Методы определения минеральных элементов в растительных кормах и тканях животных

Представленные выше материалы свидетельствуют о том, что многие минеральные вещества играют большую роль в организме животного, хотя и не имеют энергетической ценности. Значение этих элементов определяется участием их в обменных процессах в отдельных органах и тканях или в организме в целом. Так, например, кальций и фосфор входят в клетки костной ткани, сера — в состав аминокислот, железо — в гемоглобин, медь — в состав форменных элементов крови. Натрий, калий, хлор находятся преимущественно в жидкостях и мягких тканях организма, активно участвуют в поддержании осмотического давления, регулируют тканевую реакцию крови, играют важную роль в обмене веществ. Многие минеральные элементы входят в состав клеточных ферментов и различных гормонов.

Животные должны получать макро- и микроэлементы с кормами, большую часть которых составляют корма растительного происхождения. Поэтому при оценке растительных кормов необходимо учитывать содержание макро- и микроэлементов в почве и растениях, а также их соотношение между собой.

Установлена особо тесная взаимосвязь в организме животных в обмене кальция, фосфора и магния; кальция, цинка и меди, железа, калия, серы и лимитирующих микроэлементов. Содержание этих минеральных элементов в растительных кормах необходимо контролировать по схеме мониторинга во всех географических зонах России. На основании накопленного опыта научно-исследовательскими ветеринарными учреждениями, агрохимическими и ветеринарными лабораториями по контролю доброкачественности кормов и состояния обмена веществ у животных рекомендуется обследовать корма растительные два раза в год, т.е. в пастбищный период и при их хранении в высушенном или консервированном виде.

Полученные результаты мониторинга растительных кормов дают возможность научно обоснованно осуществлять кормопроизводство в хозяйствах и рационально включать в корма различные премиксы с целью оптимизации минерального обмена в организме животных на территории различных биогеохимических зон и провинций.

В настоящем учебном пособии представлены давно уже применяемые в ветеринарных лабораториях и современные физико-химические методы определения отдельных минеральных элементов, недостаток или избыток которых чаще всего отмечается в практике растениеводства и животноводства. При этом использовали материалы, опубликованные в руководстве Лебедева П.Т. и Усовича А.Т. «Методы исследования кормов, органов и тканей животных», наиболее полно отражающие цель настоящего учебного пособия.

Подготовка пробы для определения фосфора, кальция, магния и хлора

Определение фосфора, кальция и магния проводится в солянокислом растворе золы, полученной после сухого озоления проб кормов, органов и тканей животных.

В прокаленный и взвешенный на аналитических весах тигель берут 1-1,5 г сухого размолотого материала и озоляют в муфельной печи при темно-красном калении до получения светло-серой или серой золы без частиц угля. После остывания в эксикаторе тигель взвешивают и находят вес золы. Золу растворяют в 10 мл 25%-ной соляной кислоты и раствор через воронку переносят в мерную колбу на 250 мл. Тигель 3-4 раза споласкивают небольшими порциями дистиллированной воды и сливают в мерную колбу. Раствор в колбе доводят до метки водой и тщательно перемешивают. После отстаивания в полученном растворе определяют фосфор, кальций и магний.

Определение фосфора колориметрическим методом

Принцип метода. К определенному объему раствора прибавляют молибденовокислый аммоний. В присутствии сильных восстановителей (метола, гидрохинона, сульфита натрия и др.) образуется комплексное соединение фосфорной кислоты с молибденовокислым аммонием, интенсивность голубой окраски которого пропорциональна содержанию фосфора в растворе.

Ход анализа. В мерную колбу на 100 мл пипеткой берут 10 мл раствора золы. В другую мерную колбу на 100 мл отмеривают стандартный раствор фосфата в количестве 1-24 мл, в зависимости от предполагаемого содержания фосфора в пробе.

В каждую колбу приливают 30-40 мл дистиллированной воды, перемешивают и прибавляют последовательно 2 мл раствора молибденовокислого аммония и 2 мл 2%-ного раствора гидрохинона и снова перемешивают. Через 5 мин добавляют 2 мл 20%-ного раствора сульфита натрия, хорошо перемешивают, доводят объем раствора в колбе до метки и тщательно перемешивают.

