Атомно-абсорбционный спектрофотометр

 

± Δ, мг/дм³ или Х+ U, мг/дм³

 

где Δ - доверительные границы  абсолютной погрешности измерений  массовой концентрации хрома при  доверительной вероятности Р = 0,95, мг/дм³;

U - расширенная неопределенность  при коэффициенте охвата k = 2, мг/дм³.

Допускается результат измерения  представлять в виде ± Δ_лаб, мг/дм³, при доверительной вероятности Р = 0,95;

где Δ_лаб - показатель точности измерений (доверительные границы абсолютной погрешности измерений), установленный при реализации настоящего метода в лаборатории и обеспечиваемый контролем стабильности результатов измерений, мг/дм3, при условии, что численные значения Δ_лаб не превышают Δ;

 или

± U_лаб, мг/дм3

 

где U_лаб - значение расширенной неопределенности, мг/дм3, при условии, что численные значения U_лаб не превышают U.

 

При этом:

- значение Δ, мг/дм³, рассчитывают по формуле:

 

Δ=0,001Хδ

 

где δ - доверительные границы  допускаемой относительной погрешности, %;

- значение расширенной  неопределенности U при коэффициенте охвата k = 2, мг/дм³, рассчитывают по формуле:

 

U=0,001Uотн

где U_отн - расширенная неопределенность (в относительных единицах) при коэффициенте охвата k = 2

 

Глава 4. Пробоотбор и пробоподготовка

 

Средства измерений, вспомогательное оборудование, реактивы, материалы:

Атомно-абсорбционный спектрометр  с пламенным атомизатором, снабженный лампой с полым катодом для  определения хрома, фильтры мембранные с порами диаметром 0,45 и 5,0 мкм, бидистиллятор стеклянный или установка для получения деионизованной воды, сжатый воздух, Ацетилен растворенный газообразный по ГОСТ 5457, Кислота азотная (HNO₃, ρ =1,42 г/см3) по ГОСТ 11125, ос. ч. или по ГОСТ 4461, х. ч., очищенная методом перегонки,водорода пероксид (Н₂O₂), массовая доля 30 % по ГОСТ 10929, х. ч., вода бидистиллированная или деионизированная, степень чистоты 2 по ГОСТ Р 52501 (далее - бидистиллированная вода).

 

1.Подготовка к  проведению измерений

Стеклянную посуду перед  применением выдерживают 24 ч в  азотной кислоте, затем тщательно  промывают бидистиллированной или деионизованной водой (далее - бидистиллированная вода). Если в анализируемой пробе воды предполагается низкая концентрация хрома (например, в грунтовой воде), стеклянную посуду выдерживают в азотной кислоте, вплоть до проведения испытаний. Не допускается использовать стеклянную посуду, обработанную смесями, содержащими хром. После ополаскивания посуды дистиллированной водой ее ополаскивают 3-4 раза бидистиллированной или деионизованной водой.

2.Приготовление  раствора азотной кислоты молярной  концентрации 0,3 моль

В мерную колбу вместимостью 1000 см³ вносят 400-500 см³ бидистиллированной воды, затем добавляют 50 см3концентрированной азотной кислоты (см. 7.2), доводят до метки бидистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения раствора - не более 3 мес.

3.Приготовление  раствора общего хрома массовой  концентрации 50 мг/дм3

В мерную колбу вместимостью 100 см³ вносят 5 см³ ГСО состава раствора хрома (VI), доводят до метки раствором азотной кислоты и перемешивают. Срок хранения раствора в плотно закрытой емкости из полимерных материалов при температуре 2°С - 8°С - не более 6 мес.

4.Приготовление раствора общего хрома массовой концентрации 5 мг/дм³

В мерную колбу вместимостью 100 см³ вносят 10 см³ раствора хрома массовой концентрации 50 мг/дм³, доводят до метки раствором азотной кислоты и перемешивают. Срок хранения раствора в плотно закрытой емкости из полимерных материалов при температуре 2°С 8°С - не более 1 мес.

5.Приготовление градуировочных растворов

Градуировочные растворы готовят следующим образом: в мерные колбы вместимостью 100 см³ вносят соответствующие объемы растворов хрома и доводят до метки раствором азотной кислоты.

