ГОСТ EN 13366-2016

ГОСТ EN 13366-2016

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

УДОБРЕНИЯ

Обработка катионообменной смолой для определения содержания хелатообразующих микроэлементов и хелатосвязанной доли микроэлементов

Fertilizers. Treatment with a cation exchange resin for the determination of the chelated micro-nutrient content and of the chelated fraction of micro-nutrients

     

МКС 65.080

Дата введения 2017-03-01

 Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации материалов и технологий" (ФГУП "ВНИИ СМТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 527 "Химия"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 20 апреля 2016 г. N 87-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 сентября 2016 г. N 1184-ст межгосударственный стандарт ГОСТ EN 13366-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2017 г.

5 Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту EN 13366:2001* "Удобрения. Обработка катионообменной смолой для определения содержания хелатообразующих микроэлементов и хелатосвязанной доли микроэлементов" ("Fertilizers - Treatment with a cation exchange resin for the determination of the chelated micro-nutrient content and of the chelated fraction of micro-nutrients", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Европейский стандарт разработан Европейским комитетом по стандартизации CEN/TC 260 "Удобрения и известковые материалы".

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных европейских стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2020 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод обработки катионообменной смолой для определения содержания хелатообразующих микроэлементов и хелатосвязанной доли микроэлементов (следовых элементов) кобальта, меди, железа, марганца и цинка в удобрениях.

Метод применим к удобрениям, содержащим один или более микроэлементов кобальта, меди, железа, марганца и цинка, хелатообразованных одним или более хелатообразователями группы полиамино-поликарбоновых кислот, предварительно определенных в соответствии с EN 13368-1 и EN 13368-2 отдельно либо в сочетании с первичными (N, Р, K) и/или вторичными (S, Na, Са, Mg) микроэлементами.

Предел обнаружения содержания хелатообразующих микроэлементов меняется от 0,005% в простых матрицах с большим количеством хелатообразующих микроэлементов до 0,5% в более сложных случаях.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).     

EN 1482, Sampling of solid fertilizers and liming materials (Отбор проб твердых удобрений и известковых материалов)

________________

Заменен на EN 1482-1:2007, EN 1482-2:2007.

EN 13368-1, Fertilizers - Determination of chelating agents in fertilizers by ion chromatography - Part 1: EDTA, HEDTA and DTPA (Удобрения. Определение хелатообразователей в удобрениях методом ионной хроматографии. Часть 1. EDTA, НЕОТА и DTPA)

EN 13368-2, Fertilizers - Determination of chelating agents in fertilizers by ion chromatography - Part 2: EDDHA and EDDHMA (Удобрения. Определение хелатообразователей в удобрениях методом ионной хроматографии. Часть 2. EDDHA и EDDHMA)

EN ISO 3696, Water for analytical laboratory use - Specification and test methods (ISO 3696:1987) (Вода для лабораторного анализа. Технические требования и методы испытаний)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применен следующий термин с соответствующим определением:

3.1 хелатосвязанная доля: Отношение содержания хелатообразующего микроэлемента к общему содержанию микроэлемента, %.

     4 Сущность метода

Образец экстрагируют водой и доводят экстракт до нейтрального показателя рН. Хелатообразованные формы элемента таким образом имеют отрицательный и/или нейтральный заряд и не задерживаются на ионообменной смоле сильно сульфированного катионного типа, что позволяет их отделить от нехелатообразованных форм, которые имеют катионную природу. Содержание хелатообразованных форм и общее содержание элемента определяют спектрометрией.

     5 Влияющие факторы

Любые соединения, образующие при нейтральном рН в сочетании с микроэлементом стабильные, отрицательно заряженные или незаряженные соединения (хелаты или комплексы), препятствуют удерживанию на смоле и приводят к определенной степени хелатообразования. Это характерно для множества комплексообразователей, таких как аминокислоты, цитраты, и для хелатообразователей, кроме этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA), гидроксиэтилэтилендиаминтетрауксусной кислоты (HEDTA), диэтилентриаминпентауксусной кислоты (DTPA), этилендиамин-ди-(о-гидроксифенил) уксусной кислоты (EDDHA) и этилендиамин-ди-(о-гидрокси-р-метилфенил) уксусной кислоты (EDDHMA).

