухая" минерализация проб жидких пищевых продуктов и продовольственного сырья, напитков (безалкогольных, воды минеральной)
Из проб газированных напитков предварительно удаляют двуокись углерода по ГОСТ 26929.
8.2.2.1. Прокаливают фарфоровую чашку в муфельной печи при температуре ~600 °С в течение 3-4 ч и затем охлаждают ее до комнатной температуры.
8.2.2.4. Повторяют операции по п.п.8.2.1.3-8.2.1.10.
Примечание. Если НД на данные объекты предусматривает определение массовой концентрации йода в пересчете на сухой остаток в жидкости, то следует взвесить пустую чашку после выполнения операции по п.8.2.2.1 и чашку с пробой после выполнения п.8.2.1.3. Рассчитывают массу сухого остатка как разницу этих навесок.
8.2.3. Холостая проба
Примечание. Ввиду отсутствия твердого объекта анализа в пробе исключается процедура выдержки для набухания пробы в п.8.2.1.2 и сушки по п.8.2.1.3.
Рекомендуется проводить измерения контрольной пробы при поступлении новых партий реактивов, используемых при пробоподготовке реальных проб образцов.
8.3. Подготовка электродов и анализатора "Экотест-ВА" к работе, сборка электрохимической ячейки
8.3.1. Подготовка электродов
8.3.1.1. Электроды, общие для вариантов 1 и 2.
Электрод сравнения заполняют насыщенным раствором хлористого калия и готовят к работе согласно паспорту или "Руководству по эксплуатации" на электрод. Перед измерением электрод три раза ополаскивают бидистиллированной водой и просушивают фильтровальной бумагой. Между измерениями электрод хранят в насыщенном растворе хлористого калия.
Вспомогательный платиновый электрод ополаскивают бидистиллированной водой и просушивают фильтровальной бумагой. Между измерениями хранят в воздушно-сухом виде.
8.3.1.2. Подготовка рабочего электрода для варианта 1.
Перед первым применением стационарный ртутный электрод промывают азотной кислотой и спиртом. Затем высушивают при комнатной температуре. Капилляр электрода заполняют ртутью, чтобы не было пузырьков воздуха. Укрепляют электрод в штативе, визуально проверяют герметичность и целость ртутного столбика в капилляре.
Между измерениями незаполненный электрод хранят в воздушно-сухом виде. Капилляр закрывают специальным колпачком. Заполненный ртутью электрод хранят капилляром вверх.
8.3.1.3. Подготовка рабочего электрода для варианта 2.
Перед измерением углеродный электрод готовят по п.8.6.
8.3.2. Подготовка анализатора "Экотест-ВА"
Подключение анализатора к персональному компьютеру (ПК), установление программного обеспечения проводится в соответствии с "Руководством по эксплуатации" на анализатор и описанием программы "ВА-95".
8.3.3. Сборка электрохимической ячейки
Разъемы электродов подключают к соответствующим разъемам на передней панели анализатора по трехэлектродной схеме измерения аналитического сигнала. Электроды закрепляют в штатив. Разъем магнитной мешалки УММ соединяют с соответствующим разъемом анализатора "Экотест-ВА".
8.4. Запуск программы выполнения измерений на анализаторе "Экотест-ВА"
Перед работой следует внимательно ознакомиться с описанием программы и внимательно изучить инструкцию "ВА-95".
8.4.1. Следуя инструкции "Экотест-ВА"-базовая версия", прилагаемой к анализатору на дискете 3,5’, инсталлируют программу "Экотест-ВА" на жесткий диск ПК.
8.4.2. Запуск программы "Экотест-ВА" осуществляется двойным нажатием курсора "мышки" на ярлык программы на "Рабочем столе" ПК.
8.4.3. Следуя инструкции "ВА-95", проверяют связь анализатора "Экотест-ВА" с ПК и создают "Базу данных" для автоматической записи в нее вольтамперограмм.
8.4.4. В зависимости от варианта методики и концентрации йода в анализируемом растворе пробы в подпункте "Йод" пункта "Методика" выбирают методику выполнения измерений в соответствии с табл.4. При этом в окне "Параметры измерения" автоматически будут внесены значения параметров электрохимического измерения. В окне "Вычисление" автоматически установится метод расчета концентрации "С одной добавкой".