Через 15 минут растворы полностью приобретают синюю окраску, интенсивность которой пропорциональна содержанию фосфора в них, и растворы можно колориметрировать.

В левый стаканчик колориметра наливают стандартный, а в правый стаканчик — исследуемый раствор. Высоту слоя стандартного раствора устанавливают на определенное число делений, высоту слоя исследуемого раствора меняют до получения одинаковой окраски половинок поля зрения. Содержание фосфора в исследуемой пробе рассчитывают по формуле:

г C*hVi /

Ср = —-----L г/кг,

hx -V2-m

где Сх — количество мг фосфора в стандартном растворе (в колбе на 100 мл);

h — высота уровня стандартного раствора в делениях шкалы колориметра;

hx — высота уровня исследуемого раствора;

V — общий объем раствора золы, мл;

V2 — объем, взятый для колориметрирования, мл;

ш — навеска сухого корма, органа или ткани животного, г.

Более точным является определение фосфора фотоэлектро-ко-лориметрическим методом.

Реактивы. 1. Стандартный раствор фосфата, в 1 мл которого содержится 0,1 мг фосфора: 4,3940 г химически чистого двухзамещенного фосфата калия КН2РО4 растворяют в дистиллированной воде и доводят до метки в мерной колбе на 1 л. 25 мл раствора помещают в мерную колбу на 250 мл, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

  • 2. Раствор молибденовокислого аммония:
    • а) 25 г молибденовокислого аммония растворяют в 300 мл воды;
    • б) 75 мл концентрированной серной кислоты прибавляют к 125 мл воды. Растворы «а» и «б» смешивают.
  • 3. Гидрохинон 2%-ный раствор.
  • 4. Сульфит натрия 20%-ный раствор.

Определение фосфора фотоколориметрическим методом

(Методика Левицкого в модификации А. Т. Усовича)

Принцип метода. При сухом озолении кормов, при температуре 500-550 °С, содержащаяся в них фосфорная кислота остается в золе в виде солей различных металлов, которые переходят в раствор в результате обработки крепкой соляной кислотой.

Определение основано на том, что при взаимодействии фосфорной кислоты с молибденовокислым аммонием в присутствии сильного восстановителя — хлористого олова — образуется комплексное соединение голубого цвета. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию в растворе фосфорной кислоты.

Ход анализа. 1. В фарфоровом тигле на аналитических весах отвешивают 1 г сухого корма и озоляют в муфельной печи при 450-500 °С (темно-красное каление печи).

  • 2. Золу растворяют в 10 мл 25%-ной соляной кислоты при нагревании и помешивании стеклянной палочкой. Раствор переносят в мерную колбу на 250 мл, тигель споласкивают 4-5 раз дистиллированной водой и сливают в мерную колбу, после чего раствор в колбе доводят до метки водой и тщательно перемешивают.
  • 3. Пипеткой берут 5 мл раствора в мерную колбу на 100 мл, прибавляют примерно на ЗД объема воды, взбалтывают, добавляют 2,5 мл сульфат-молибденового раствора и снова перемешивают.
  • 4. К раствору прибавляют 7 капель 1%-ного раствора хлористого олова, перемешивают, доводят объем до 100 мл водой, тщательно встряхивают и оставляют стоять на 10 минут, появляется голубое или синее окрашивание.
  • 5. Оптическую плотность раствора измеряют на фотоэлектроколориметре ФЭК-М (или ФЭКН-57) с применением красного светофильтра и затем при помощи калибровочной кривой рассчитывают содержание фосфора, в г/кг, в пробе корма.

Построение калибровочной кривой. Стандартным является раствор однозамещенного фосфата калия КН2РО4, в 1 мл которого содержится 0,005 мг фосфора.

1. Берут 6 мерных колб на 100 мл, нумеруют их по порядку и в каждую из них вносят из бюретки определенные количества мл стандартного раствора, указанные в табл. 8.

