Определение содержания ионов Li+, Nа+, 1МН4+, К+, Мд2+, Са2+ методом ионной хроматографии

Метод основан на экстракции ионов водой, очистке экстракта или прямом определении концентрации катионов в растворе пробы с использованием кондуктометрического датчика.

ОБОРУДОВАНИЕ

Портативный ионный хроматограф IC-2001 фирмы Eppendorf-Biotronic (ФРГ) с кондуктометрическим детектором и колонкой (Cation separation kit с колонкой ВТ VIII-KA-P) для определения катионов (Li⁺, Na⁺, NH₄⁺, К⁺, Mg²⁺, Са²⁺), присоединенный к компьютеру с автоматической программой обсчета хроматографических данных типа Winpeak фирмы Eppendorf-Biotronic (ФРГ).

Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания до 200 г не ниже 1-го класса точности и пределом допустимой погрешности 0,2 мг. Автоматические пипетки 1—2—5—10— 25 см³. Микрошприц для жидкостной хроматографии на 100 мкл. Бумага фильтровальная лабораторная. Мембранный фильтр 0,45 мкм. Картридж С18. Микрогомогенизатор для измельчения твердых образцов. Гелий для хроматографии в баллоне.

РЕАКТИВЫ

Вода бидистиллированная или квалификации для ВЭЖХ. Готовые растворы производства Eppendorf-Biotronic (ФРГ): концентрат ЕК-V111-KA-AL для определения Li⁺, Na⁺, NH₄⁺, К⁺ разбавленный 1:100; модификатор 1 (М—V111-KA-01) голубой; модификатор 11 (М— VIII— КА-02), элюентный концентрат (EK—VIII—КА—ER) для определения Mg²⁺, Са²⁺ разбавленный 1:100; ГСО стандартных растворов катионов Li⁺, Na⁺, NH₄⁺, К⁺, Mg²⁺, Са²⁺ или готовые стандартные растворы, содержащие 10 ppm (мг/л) ионов.

ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

Водные растворы буферов и элюентов подвергают фильтрации через мембранный фильтр 0,45 мкм и дегазируют барбатированием в течение 30 мин газообразным Не из баллона.

Все растворы, вводимые в жидкостную линию хроматографа, включая элюент, подвергают мембранной фильтрации через фильтр 0,45 мкм.

Твердые образцы подвергают гомогенизации в воде (1:100) с последующей фильтрацией раствора через бумагу, картридж С18 для удаления избытка органических кислот и мембранный фильтр 0,45 мкм.

Ионный хроматограф включают и подготавливают к работе в соответствии с технической документацией на хроматограф, устанавливая диапазон измерений по чувствительности — 1, определение катионов, расход элюента 1,4 мл/мин (давление 22 бар) и записывают в течение 30 мин базовую линию, используя компьютерную программу обработки данных.

Колонки хроматографа промывают в течение 10 мин элюентом. По окончании работы, в случае длительного хранения, колонки промывают бидистиллированной водой и заполняют метанолом.

В инжектор хроматографа вводят Гамильтоновским микрошприцем 100 мкл Модификатора 1, через 5 мин закол Модификатором 1 повторяют для очистки колонки от бивалентных катионов.

В инжектор хроматографа вводят Гамильтоновским микрошприцем 100 мкл модификатора 2, через 5 мин закол повторяют или не повторяют в зависимости от времен удержания пиков определяемых катионов. Однократное введение модификатора 2 сужает разделение пиков.

ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

АНАЛИЗ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

Микрошприцем в подготовленный в соответствии с инструкцией по эксплуатации хроматограф при работающем автоматическом насосе, качающем с заданной скоростью элюент, разбавленный 1:100, ЕК-УШ-КА-АЕ для определения ЕЕ, Иа⁺, Г1Н₄⁺, К⁺, в отверстие клапана закалывают 100 мкл стандартного раствора, содержащего П⁺ — 0,5 ррпг, №⁺ — 2,5 ррпг, Г1Н₄⁺ — 2,5 ррпг, К⁺ — 5 ррт (мг/л) ионов. Микрошприц из клапана не вынимают во избежание попадания воздуха в жидкостную линию. Автоматически записывают стандартную хроматограмму, по которой определяют и вводят в компьютерную программу пересчетные коэффициенты.