Таблица 4
Вариант методики | Концентрация йода в анализируемом растворе пробы в ячейке | Название программы выполнения измерений | Параметры измерения |
Вариант 1 | от 0,1 до 50 мг/дм | Hg прямая | прилож.3 табл.1 |
Вариант 1 | от 0,005 до 0,1 мг/дм | Hg инверсионная | прилож.3 табл.2 |
Вариант 2 | от 0,004 до 0,5 мг/дм | Безртутный вариант | прилож.4 табл.1 |
8.5. Приготовление фонового раствора (вариант 2)
Внимание! Фоновый раствор готовят непосредственно перед выполнением измерений.
Регистрация вольтамперограммы фонового раствора выполняется по п.9.2.1.
8.6. Тестирование углеродного электрода и подготовка поверхности электрода к измерениям (вариант 2)
Тестирование рабочего электрода и подготовка поверхности электрода проводятся оператором перед началом измерений каждой пробы.
8.6.1. Тестирование рабочего электрода
Фоновый раствор (п.8.5) переносят в стеклянный стакан электрохимической ячейки (п.8.3.3) и погружают в него электроды. Активизацией кнопки "Старт" запускают процесс измерений. По окончании измерения на экране монитора ПК будет выведена вольтамперограмма фонового раствора.
Типичные вольтамперограммы фонового раствора, зарегистрированные на различных поверхностях рабочего электрода, приведены в прилож.4 (рис.2).
Критерий подготовленной к измерениям поверхности рабочего электрода
Рабочий углеродный электрод считают готовым к использованию, если вольтамперограмма фонового раствора практически горизонтальна в диапазоне от 0 до 600 мВ и не имеет пилообразных шумов (кривые N 2, рис.2 прилож.4).
При наличии наклона вольтамперограммы или пилообразных шумов (кривые N 1, рис.2 прилож.4) следует вновь провести шлифовку поверхности электрода согласно указаниям "Руководства по эксплуатации" на электрод и повторить операцию тестирования. Рекомендуется также перед началом измерений проводить активацию поверхности электрода.
8.6.2. Активация поверхности рабочего электрода
В меню "Методики" выбирают пункт "Йод", затем "Активация". При этом в окно "Параметры измерения" автоматически будут внесены значения параметров электрохимической активации в соответствии с табл.2 прилож.4. Активизацией кнопки "Старт" запускают процесс измерений.
По окончании активации вновь тестируют рабочий электрод по п.8.6.1. Если вольтамперограмма фонового раствора соответствует критерию п.8.6.1, то приступают к выполнению измерений по п.9.2.1. В противном случае следует продолжить подготовку поверхности рабочего электрода согласно п.п.8.3.1.3, 8.6.1 и 8.6.2.
9. Выполнение измерений
Внимание! Для обеспечения воспроизводимости измерений (варианты 1 и 2) должны соблюдаться следующие условия:
- одинаковые для всех измерений габаритные размеры сменных стеклянных стаканов (желательно использование изделий одной партии посуды) в электрохимической ячейке;
- одинаковая для всех измерений скорость вращения мешалки;
- одна и та же поверхность рабочего электрода при измерении одной пробы (фоновый раствор, раствор пробы и раствор пробы с добавкой).
9.1. Выполнение измерений на ртутном электроде (вариант 1)
При выполнении измерений должны быть выполнены следующие работы: регистрация и обработка полярограмм фонового раствора, анализируемого раствора пробы и анализируемого раствора пробы с добавкой градуировочного раствора йодид-ионов.
Одновременно анализируют не менее двух параллельных проб.
Регистрацию полярограмм контрольной пробы, анализируемого раствора пробы и анализируемого раствора пробы с добавкой проводят при одинаковых параметрах чувствительности анализатора (шкалы измерения тока), скорости развертки потенциала и скорости вращения магнитной мешалки. Продолжительность накопления, скорость развертки потенциала и шкалу измерения тока выбирают таким образом, чтобы высота аналитического сигнала определяемого компонента в анализируемом растворе пробы составляла не менее 5 и не более 40% от верхнего значения тока.
Внимание! Для получения стабильных результатов рекомендуется перед проведением измерений удалять из раствора растворенный кислород путем продува инертного газа (аргон или азот).
9.1.1. Регистрация полярограммы фонового раствора
На рабочем электроде получают ртутную каплю фиксированного размера. Для этого поворотом барабана электрода подают ртуть до торца капилляра. Затем барабан поворачивают до образования полусферической капли на торце капилляра. Эта висящая капля используется в качестве рабочего электрода при измерении фонового раствора, анализируемого раствора пробы и анализируемого раствора пробы с добавкой. После проведения всех измерений капля обновляется.