Таблица 8

Номера мерных колб на 100 мл

1

2

3

4

5

6

Количество миллилитров стандартного раствора

1

2

8

14

20

26

Количество миллиграммов фосфора в 1000 мл Сх

0,005

0,01

0,04

0,07

0,10

0,13

  • 2. В колбы доливают дистиллированную воду до 75-80 мл, после чего раствор перемешивают.
  • 3. В каждую колбу прибавляют по 2,5 мл сульфатмолибденового раствора, перемешивают, добавляют по 7 капель 1%-ного раствора хлористого олова, снова перемешивают, доводят объем до метки водой и оставляют стоять на 10 минут.
  • 4. Измеряют оптическую плотность полученных растворов с применением красного светофильтра, имеющего область пропускания 650-750 гпц.
  • 5. Строят калибровочную кривую на миллиметровой бумаге, откладывая на оси ординат оптическую плотность D, а на оси абсцисс — количество мг фосфора в 100 мл фотометрируемого раство-раС.
  • 6. Содержание фосфора, г/кг, в пробе корма рассчитывают

по формуле:

Г -50 Сх

р т ’

где Сх — количество миллиграммов фосфора в 100 мл раствора, найденное по калибровочной кривой;

m — навеска сухого корма, г;

50 — числовой коэффициент, который получился в результате учета общего объема раствора и объема, взятого для анализа, и пересчета данных на 1 кг сухого корма в граммах.

Реактивы. 1. Основной стандартный, раствор однозамещенного фосфата калия. Навеску 0,4394 г химически чистого КН2РО4 растворяют в дистиллированной воде и объем доводят до 1 л в мерной колбе.

Для получения рабочего стандартного раствора пипеткой берут 50 мл основного раствора и разбавляют в мерной колбе на 1 л. В 1 мл такого раствора содержится 0,005 мг фосфора.

  • 2. Соляная кислота 25%-ная. 635 мл соляной кислоты уд. веса 1,19 доводят водой до 1 л.
  • 3. Сульфатмолибденовый раствор. Смешивают равные объемы профильтрованного 10%-ного раствора молибденовокислого аммония и концентрированной серной кислоты (уд. вес 1,84).
  • 4. Хлористое олово. 1%-ный раствор 0,25 г мелко раздробленного металлического олова аналитической квалификации помещают в коническую колбу, на которой отмечен объем 25 мл, приливают 5 мл НС1 (уд. вес 1,19) и 2 капли 10%-ного раствора CuSO45H2O. Колбу закрывают пробкой с клапаном Бунзена и нагревают на песчаной бане до растворения олова. После охлаждения раствор доводят до 25 мл дистиллированной водой, переливают в оранжевую склянку с притертой стеклянной пробкой и сохраняют на холоду в темном месте. Раствор может сохраняться 4-5 дней.
  • 5. Сернокислая медь (медный купорос), 10%-ный раствор.

Определение фосфора в кормах, органах и тканях животных фотоколориметрическим методом

(по А.Т. Усовичу)

Принцип метода. При взаимодействии фосфорной кислоты с молибденовокислым аммонием получается фосфорномолибдено-вая кислота Н6[Р(Мо2О7)6], которая при действии восстановителей образует окрашенные в синий цвет соединения. Оптическая плотность полученных растворов пропорциональна содержанию фосфора.

По измеренной на фотоколориметре оптической плотности полученных растворов (с применением красного светофильтра X = 650 ммк) с помощью калибровочной кривой рассчитывают содержание фосфора в исследуемой пробе.

Ход анализа. 1. В муфельной печи озоляют в фарфоровом тигле 1 г сухой пробы исследуемого материала при 450-550 °С до получения серой или светло-серой золы.

  • 2. Золу растворяют в 6 мл 25%-ной соляной кислоты, раствор (без фильтрования) переносят в мерную колбу на 250 мл, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.
  • 3. После отстаивания отмеривают пипеткой 10 мл раствора в мерную колбу на 100 мл, приливают 30-40 мл дистиллированной воды и перемешивают. Затем последовательно добавляют 2 мл раствора молибденовокислого аммония и 2 мл 2%-ного раствора гидрохинона.
  • 4. Через 5 минут прибавляют 2 мл 20%-ного раствора сульфита натрия, перемешивают, доводят до метки дистиллированной водой и снова перемешивают.

5. По истечении 15 минут измеряют оптическую плотность D на фотоколориметре в кювете с расстоянием между рабочими гранями 10 мм, применяя красный светофильтр (Х=650-700 ммк). Затем на калибровочной кривой находят содержание фосфора (в г/кг) в исследуемой пробе.

Для пересчета на натуральную влажность результат определения умножают на коэффициент пересчета:

„ 100-х

100 ’

где х — процент влаги.