Примечание - Для того чтобы подтвердить присутствие установленного хелатообразователя в образце, используют EN 13368-1 и EN 13368-2.

В некоторых случаях, особенно при работе с матрицами комплексного удобрения с высоким содержанием фосфатов или присутствием микроэлементов с низкой хелатосвязанной долей, может возникать медленная реакция осаждения во время контакта со смолой, что приводит к смещению равновесия, адсорбции и уменьшению обменной емкости, что приводит к неточным и ошибочным результатам. В таком случае рекомендуется выполнять анализ как можно быстрее. Крайне нестабильные растворы не рассматривают.

     6 Аппаратура

Примечание - Вся стеклянная посуда, фильтры и части оборудования, вступающие в контакт с образцами и растворами, должны соответствовать требованиям работы с определением микроэлементов, быть чистыми, не содержать загрязнений, особенно содержащих элементы Со, Сu, Fe, Mn и Zn.

Используют обычное лабораторное оборудование и:

6.1 Сито с пластиковым корпусом и нейлоновой сеткой с размером отверстий менее чем минимальный диаметр частиц смолы. Массу сухого сита определяют с точностью до 0,01 г.

6.2 Барабанная мешалка или ротационный встряхиватель с частотой вращения от 30 мин до 40 мин при температуре от 18°С до 22°С.

6.3 Кондуктометр, оснащенный кондуктометрической ячейкой и регулятором температуры. Ячейка должна быть промыта и высушена перед погружением и откалибрована раствором хлорида калия молярной концентрации 0,01 моль/дм, имеющим удельную электропроводность при 20°С 1,28 мСм/см.

6.4 Плоскодонные полиэтиленовые колбы с пробкой вместимостью 50 см.

6.5 Мембранные фильтры: микромембранные, устойчивые к водным растворам, пористостью 0,45 мкм.

     7 Реактивы

7.1 Общие требования:

a) используют реактивы только аналитической степени чистоты;

b) воду по EN ISO 3696 перед использованием дегазируют кипячением.

7.2 Получение катионообменной смолы сульфированием
     

    7.2.1 Общие требования

Сополимер стирола и дивинилбензола (PS-DVB) с небольшой плотностью сшивания (с массовой долей DVB не более 8%) в натриевой или протонной форме, не содержащий Со, Сu, Fe, Mn и Zn.

_______________

Dowex 50х4-400, ионообменная смола IR 120 или эквивалентная являются примерами подходящих продуктов, доступных в продаже. Данная информация приведена для удобства пользователей настоящего стандарта и не свидетельствует о поддержке CEN данного продукта.

7.2.2 Подготовка и определение катионобменной емкости

Протонируют смолу перед использованием, преобразуют в натриевую форму, чтобы исключить любые загрязнения, и измеряют катионообменную емкость (СЕС) натриевой смолы во влажном виде следующим образом.

Переносят 50 г смолы в мерный стакан вместимостью 500 см и добавляют 250 см раствора соляной кислоты (7.4). Помещают на магнитную мешалку. После 1 ч умеренного перемешивания суспензию переносят на сито (6.1). Смолу с сита переносят обратно в мерный стакан. Повторяют процедуру подкисления и переноса смолы на сито. В конце повторного подкисления протонированную смолу, присутствующую на сите, тщательно промывают до тех пор, пока в промывочной воде не будут отсутствовать хлориды (проверяют при помощи реакции с нитратом серебра).

Переносят влажную протонированную смолу в мерный стакан вместимостью 500 см и добавляют 250 см раствора хлорида натрия (7.5). Затем перемешивают на магнитной мешалке и, используя рН-метр, титруют смолу с помощью раствора гидроксида натрия (7.6) до тех пор, пока не будет получено стабильное значение рН, равное 7,0. Обозначают объем раствора гидроксида натрия, затраченный на титрование, как , см.

Количественно переносят смолу, находящуюся в натриевой форме, на сито (6.1). Промывают тщательно водой до тех пор, пока в промывочной воде не будут отсутствовать хлориды (проверяют при помощи реакции с нитратом серебра). После окончания промывания ждут, пока стечет избыток воды, и взвешивают влажную смолу с точностью до 0,01 г. Обозначают массы взвешенной смолы как Р, г. Влажную смолу в натриевой форме можно хранить в непрозрачной колбе с пробкой при температуре окружающей среды в течение двух лет.