В пункте "Тип измерения" устанавливают "фон".
Активируют кнопку "Старт" для начала измерений.
9.1.2. Обработка полярограммы фонового раствора
После окончания измерения полярограмма будет выведена на экран. В таблице окна "Вычисление" появится строка с нулевым значением площади пика йода в фоновом растворе (фон). При больших помехах изменяют параметр "фильтр", установив большее число, и повторяют измерение.
Проводят настройку реперов и вычисление площади пика йода в соответствии с описанием к программе.
Площадь пика йода в фоновом растворе будет внесена в строке "Фон" в таблицу "Вычисление".
Повторяют измерение и обработку полярограммы фонового раствора до тех пор, пока относительная разность высот пиков в двух последних полярограммах не будет превышать 8-10%.
9.1.3. Регистрация полярограммы анализируемого раствора пробы
В пункте "Тип измерения" устанавливают "Проба".
Активируют кнопку "Старт" для начала измерений.
В случае незначительного превышения сигнала пробы над фоновым сигналом допускается увеличение количества пробы, вносимой в ячейку (2,3 мл).
9.1.4. Обработка полярограммы анализируемого раствора пробы
По окончании регистрации полярограммы ее обрабатывают аналогично п.9.1.2.
Площадь пика йода в анализируемом растворе пробы будет внесена в строке "Проба" в таблицу "Вычисление".
Расхождения между последовательными результатами измерения полярограмм должны соответствовать п.9.1.2.
9.1.5. Регистрация полярограммы анализируемого раствора пробы
с добавкой градуировочного раствора йодид-ионов
В ячейку с анализируемым раствором пробы вносят пипеткой добавку градуировочного раствора йодид-ионов. Объем добавки должен быть таким, чтобы высота пика после внесения добавки увеличивалась в 1,2-1,6 раза. Общий объем добавленного стандартного раствора не должен превышать 5% от исходного объема раствора в ячейке.
В пункте "Тип измерения" устанавливают "Добавка 1".
Активируют кнопку "Старт" для начала измерений.
9.1.6. Обработка полярограммы анализируемого раствора пробы с добавкой
По окончании регистрации полярограммы ее обрабатывают аналогично п.9.1.2.
Площадь пика йода в анализируемом растворе пробы с добавкой будет внесена в строке "Добавка 1" в таблицу "Вычисление".
9.1.7. Измерение контрольной пробы
Анализируемый раствор контрольной пробы готовят по п.9.1.3. Выполнение измерений фонового раствора, анализируемого раствора контрольной пробы и раствора контрольной пробы с добавкой по п.п.9.1.1, 9.1.3, 9.1.5. Обработка полярограмм по п.п.9.1.2, 9.1.4, 9.1.6.
9.2. Выполнение измерений на углеродном электроде (вариант 2)
9.2.1. Регистрация вольтамперограммы фонового раствора
Фоновый раствор, приготовленный по п.8.5, переносят в стеклянный стакан электрохимической ячейки (п.8.3.3) и погружают в него электроды.
В пункте "Тип измерения" ПК устанавливают пункт "Фон" и запускают процесс измерений активизацией кнопки "Старт". По окончании измерения на экране монитора будет выведена вольтамперограмма фонового раствора. При соблюдении требований по квалификации реактивов и использовании чистой посуды, пипеток и электродов пик йода в фоновом растворе должен отсутствовать. В этом случае переходят к регистрации вольтамперограммы анализируемого раствора пробы.
9.2.2. Приготовление анализируемого раствора пробы и регистрация вольтамперограммы анализируемого раствора пробы
Анализируемый раствор пробы готовят непосредственно перед измерением по п.п.9.2.2.1-9.2.2.3.
9.2.2.1. Пробы твердых, пастообразных, жидких пищевых продуктов и продовольственного сырья, пищевых и биологически-активных добавок после минерализации по п.п.8.2.1-8.2.2 (кроме напитков безалкогольных и минеральной воды)
Примечание. Для увеличения концентрации йода в анализируемом растворе пробы допускается объединять 2 пробы, подготовленные по п.п.8.2.1-8.2.2.
В пункте "Тип измерений" ПК устанавливают "Проба" и запускают процесс измерений активизацией кнопки "Старт". По окончании измерения на экране монитора ПК будет выведена вольтамперограмма анализируемого раствора (см. рис.1 прилож.4).