Построение калибровочной кривой. Для построения калибровочной кривой берут 6 мерных колб на 100 мл ив каждую из них вносят определенный объем рабочего стандартного раствора (0,05 мг/мл), руководствуясь табл. 9.

Таблица 9

Номера мерных колб на 100 мл

1

2

3

4

5

6

Количество миллилитров стандартного раствора

1

2

4

6

8

10

Содержание фосфора в г/кг в сухой пробе

1,25

2,50

5,0

7,0

10,0

12,50

Во все колбы доливают дистиллированной воды до объема 50-60 мл, 2 мл раствора молибденовокислого аммония, 2 мл 2%-ного раствора гидрохинона. Через пять минут прибавляют по 2 мл 20%-ного сульфита, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и через 15 минут измеряют оптическую плотность полученных растворов. Затем на миллиметровой бумаге строят калибровочный график, откладывая на оси ординат значения оптической плотности D, а на оси абсцисс — отвечающие им концентрации фосфора в г/кг (последняя строка таблицы).

Рекомендуется следующий масштаб:

  • 0,01 D соответствует 4 мм по оси ординат;
  • 0,1 г/кг — 2 мм по оси абсцисс.

Реактивы: 1. Основной стандартный раствор однозамещенного фосфата калия КН2РО4: 4,3940 г реактива марки «х. ч.» растворяют в мерной колбе на 1 литр в 0,18н НС1. В одном миллилитре раствора содержится 1 мг фосфора.

2. Рабочий стандартный раствор: 25 мл основного раствора разбавляют 0,18н НС1 в мерной колбе на 500 мл. 1 мл раствора содержит

  • 0,05 мг фосфора. Этот раствор используют при построении калибровочной кривой.
  • 3. Раствор молибденовокислого аммония (марки «х. ч.»):
    • а) 25 г молибденовокислого аммония растворяют в 300 мл дистиллированной воды;
    • б) 75 мл концентрированной серной кислоты (уд. вес 1,84) марки «х. ч.» осторожно вливают в 125 мл дистиллированной воды. Растворы (а) и (б) смешивают и применяют после отстаивания.
  • 4. Гидрохинон, 2%-ный раствор: к 2 г гидрохинона прибавляют 98 мл дистиллированной воды и 1 каплю концентрированной серной кислоты. Раствор неустойчив, сохраняется 2-3 дня (в оранжевой склянке).
  • 5. Сульфит натрия, 20%-ный раствор: к 20 г безводного реактива прибавляют 80 мл дистиллированной воды. Сохраняется 5-6 дней (в оранжевой склянке).
  • 6. Соляная кислота НС1, 25%-ная: 635 мл концентрированной НС1 (уд. вес 1,19) помещают в мерную колбу на 1 литр и доводят до метки дистиллированной водой.
  • 7. Соляная кислота, 0,18н: 15 мл концентрированной НС1 (уд. вес. 1,19) разбавляют дистиллированной водой в мерной колбе на 1 литр.

Определение кальция объемным методом

Принцип метода. В определенном объеме солянокислого раствора, полученного после сухого озоления пробы, нейтрализованного и подкисленного затем уксусной кислотой, кальций осаждают насыщенным раствором щавелевокислого аммония. Осадок оксалата кальция отмывают от примесей и избытка осадителя и растворяют в горячей 10%-ной серной кислоте. Выделившуюся при этом щавелевую кислоту оттитровывают раствором перманганата калия, по количеству которого рассчитывают содержание кальция в пробе корма.

Ход анализа. 1. В стакан или коническую колбу на 250 мл пипеткой берут 25 мл раствора, полученного после растворения золы, прибавляют 3 капли индикатора метилрота и нейтрализуют раствор 10%-ным аммиаком до перехода розовой окраски в желтую, затем раствор вновь подкисляют 10%-ной уксусной кислотой до появления розовой окраски.