Катионообменную емкость смолы СЕС, моль/г, вычисляют по формуле

.                                                   (1)

7.3 Соляная кислота молярной концентрации с (HCI)6 моль/дм: разбавляют соляную кислоту в пропорции 1:1 с водой.

7.4 Соляная кислота, раствор молярной концентрации с (HCI)=1 моль/дм: разбавляют 165 см соляной кислоты (7.3) до 1 дм.

7.5 Хлорид натрия, раствор молярной концентрации с (NaCI)=1 моль/дм: растворяют 58,4 г NaCI в воде и разбавляют до 1 дм.

7.6 Гидроксид натрия, раствор молярной концентрации с (NaOH)=2 моль/дм: осторожно растворяют 80,0 г NaOH в воде и разбавляют до 1 дм.

7.7 Гидроксид натрия, раствор молярной концентрации с (NaOH)=0,1 моль/дм: разбавляют 25 см раствора гидроксида натрия (7.6) до 500 см.

7.8 Азотная кислота, раствор молярной концентрации с ()=1 моль/дм: осторожно разбавляют 6,9 см азотной кислоты (65% , =1,40 г/см) до 1 дм.

7.9 Гидроксид натрия, раствор молярной концентрации с (NaOH)=0,01 моль/дм: разбавляют 50 см раствора гидроксида натрия (7.7) до 500 см.

7.10 Азотная кислота, раствор молярной концентрации c ()=0,01 моль/дм: разбавляют 50 см раствора азотной кислоты (7.8) до 500 см.

     8 Проведение анализа

8.1 Подготовка образца

Готовят образец в соответствии с EN 1482.

Примечания

1 Образец может быть также приготовлен в соответствии с методом 1 по [1].

2 Для измельчения образца с высоким содержанием хелатообразователей не рекомендуется использовать высокоскоростную лабораторную дробилку. Удобнее использовать ступку для измельчения образца до размера частиц менее чем 1 мм.

8.2 Экстракция образца

Взвешивают количество образца, которое зависит от заявленного содержания водорастворимого микроэлемента, с точностью до 1 мг, в мерную колбу вместимостью 250 см или 500 см, в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1 - Отношение масса/объем образца

Добавляют приблизительно 200 см воды в мерную колбу вместимостью 250, 400 или 500 см. Закупоривают колбу, встряхивают, чтобы хорошо распределить вещество, и ставят на барабанную мешалку (6.2) на 30 мин. Доводят до метки водой, гомогенизируют и фильтруют.

С помощью кондуктометра (6.3) измеряют удельную электропроводность фильтрата при температуре 20°С. Полученное значение не должно превышать 1,5 мСм/см. В обратном случае разбавляют фильтрат до достижения удельной электропроводимости не больше 1,5 мСм/см. Коэффициент разбавления обозначают как D.

Примечания

1 Водный экстракт образца не может быть стабилизирован путем подкисления, так как в кислотной среде хелаты могут диссоциировать или выпасть в осадок, и смола может быть протонирована. До тех пор, пока не будет получен контактный раствор (8.4), после экстракции следует сразу приступать к проведению анализа.

2 Максимальная удельная электропроводность 1,5 мСм/см соответствует ионной концентрации примерно 0,01 моль/дм или менее, которая зависит от собственной проводимости каждого иона, присутствующего в растворе, и приводит к 10-кратному превышению значения емкости смолы по сравнению с ионной концентрацией образца.

3 Предел обнаружения содержания хелатообразующего элемента зависит от его водорастворимого содержания, его хелатосвязанной доли и от сложности матрицы. Катионы, присутствующие в образце (например, аммоний, калий, натрий, кальций, марганец), которые могут отличаться по типу и концентрации при нейтральном рН, заполняют ионообменные участки в смоле с нехелатосвязанной долей микроэлементов. При высокой концентрации хелатообразующего микроэлемента в простой матрице может быть получен предел обнаружения, равный 0,005%. При низкой концентрации хелатообразованного микроэлемента в сложной матрице раствор с высокой проводимостью должен быть разбавлен, и концентрация микроэлемента может упасть ниже предела обнаружения спектрометрического анализа. В таких случаях предел обнаружения может увеличиться до 0,5%.