Если регистрируемый пик йода превышает 0,25 мкА, то переходят к выполнению операций по п.9.2.2.1.6.
9.2.2.1.2. Если регистрируемый при этом сигнал йода менее 0,25 мкА, то рекомендуется увеличить время накопления в соответствии с табл.1 прилож.4 или приготовить новый анализируемый раствор по п.п.9.2.2.1.3-9.2.2.1.4.
ки.
9.2.2.1.5. В пункте "Тип измерений" ПК устанавливают "Проба" и запускают процесс измерений активизацией кнопки "Старт". По окончании измерения на экране монитора будет выведена вольтамперограмма анализируемого раствора.
9.2.2.1.6. Регистрацию вольтамперограмм повторяют до тех пор, пока относительная разность высот пиков в двух последних вольтамперограммах не будет превышать 5-8% (обычно максимум до четырех измерений при подготовленной поверхности электрода).
9.2.3. Регистрация вольтамперограммы анализируемого раствора пробы
с добавкой градуировочного раствора йодид-ионов
В меню "Тип измерений" ПК устанавливают пункт "Добавка 1" и запускают процесс измерений активизацией кнопки "Старт". По окончании измерения на экране монитора будет выведена вольтамперограмма анализируемого раствора с добавкой градуировочного раствора.
Регистрацию вольтамперограмм повторяют до тех пор, пока относительная разность высот пиков в двух последних вольтамперограммах не будет превышать 5-8%.
10. Обработка результатов измерений
_______________
_______________
Примечания.
2. Для прикидочных расчетов массовой концентрации йода в пробах пищевых продуктов, сырья, пищевых и биологически активных добавок (мг/кг) можно использовать упрощенную формулу:
Обозначения те же, что в формулах (1), (2).
10.3. По формулам (1) и (2) рассчитывают содержание йода в контрольной пробе и учитывают его в конечном результате измерения. Если расчетная концентрация превышает нижний предел диапазона линейной зависимости аналитического сигнала йода (п.1.3), то рекомендуется провести проверку квалификации используемых реактивов и улучшить очистку лабораторной посуды.
11. Оформление результатов измерений
Результат количественного анализа в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:
Результат измерений должен оканчиваться тем же десятичным разрядом, что и погрешность.
Результаты измерений оформляют записью в журнале по форме, приведенной в табл.5.
Таблица 5
N пробы | Результат определения, | Расхождение между параллельными определениями | Результат анализа | |
|
| фактическое | допускаемое, |
|
| 1 |
|
|
|
| 2 |
|
|
|
| резервная |
|
|
|
Среднее |
|
|
|
|
12. Контроль погрешности измерений
12.1. Определение систематической погрешности электрода и коэффициента пересчета
Определение систематической погрешности электрода проводят для каждого нового электрода перед началом работы с ним и после длительного перерыва в работе. Периодический контроль систематической погрешности электрода определяется планами контроля, но не реже 3 раз в год.
По полученным результатам строят графическую зависимость:
Коэффициент пересчета вычисляют по формуле:
Выполняют измерения систематической погрешности электрода и пересчетного коэффициента не менее 3 раз, каждый раз на новых навесках. Расхождение между вычисленными величинами не должно превышать 10%.
12.2. Оперативный контроль воспроизводимости
Периодичность контроля погрешности измерений зависит от количества рабочих измерений за контролируемый период и определяется планами контроля.
Образцами для контроля являются образцы пищевых продуктов с аттестованным содержанием йода. Масса (объем) отобранной для контроля пробы должна соответствовать удвоенному объему, необходимому для проведения анализа по методике.
Два результата анализа не должны отличаться друг от друга на величину допускаемых расхождений между результатами анализа:
12.3. Оперативный контроль погрешности
Периодичность контроля погрешности измерений зависит от количества рабочих измерений за контролируемый период и определяется планами контроля.
Образцами для контроля являются пробы стандартных образцов (ГСО), по составу адекватные пробам анализируемых объектов. Например, проб зерна пшеницы ГСО 3171-85, зерна гороха ГСО 7165-95, крупы манной ГСО 7070-93 и др. Образцами для контроля могут быть также реальные пробы, в которых отсутствуют йодид-ионы.
Отсутствие йодид-ионов в образцах для контроля устанавливают предварительно в соответствии с вариантом 1 или 2 настоящих МУК.
Затем в навеску образца для контроля массой (5,00±0,01) г вносят раствор калия йодистого в соответствии с табл.6. Минерализацию, приготовление анализируемого раствора пробы и выполнение контрольных измерений проводят в точном соответствии с вариантом 1 или 2 настоящих МУК.