  • 2. Раствор нагревают до кипения и прибавляют 25 мл горячего насыщенного 4%-ного раствора оксалата аммония. Для полноты осаждения раствор оставляют стоять на ночь.
  • 3. Осадок кальция фильтруют через беззольный фильтр «синяя лента» и промывают водой до удаления следов иона хлора. После 5-6 промываний под воронку подставляют пробирку и собирают 1-2 мл промывных вод, затем добавляют 1 каплю 1%-ного раствора азотнокислого серебра, подкисленного НШЗ. Отсутствие мути указывает на окончание промывания.
  • 4. Фильтр с осадком помещают в ту колбу, где проводилось осаждение, и растворяют осадок кальция в 15 мл 10%-ной серной кислоты (предварительно нагретой). Воронку споласкивают небольшим количеством воды и сливают в колбу, в которой находится фильтр.
  • 5. Раствор нагревают до 70-80 °С и титруют 0,05н раствором КМпО4 до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 минуты.
  • 6. Содержание кальция, г/кг, во взятой для анализа пробе рассчитывают по формуле:

v_ а-0,001-250 1000

25-т

где а — количество миллилитров 0,05н раствора КМпО4, израсходованного на титрование;

К — поправка к титру для раствора перманганата КМпО4;

  • 250 — общий объем раствора, полученного после растворения золы;
  • 25 — объем раствора, взятый для анализа;
  • 0,001 — коэффициент пересчета на кальций: 1 мл 0,05н раствора КМпО4 соответствует 0,001 г кальция;

m — навеска корма, г.

Реактивы. 10%-ный раствор соляной кислоты; 10%-ный раствор серной кислоты; 10%-ный раствор аммиака; 10%-ный раствор уксусной кислоты; насыщенный 4%-ный раствор щавелевокислого аммония (оксалата аммония); 0,05н раствор перманганата калия КМпО,.

Определение фосфора, кальция и магния в костях

(метод сухого озоления)

Взятие средней пробы кости. Кость освобождают от мышц и сухожилий, взвешивают. Затем ее продольно распиливают, трубчатую кость — по всей длине, отпиливая головки (губчатая часть). Каждую из трех частей (2 головки и трубчатая часть) распиливают на 4 части.

Для исследования берут примерно 1/4 часть трубчатой кости, по 1/4 части от веса головок кости. Если кости крупные, пробы делят на две или четыре равные части.

Для сжигания берут среднюю навеску кости 15-20 г и помещают в прокаленный и взвешенный большой тигель. Сначала кость обугливают на электроплитке с асбестовой сеткой или в колбонагревателе до тех пор, пока она не перестанет дымить. После этого тигель помещают в муфельную печь и прокаливают при темно-красном калении 1,5-2 часа.

Зола после сжигания кости должна быть светло-серого или белого цвета, без примеси частиц угля.

Структура костной ткани сохраняется, но она становится рассыпчатой. После остывания тигель переносят в эксикатор, а затем взвешивают на аналитических весах и определяют вес зольного остатка. После этого его измельчают в однородную массу в фарфоровой ступке и переносят в бумажный пакет для хранения. Пакеты с золой хранят в эксикаторе или в стеклянных банках с притертой пробкой.

Для исследования минеральных веществ в костях берут около 1 г их зольного остатка, взвешенного на аналитических весах в прокаленном и заранее взвешенном тигле.

Навеску растворяют в 10 мл 25%-ного раствора НС1 при помешивании стеклянной палочкой. Затем содержимое тигля переносят в мерную колбу на 250 мл, тигель 4-5 раз споласкивают и сливают в колбу. Объем в колбе доводят водой до метки.

Содержимое колбы хорошо перемешивают и, когда осядет осадок на дно колбы, можно определять в пробе содержание кальция, фосфора, магния и других макро- и микроэлементов так же, как при анализе кормов и кала.

Определение магния объемным методом

Принцип метода. В фильтрате после осаждения кальция, подкисленном соляной кислотой, магний осаждают двухзамещенным фосфатом натрия в аммиачной среде. Осадок отмывают от примесей, избытка осадителя и растворяют в 0,1н растворе соляной кислоты. После этого избыток кислоты оттитровывают 0,1н раствором NaOH и по разности рассчитывают содержание магния в пробе корма.

Ход анализа. 1. Фильтрат и промывные воды (в колбе на 250 мл) после отделения кальция выпаривают до объема 100 мл, если это необходимо.