8.3 Регулирование рН

Пипеткой переносят 50 см фильтрата (8.2) в лабораторный стакан вместимостью 100 см. Доводят рН до 7,0. Сначала используют раствор гидроксида натрия (7.7) или раствор азотной кислоты (7.8). При приближении к нужному значению рН используют более разбавленный раствор (7.9 или 7.10). Регулирование рН считается достигнутым, если показания стабильны в пределах 0,05 единицы рН в течение 5 мин. Количественно переносят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят до метки водой и гомогенизируют. При выпадении осадка раствор фильтруют, прежде чем приступить к анализу.

Примечание - Регулирование рН может занять значительное количество времени, особенно когда происходит медленное выпадение осадка.

8.4 Ионообменное разделение

Взвешивают навеску R влажной смолы в натриевой форме (7.2), соответствующую 2,5 ммоль (R=2,5/СЕС), с точностью 0,01 г. Помещают смолу в плоскодонную колбу (6.4) вместе с раствором образца объемом 25 см (8.3), отмеренным пипеткой. Герметично закрывают. Перемешивают в барабанной мешалке при температуре от 18°С до 22°С (6.2) в течение 4 ч. В процессе операции защищают колбу от воздействия света, используя темную комнату или закрывая стенки колбы алюминиевой фольгой.

После завершения перемешивания за одну операцию содержимое фильтра колбы помещают в мерную колбу вместимостью 100 см. Промывают смолу тремя порциями воды приблизительно по 20 см и переносят промывочную воду в колбу. Добавляют 5 см раствора соляной кислоты (7.3), доводят до метки водой и гомогенизируют. Раствор, полученный в конечной фазе фильтрования, называют "контактным раствором".

Если содержимое колбы мутное, фильтруют снова мембранным фильтром пористостью 0,45 мкм (6.5).

Для вычисления хелатосвязанной доли определяют концентрацию отдельных микроэлементов в соответствии с 8.5, 8.6 и 9.

8.5 Спектрометрическое определение

Определяют концентрацию микроэлементов в контактном растворе атомно-абсорбционной спектрометрией (ААС) или эмиссионной спектрометрией с индуктивно связанной плазмой (ИСП). Определение ААС можно проводить в соответствии с ЕС-методами, представленными в библиографии.

8.6 Определение общего содержания микроэлемента

Определяют общее содержание микроэлемента в образце с помощью ААС или ИСП. Определение ААС можно проводить в соответствии с ЕС-методами, представленными в библиографии. Общее содержание микроэлемента в образце обозначают как T, %.

     9 Обработка результатов

9.1 Содержание хелатообразующего микроэлемента в удобрении

Содержание хелатообразующего микроэлемента (i) в удобрении Сh(i), %, вычисляют по формуле

,                                                  (2)

где - концентрация микроэлемента (i) контактного раствора, мг/дм;

V - объем экстракта, см;

D - коэффициент разбавления (см. 8.2);

Е - масса навески, г.

9.2 Хелатосвязанная доля микроэлементов в удобрении

Хелатосвязанная доля F(i) микроэлемента (i) - отношение содержания хелатообразующего микроэлемента (i) к общему содержанию микроэлемента (i) в удобрении, %, - вычисляют по формуле

,                                                (3)

где - содержание хелатообразующего микроэлемента (i), %;

- общее содержание микроэлемента (i), %.

     10 Прецизионность

Результаты основаны на трех различных межлабораторных испытаниях с участием 9-10 лабораторий, из которых только пять выполнили полный спектр испытаний [2].

Для проведенных серий результатов, при доверительной вероятности 95%, пределы повторяемости и воспроизводимости равны:

- предел повторяемости r=10%;

- предел воспроизводимости R=18%.

     11 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать:

a) ссылку на настоящий стандарт;

b) всю информацию, необходимую для полной идентификации образца;

c) результаты анализа;

d) все этапы методики, не указанные в настоящем стандарте или рассматриваемые как необязательные, а также данные о любых отклонениях от метода настоящего стандарта, которые могли повлиять на результаты анализа.

Приложение ДА
(справочное)

     Сведения о соответствии ссылочных европейских стандартов межгосударственным стандартам

Таблица ДА.1

Библиография