Таблица 6
Приготовление образцов для контроля погрешности
Концентрация йодид-ионов в анализируемом растворе образца для контроля погрешности (аттестованное значение), мг/дм | Градуировочный раствор с массовой концентрацией йодид-ионов, мг/дм | Объем градуировочного раствора, вносимый в навеску образца для контроля погрешности, см |
0,005 | 0,1 | 1,25 |
0,05 | 1,0 | 1,25 |
0,1 | 1,0 | 2,5 |
0,25 | 10,0 | 0,63 |
0,5 | 10,0 | 1,25 |
При смене партий реактивов проведение оперативного контроля погрешности обязательно.
Таблица 7
Значения нормативов контроля
Опреде-ляемый компонент | Диапазон измеряемых концентраций, мг/дм | Нормативы оперативного контроля погрешности (внешний контроль =0,95; внутренний контроль =0,90), воспроизводимости , сходимости при =0,95 | |||
|
| , =0,95 | , =0,90 | ||
| объекты групп с 1-й по 6-ю | ||||
| от 0,004 до 0,015 вкл. | 25 | 36 | 30 | 26 |
Йод | св. 0,015 до 0,5 | 20 | 33 | 25 | 22 |
| объекты группы 7 | ||||
| от 0,020 до 0,5 | 20 | 21 | 15 | 13 |
13. Нормативно-технические документы
При разработке методики были использованы следующие нормативно-технические документы.
1. МИ 2336-95. ГСИ. Характеристики погрешности результатов количественного химического анализа. Алгоритмы оценивания.
2. МИ 2335-95. ГСИ. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа.
3. ГОСТ Р 8.563-96. ГСИ. Методики выполнения измерений.
4. ГОСТ 25832-89. Изделия хлебобулочные диетические. Технические условия.
5. ГОСТ 26929-94. Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов.
6. ГОСТ Р ИСО 5725-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений.
Приложение 1
Примерное содержание йода в объектах анализа
N группы объектов | Объект анализа | Содержание йода |
1 | Хлеб и хлебобулочные изделия | 0,01-0,1 мк/кг |
2 | Йодированные хлеб и хлебобулочные изделия | 0,3-0,5 мг/кг |
3 | Молоко и жидкие молочные и кисло-молочные продукты | 0,01-0,1 мг/кг |
4 | Йодированные молоко и жидкие молочные и кисло-молочные продукты | 0,2-0,5 мг/кг |
5 | Соль пищевая поваренная | 1 мкг/кг |
6 | Йодированная соль пищевая поваренная | 10-45 мг/кг |
7 | Дрожжи йодированные | 0,5-5 мг/кг |
8 | Творог | 0,02-0,05 мг/кг |
9 | Творог, обогащенный йодом | 0,4-0,6 мг/кг |
10 | Напитки безалкогольные, включая минеральную воду | 0,01-1,0 мг/дм |
11 | Йодированные напитки безалкогольные, включая минеральную воду | 0,1-1,0 мг/дм |
12 | Морская рыба, рыбий жир | ~3 мг/кг |
Приложение 2
Приготовление основного градуировочного раствора с массовой
Реактивы, оборудование
1. Калий йодистый (п.3.3.1).
2. Спирт этиловый высшей очистки ГОСТ 18300.
3. Эксикатор ГОСТ 25336.
Остальные средства измерения, оборудование и материалы в соответствии с п.3 основного текста.
Предварительная очистка калия йодистого
Калий йодистый перекристаллизовывают из водного раствора. Выход соли увеличивается, если к охлажденному раствору добавить этиловый спирт. Выпавшую соль отфильтровывают из раствора, промывают небольшими количествами этилового спирта, просушивают между листами фильтровальной бумаги, а затем на воздухе в затемненном месте. Хранят в склянке из темного стекла.
Кристаллический калий йодистый высушивают до постоянной массы в эксикаторе.