  • 2. Раствор подкисляют 10%-ной соляной кислотой по каплям с применением индикатора — 1%-ного спиртового раствора ме-тилрота до появления розовой окраски.
  • 3. К раствору для осаждения магния прибавляют 15 мл 10%-ного раствора двухзамещенного фосфорнокислого натрия — Na2HPO4 и 10%-ного раствора аммиака в количестве, равном 1/3 общего объема (на 100 мл раствора добавляется 35 мл раствора аммиака).
  • 4. Смесь перемешивают и оставляют до следующего дня, чтобы полностью осадить магний.
  • 5. Раствор фильтруют через беззольный фильтр «синяя лента» или обработанный кипящей дистиллированной водой фильтр «белая лента», не взмучивая осадка в колбе.
  • 6. Осадок магния промывают 2,5%-ным раствором аммиака (методом декантации) так же, как описано фильтрование при определении кальция, и раствор сливают на фильтр, не допуская перенесения осадка.
  • 7. Промывают до исчезновения мути, что проверяется по 1%-ному водному раствору азотнокислого серебра: в пробирку с раствором AgNO3 вносят несколько капель из воронки, если при этом раствор становится мутным, промывание продолжают.
  • 8. После промывания воронку с фильтром помещают в колбу, где производилось осаждение магния.
  • 9. Колбу вместе с фильтром переносят в сушильный шкаф и сушат при 50-60 °С в течение 1,5 часа до удаления запаха аммиака из колбы и фильтра.
  • 10. После высушивания воронку удаляют, а фильтр с осадком помещают в колбу, в которой производилось осаждение магния, и растворяют в 25 мл 0,1 н раствора соляной кислоты.
  • 11. Осадок растворяют при тщательном перемешивании, азатем прибавляют 3 капли метилоранжа и избыток оттитровывают 0,1н раствором едкого натра до перехода розовой окраски в желтую.

Содержание магния, г/кг, сухого вещества рассчитывают по формуле:

v _ (аК1 -ЬК2)- 0,001216 1000

m-V2

где а — количество миллилитров 0,1н НС1, взятое для растворения осадка магния;

b — количество 0,1н NaOH, израсходованное на титрование избытка 0,1н НС1;

Kj и K2— поправочные коэффициенты для 0,1н НС1 и ОДн NaOH;

Vj — объем раствора золы, мл;

V2 — объем, взятый для анализа, мл;

m — навеска воздушно-сухого корма, г;

0,001216— означает следующее: 1 мл ОДн НС1 соответствует 0,001216 г магния.

Если в формулу подставить числовые значения объемов и объединить числовые коэффициенты, можно получить более удобную для расчетов рабочую формулу:

_(аКх - ЬК2) • 0,001216 • 250 • 1000 _ 12,6(а^ - ЬК2)

уЛ — — 3 / КЗ

25 • т т

Определение хлора (по методу Фольгарда)

Принцип метода состоит в минерализации исследуемого корма в присутствии избытка азотнокислого серебра, которое образует с хлористыми солями нерастворимое хлористое серебро.

NaCl+AgNO3=AgCl + NaNO3

Не вошедшее в реакцию азотнокислое серебро оттитровывает-ся обратно роданистым аммонием или роданистым калием в присутствии железо-аммиачных квасцов как индикатора.

Роданистый калий реагирует с окисленным железом только после осаждения всего избытка серебра и образует окрашенное в красный цвет соединение.

AgNO3+KCNS=AgCNS + KNO3 6KCNS + Fe2(SO4)3 = 2Fe(CNS)3 + 3K2SO4

По разности между первоначально прилитым количеством AgNO3 и его избытком, оттитрованным раствором роданистого калия, находят количество AgNO3, израсходованное на образование осадка AgCl, откуда вычисляют количество хлора.

Ход определения. К 2-3 г корма прибавляют 15-20 мл концентрированной азотной кислоты уд. веса 1,40 и 25 мл 0,05н раствора азотнокислого серебра. Смесь кипятят 10 минут, отфильтровывают нерастворившийся осадок, промывают водой до исчезновения в промывных водах реакции на серебро с соляной кислотой. Фильтрат, содержащий избыток азотнокислого серебра, оттитровывают на холоду 0,05н раствором роданистого аммония в присутствии 2-3 мл насыщенного раствора железо-аммиачных квасцов.