Хроматограф с установленной скоростью потока промывают элюентом до выравнивания базовой линии (базовая линия на мониторе должна иметь вид горизонтальной прямой) в течение 10—15 мин и микрошприцем при работающем автоматическом насосе, качающем с заданной скоростью элюент, в отверстие клапана закалывают 100 мкл анализируемого раствора пробы с неизвестным содержанием щелочных катионов. Микрошприц из клапана не вынимают во избежание попадания воздуха в жидкостную линию.

Автоматически записывают хроматограмму, которая в соответствии с общепринятыми нормами оценки результатов хроматографических данных должна содержать четыре отдельно стоящих пика (соответствующих ЕЕ, №⁺. NН₄⁺, К⁺), высота которых не должна превышать достоверно анализируемую высоту в мВ («обрезанные пики») и расстояние между которыми не должно быть меньше половины полуширины основания одного из пиков. При нарушении этих условий повторяют «закол» неизвестной пробы, разбавляя ее в 10 раз. В результате анализа раствора с неизвестной концентрацией на хроматограмме должны идентифицироваться четкие пики с высотой не менее 10 мВ (<10 мВ сильно разбавленный раствор пробы) и не более 200 мВ (>200 мВ растворы, концентрированные по определяемым ионам).

При получении удовлетворительных результатов и в соответствии с введенной калибровкой автоматически получают результат содержания 1л⁺, Иа⁺, МН₄⁺, К⁺ ионов в анализируемой пробе в мг/л.

АНАЛИЗ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

Микрошприцем в хроматограф, подготовленный в соответствии с инструкцией по эксплуатации при работающем автоматическом насосе, качающем с заданной скоростью разбавленный 1:100 элюент (ЕК-УП1-КА-ЕК) для определения М§²⁺ и Са²⁺, в отверстие клапана закалывают 100 мкл стандартного раствора, содержащего Mg²⁺ — 10 ррш, Са²⁺ — 20 ррш (мг/л) ионов.

Микрошприц из клапана не вынимают во избежание попадания воздуха в жидкостную линию. Автоматически записывают стандартную хроматограмму, по которой определяют и вводят в компьютерную программу пересчетные коэффициенты.

Хроматограф с установленной скоростью потока промывают элюентом до выравнивания базовой линии (базовая линия на мониторе должна иметь вид горизонтальной прямой) в течение 10—15 мин и микрошприцем при работающем автоматическом насосе, качающем с заданной скоростью элюент, в отверстие клапана закалывают 100 мкл анализируемого раствора пробы с неизвестным содержанием щелочных катионов. Микрошприц из клапана не вынимают во избежание попадания воздуха в жидкостную линию.

Автоматически записывают хроматограмму, которая в соответствии с общепринятыми нормами оценки результатов хроматографических данных должна содержать два отдельно стоящих пика (соответствующих М§²⁺, Са²⁺), высота которых не должна превышать достоверно анализируемую высоту в мВ («обрезанные пики») и расстояние между которыми не должно быть меньше половины полуширины основания одного из пиков.

При нарушении этих условий повторяют «закол» неизвестной пробы, разбавляя ее в 2—10 раз.

При получении удовлетворительных результатов и в соответствии с введенной калибровкой автоматически получают результат содержания ионов щелочно-земельных металлов в анализируемой пробе в мг/л.

РАСЧЕТ

Определение концентрации в анализируемом растворе осуществляется автоматически по соответствующим временам удержания пиков катионов и их площадям, протокол распечатывается.

Вычисления автоматически проводятся до третьего десятичного знака. Окончательный результат округляют до второго десятичного знака.

За окончательный результат испытаний принимают среднее арифметическое значение результатов (X) двух параллельных измерений, расхождение между которыми по абсолютной величине не должно превышать 20% по отношению к среднему арифметическому при Р = 0,95.

Пределы возможных значений систематической составляющей погрешности измерений содержания катионов в любой пробе при допускаемых методикой изменениях влияющих факторов ± 0,15Х.

Минимальная определяемая концентрация — 1 ppm (мг/л).