Приложение 3
Вариант 1. Электрохимические параметры выполнения измерений
на ртутном электроде и типичные полярограммы
Таблица 1
Параметры выполнения измерений методом прямой переменно-токовой
полярографии. Программа "Hg - прямая"
Наименование параметра | Единицы измерения | Величина параметра |
Потенциал очистки электрода | мВ | -500 |
Продолжительность очистки | с | 40 |
Потенциал накопления | мВ | 00 |
Продолжительность накопления | с | 00 |
Мешалка | - | вкл. |
Продолжительность успокоения раствора | с | 15 |
Скорость развертки потенциала | мВ/с | 100 |
Начало развертки потенциала | мВ | -700 |
Конец развертки потенциала | мВ | +100 |
Шкала измерения катодного тока | мкА | 200/20 |
Электродная схема ячейки | - | трехэлектродная |
Вид полярографии | - | переменно-токовая |
Амплитуда модуляции | мВ | 30 |
Частота модуляции | Гц | 25 |
Фильтр | - | 2 |
* "Фильтр" можно изменять от 1 до 4. Следует устанавливать одинаковое значение для всех измерений (фон, проба, проба с добавкой). |
Таблица 2
Параметры выполнения измерений методом инверсионной переменно-токовой вольтамперометрии. Программа "Hg - инверсионная"
Наименование параметра | Единицы измерения | Величина параметра |
Потенциал очистки электрода | мВ | -500 |
Продолжительность очистки | с | 40 |
Потенциал накопления | мВ | 100 |
Продолжительность накопления | с | 300 |
Мешалка | - | вкл. |
Продолжительность успокоения раствора | с | 15 |
Скорость развертки потенциала | мВ/с | 100 |
Начало развертки потенциала | мВ | 100 |
Конец развертки потенциала | мВ | -700 |
Шкала измерения катодного тока | мкА | 200 /20 |
Электродная схема ячейки | - | трехэлектродная |
Вид полярографии | - | переменно-токовая |
Амплитуда модуляции | мВ | 30 |
Частота модуляции | Гц | 25 |
Фильтр | - | 2 |
* "Фильтр" можно изменять от 1 до 4. Следует устанавливать одинаковое значение для всех измерений (фон, проба, проба с добавкой). |
Рис.1. Типичные полярограммы, полученные методом инверсионной переменно-токовой полярографии на ртутном электроде
(1 - фоновая кривая, 2 - проба, 3 - проба с добавкой)
Приложение 4
Вариант 2. Электрохимические параметры выполнения измерений на углеродном электроде и типичные вольтамперограммы
Таблица 1
Параметры выполнения измерений методом инверсионной постоянно-токовой
вольтамперометрии. Программа "Безртутный вариант"
Наименование параметра | Единицы измерения | Величина параметра |
Потенциал очистки электрода | мВ | -200 |
Продолжительность очистки | с | 60 |
Потенциал накопления | мВ | 800 |
Продолжительность накопления* | с | 180 |
Мешалка | - | вкл. |
Продолжительность успокоения раствора | с | 10 |
Скорость развертки потенциала | мВ/с | 150 |
Начало развертки потенциала | мВ | 800 |
Конец развертки потенциала | мВ | -200 |
Шкала измерения катодного тока | мкА | 20 мкА/2 мкА |
Электродная схема ячейки | - | трехэлектродная |
Вид полярографии | - | постоянно-токовая |
Фильтр | - | 2 |
* При низкой интенсивности сигнала (менее 0,25 мкА) допускается увеличение времени накопления со 180 до 900 с включительно.
* "Фильтр" можно изменять от 1 до 4. Следует устанавливать одинаковое значение для всех измерений (фон, проба, проба с добавкой). |
Таблица 2
Параметры электрохимической активации рабочего электрода. Программа "Йод-Активация"
Наименование параметра | Единицы измерения | Величина параметра |
Мешалка | - | вкл. |
Скорость развертки потенциала | В/с | 10 |
Начало развертки потенциала | мВ | 800 |
Конец развертки потенциала | мВ | -200 |
Шкала измерения катодного тока | мкА | 200 мкА/20 мкА |
Число циклов (полных) | - | 1500 |
Электродная схема ячейки | - | трехэлектродная |
Вид полярографии | - | постоянно-токовая |
Фильтр | - | 2 |
Рис.2. Типичные вольтамперограммы фонового раствора при тестировании рабочего электрода по п.8.6.1:
1 - вольтамперограммы фонового раствора, означающие, что поверхность рабочего электрода не готова
к работе. Следует подготовить рабочий электрод к измерениям согласно паспорту на электрод и п.8.6.2;
2 - вольтамперограммы фонового раствора, полученные на рабочем электроде с подготовленной
поверхностью. Можно переходить к измерениям.
Рис.3. Типичные вольтамперограммы фона раствора пробы таблетки "Йод-Актив"
и раствора пробы с добавкой