Содержание хлора в процентах рассчитывают по формуле:

_(аК -ЬК2)-0,00177-100

л. —---------------------------

т 9

где а — количество мл 0,05н AgNO3, взятое для осаждения хлора;

b-количество мл 0,05н раствора роданистого аммония, израсходованное на титрование избытка 0,05н AgNO3;

0,00177 — коэффициент для пересчета на хлор (1 мл 0,05н AgNO3 соответствует 0,00177 г хлора);

Kj и К2 — поправка к титру для 0,05н AgNO3 и 0,05н NH4CNS; m — навеска воздушно-сухого корма, г.

Определение магния фотоколориметрическим методом с помощью титанового желтого

Принцип метода. Определение основано на том, что при взаимодействии красителя титанового желтого с ионами магния образуется адсорбционное соединение красного цвета, интенсивность которого пропорциональна содержанию магния в растворе. Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют на фотоколориметре с применением зеленого светофильтра 540 трис помощью калибровочной кривой находят содержание магния в исследуемой пробе.

Ход анализа. 1. В мерную колбу на 100 мл пипеткой берут 10 мл раствора, полученного после сухого озоления пробы корма.

  • 2. Мерным цилиндром приливают 70 мл дистиллированной воды и перемешивают раствор.
  • 3. Пипеткой к раствору прибавляют 2 мл раствора титанового желтого, мерным цилиндром добавляют 5 мл 1н раствора едкого натра и снова перемешивают.
  • 4. Раствор в колбе доливают до метки водой, тщательно перемешивают и через 5-6 минут измеряют оптическую плотность D на фотоколориметре, пользуясь зеленым светофильтром с эффективной длиной волны X, равной 540 тц .
  • 5. На калибровочной кривой по величине оптической плотности находят содержание магния в 100 мл фотометрируемого раствора.
  • 6. Содержание магния, г/кг сухого корма, рассчитывают по формуле:

с

где Cmg — содержание магния в 100 мл раствора, подготовленного для фотоколориметрирования;

m — навеска сухого корма, г.

Построение калибровочной кривой. Стандартным является раствор MgSO4 • Н2О, в 1 мл которого содержится 0,01 мг магния.

В 5 мерных колб на 100 мл вносят определенные количества миллилитров стандартного раствора по табл. 10:

Таблица 10

Номера мерных колб на 100 мл

1

2

3

4

5

Количество миллилитров стандартного раствора

2

4

8

16

24

Содержание Mg в 100 мл, мг

0,02

0,04

0,08

0,16

0,24

Объем каждого раствора дополняют до 70 мл дистиллированной водой, азатем последовательно прибавляют 0,4 мл 25%-ной соляной кислоты, 2 мл раствора титанового желтого и 5 мл едкого натра. После каждого прибавления раствор перемешивают и лишь, затем приливают следующий реактив. Растворы в колбах доливают до метки водой, тщательно перемешивают и через 5...6 минут измеряют оптическую плотность каждого раствора с зеленым светофильтром. Затем строят калибровочную кривую, откладывая на оси ординат оптическую плотность D, а на оси абсцисс — содержание магния в 100 мл раствора.

Реактивы.

  • 1. Титановый желтый, 0,1%-ный раствор: 0,1 г красителя растворяют в воде, которую добавляют до метки в мерной колбе на 100 мл.
  • 2. Соляная кислота, 25%-ная: 635 мл концентрированой НС1-марки «х. ч.» вносят в мерную колбу на 1 л и доводят до метки дистиллированной водой.
  • 3. Натр едкий, 1н: 40 г NaOH марки «х. ч.» растворяют в дистиллированной воде и доливают до метки в мерной колбе на 1 л.
  • 4. Основной стандартный раствор магния: 1,0135 г MgSO4* 7Н2О квалификации «х. ч.» растворяют в мерной колбе на 1 л. 1 мл раствора содержит 0,1 мг магния.
  • 5. Рабочий стандартный раствор: 100 мл основного раствора разбавляют до 1 л в мерной колбе. 1 мл раствора содержит 0,01 мг магния.

Определение серы (по Бенедикту-Денису)

Принцип метода заключается в том, что при окислении органической части корма раствором смеси солей хлористого натрия, азотнокислого аммония и азотнокислой меди все содержащиеся в нем соединения серы переходят в сернокислые соли, которые затем осаждаются хлористым барием.