 

Массовая концентрация общего хрома в градуировочных растворах приведена в таблице 3:

Таблица3

 

Характеристика раствора	Массовая концентрация хрома  в исходном растворе
	5 мг/дм3			50 мг/дм3
Объем исходного раствора, взятый для приготовления градуировочного раствора, см3	4,0	10,0	25,0	5,0	10,0	20,0
Массовая концентрация хрома в градуировочном растворе, мг/дм3	0,20	0,50	1,25	2,50	5,0	10,0

 

Срок хранения градуировочных растворов хрома массовой концентрации менее 1 мг/дм³ в плотно закрытой емкости из полимерного материала при температуре 2°С - 8°С - не более 7 сут, остальных градуировочных растворов - не более 1 мес.

6.Подготовка прибора  к измерениям

Подготовку атомно-абсорбционного спектрометра к измерениям проводят в соответствии с руководством (инструкцией) по эксплуатации прибора.

Расход газов (ацетилена  и окислителя - воздуха) и скорость распыления устанавливают для каждого  конкретного прибора в соответствии с рекомендациями изготовителя.

7.Градуировка  прибора

7.1Установление  градуировочной характеристики

Градуировку спектрометра проводят перед началом измерений подготовленных проб анализируемой воды. Распыляют раствор и градуировочные растворы в пламени горелки и для каждого раствора измеряют значение абсорбции при длине волны 357,9 нм не менее двух раз. Градуировочные растворы анализируют в порядке возрастания массовой концентрации хрома. Используя программное обеспечение к спектрометру, устанавливают градуировочную характеристику в виде зависимости среднеарифметических значений из измеренных значений абсорбции (за вычетом среднеарифметического значения абсорбции фонового раствора) от массовой концентрации хрома и проверяют ее линейность при помощи коэффициента корреляции.

Контроль построения градуировочной характеристики

Контроль построения градуировочной характеристики с использованием компьютерной (микропроцессорной) системы сбора и обработки информации проводят в соответствии с руководством (инструкцией) по эксплуатации прибора. Если прибор не предусматривает проведение автоматизированной градуировки, то полученную градуировочную характеристику контролируют, используя коэффициент корреляции, установленный с использованием программного обеспечения (должен быть не менее 0,99), или для каждого градуировочного раствора рассчитывают значение углового коэффициента (наклон) градуировочной характеристики bi,дм3/мг, по формуле:

 

=

 

где С_i - массовая концентрация хрома в i-м градуировочном растворе, мг/дм3; ΔA_i - среднеарифметическое значение оптической плотности i-го градуировочного раствора за вычетом среднеарифметического значения оптической плотности холостой пробы для градуировки.

Результаты контроля признают удовлетворительными при выполнении условия:

≥0,07

где b - значение углового коэффициента (наклон) градуировочной характеристики, рассчитанное по формуле, дм³/мг. Если условие не выполняется, то градуировку прибора повторяют.

 

7.2 Контроль стабильности  градуировочной характеристики

Стабильность градуировочной характеристики контролируют не реже, чем после измерений 10 проб анализируемой воды. Для контроля используют один из градуировочных растворов, массовая концентрация хрома в котором близка к массовой концентрации хрома в серии проб анализируемой воды (далее - контрольный раствор). Градуировочную характеристику считают стабильной при выполнении условия:

100|с-|≤ 0,5δ

где С - измеренное значение массовой концентрации хрома в контрольном растворе, мг/дм³;

С_к - действительное значение массовой концентрации хрома в контрольном растворе , мг/дм3;

δ - доверительные границы  допускаемой относительной погрешности измерений, %.

Если условие  не выполняется, то градуировку спектрометра проводят заново.

8.Подготовка пробы  анализируемой воды

Подготовка проб сточных вод

Неотфильтрованную гомогенизированную пробу анализируемой воды подготавливают одним из следующих способов:

- при использовании для  разложения органических веществ  электроплитки или песчаной бани: в термостойкий стакан вместимостью 100 см³ вносят 50 см³ тщательно гомогенизированной пробы анализируемой воды (V_пр, см³),

добавляют 2,5 см³ азотной кислоты , если пробу не консервировали, или 1,5 см³ - если пробу консервировали, после чего нагревают, не доводя до сильного кипения, до образования влажных солей. Не допускается упаривать пробу воды до сухого остатка. Если проба анализируемой воды содержит значительное количество органических веществ, в процессе нагревания добавляют 1-3 см³ пероксида водорода до получения прозрачного раствора. После окончания нагревания пробу анализируемой воды охлаждают, затем содержимое стакана количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³ и доводят до метки бидистиллированной водой (V_кон, см³). Перед измерениями подготовленную пробу анализируемой воды, в зависимости от дисперсности и размеров частиц образовавшегося в ней осадка, фильтруют через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 или 5,0 мкм или через фильтр «белая лента»;

- при использовании для  разложения органических веществ  микроволновой печи с закрытыми  стаканами: в стакан для микроволновой  печи, вносят тщательно гомогенизированную  пробу анализируемой воды. Объем  пробы анализируемой воды (Vпр, см³) определяется вместимостью стакана (например 50 или 100 см³). К пробе анализируемой воды добавляют 2,5 см³ азотной кислоты , если пробу не консервировали, или 1,5 см³ - если пробу консервировали, после чего выдерживают 15-30 мин. Затем стаканы с подготовленной пробой анализируемой воды помещают в микроволновую печь и проводят минерализацию в соответствии с руководством (инструкцией) по эксплуатации микроволновой печи. После окончания нагревания пробу анализируемой воды охлаждают в закрытых стаканах, затем открывают стаканы и при наличии в подготовленной пробе анализируемой воды осадка пробу фильтруют в зависимости от дисперсности и размера частиц образовавшегося осадка или через фильтр «белая лента», или через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45, или 5,0 мкм. Затем отфильтрованную пробу анализируемой воды количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³ и доводят до метки бидистиллированной водой (V_кон, см³).

Подготовка холостой пробы для определения хрома

Холостую пробу для  определения хрома готовят, используя  те же реактивы и в тех же количествах, как при отборе и подготовке пробы  анализируемой воды, но заменяя пробу  анализируемой воды на бидистиллированную воду.

 

Глава 5. Экспериментальная часть

Анализ технологической  или сточной воды проводят с определения  содержания ионов хрома. Количество ионов хрома по интегральном методу проводят в соответствии с гостированными методиками водоподготовки и анализа.

Водоподготовка:

Были подготовлены 3 градуировочных раствора на 50, 10 и 1 мг/дм³. Для первой пробы отобрали 5 мл раствора ГСО, которые поместили в мерный цилиндр. Затем дистиллированной водой довели до 100 мл. Для второй пробы отобрали 5 мл первой пробы, которые довели дистиллированной водой до отметки 25 мл. Для третей пробы отобрали 2,5 мл раствора первой пробы, которые поместили в мерный цилиндр и довели дистиллированной водой до отметки 25 мл. Для анализа был выбран модельный раствор с содержанием 3,5 мг/л NH₄⁺, 0,3 мг/дм³ SO₃^2- и неизвестным Cr³⁺.

Проведение анализа:

Отобранные пробы поочередно помещают в спектрометр ААС «Формула ФМ400».

Аликвоты подготовленной пробы анализируемой воды распыляли в пламени горелки и измеряли значения абсорбции хрома на длине волны 357,9 нм и щели 0,1I 3 раза. Используя программное обеспечение к спектрометру, установили линейную  градуировочную характеристику.

Рис.12 Паспортная градуировочная кривая

Далее аналогичным образом  провели измерения модельного раствора. По результатам измерений произведена  обработка в виде:

Рис.13 Определение неизвестной концентрации по градуировочной зависимости

Таблица4

Результаты измерений  и статистической обработки

03.04.2012 ААС Формула ФМ 400
образец	элемент	стандарт	ед,изм,	среднее	ско	оско,%
a1_Cr#3	Cr	–	мг/л	36,0341	0,2112	0,5
a1_Cr#2	Cr	–	мг/л	35,8633	0,5884	1,6
a1_Cr#1	Cr	–	мг/л	34,3574	0,5012	1,4
Градуировка	Cr	1,00	–	0,0093	0,0001	2
Градуировка	Cr	10,00	–	0,0177	0,0002	1,6
Градуировка	Cr	50,00	–	0,0729	0,0006	0,8
a1_Cr#3	Cr	–	мг/л	36,0341	0,2112	0,5
a1_Cr#2	Cr	–	мг/л	35,8633	0,5884	1,6
a1_Cr#1	Cr	–	мг/л	34,3574	0,5012	1,4
среднее серии	Cr	–	мг/л	35,4183	0,7534	2,1