Na,SO, + BaCl, = BaSO4 + 2NaCl

Ход анализа. Навеску вещества около 1 г тщательно смешивают в тигле с 15 мл реактива Бенедикта (100 г хлористого натрия, 100 г азотнокислого аммония и 250 г азотнокислой меди в литре дистиллированной воды).

Тигель постепенно нагревают в сушильном шкафу до 160— 180 °С. Корочки, образующиеся на стенках тигля, сбрасывают стеклянной палочкой в жидкую часть. После высушивания тигель с осадком прокаливают в муфеле 30 минут. Озоление, сопровождающееся выделением бурных паров, надо вести осторожно, чтобы вещество не выбрасывалось.

После озоления остаток растворяют в 30 мл 5%-ного раствора соляной кислоты. Тигель нагревают на электроплитке или песчаной бане до тех пор, пока все черные частички не растворятся, после чего фильтруют через маленький фильтр и промывают водой фильтр несколько раз. Фильтрат нагревают до кипения (объем жидкости не более 240-300 мл) и приливают 50 мл 1%-ного раствора хлористого бария, также нагретого до кипения.

Перемешивают, дают осадку постоять в теплом месте не менее 12 часов и отфильтровывают сернокислый барий через плотный фильтр. Осадок промывают сначала 4 раза, а потом на фильтре до исчезновения в промывных водах реакции на барий (проба с H2SO4). Фильтр с осадком сернокислого бария высушивают, прокаливают до постоянного веса, взвешивают и находят вес осадка BaSO4. Он находится по разности между весом тигля с прокаленным осадком и весом пустого тигля.

Содержание серы в процентах рассчитывают по формуле:

« 0,1374 100

УІ — ---------------

т

где а — вес осадка BaSO4, г;

0,1374 — коэффициент для пересчета веса осадка BaSO4 на серу; ш — навеска воздушно-сухого вещества, г.

Определение железа в кормах, органах, тканях и сыворотке крови животных фотоколориметрическим методом (по А. Т. Усовичу)

Принцип метода. К определенному объему раствора, полученного после сухого озоления биологических материалов, прибавляют роданистый аммоний. При этом раствор приобретает красную окраску: образуется комплексный роданид трехвалентного железа. Интенсивность окраски зависит от содержания железа в растворе. Так как определение проводится в солянокислой среде, то для того, чтобы избежать ослабления окраски, применяют избыток роданистого аммония.

Методика требует обязательного перевода железа в трехвалентную форму, что достигается обработкой раствора золы 30%-ной перекисью водорода. Техника сухого озоления проб и получения раствора золы описана в разделе «Подготовка проб биологических материалов к определению некоторых микроэлементов (железа, меди и цинка) полярографическим методом». Методика отличается простотой выполнения анализов и высокой производительностью. За рабочий день (6 часов) можно выполнить 50-60 определений в подготовленных растворах золы биологических материалов.

Ход анализа. 1. Микропипеткой берут 1 мл солянокислого раствора золы, прибавляют 1 мл 5%-ного раствора роданистого аммония и перемешивают.

  • 2. Раствор переливают в кювету фотоколориметра с расстоянием между гранями 5 мм (емкость 2 мл) и сразу же измеряют оптическую плотность раствора D с применением синего светофильтра.
  • 3. По калибровочной кривой находят количество миллиграммов железа в 100 мл раствора (величину Сх), а затем рассчитывают содержание железа в исследуемых материалах по формулам.
  • а) для кормов, органов и тканей животных:

Л —-------

где X — содержание железа, мг в 1 кг сухого вещества;

V — объем раствора золы, взятый для определения;

V2 — объем фотоколориметрируемого раствора;

V3 — общий объем солянокислого раствора золы;

V4— навеска воздушно-сухой пробы корма, органа или ткани животного, г;

  • 10 — коэффициент, полученный в результате деления 1000 г на объем стандартного раствора (100 мл).
  • 6) для сыворотки крови животных:

Х=5Сх мг%

В связи с тем, что определения проводятся по единой схеме с одними и теми же величинами, можно после подстановки числовых значений получить удобные для расчетов рабочие формулы.

а) для кормов, органов и тканей животных:

Х=100хС мг/кг

X

Построение калибровочной кривой. 1. Берут 12 мерных колб на 100 мл и в каждую из них вносят 30 мл дистиллированной воды, 10 мл 25%-ного раствора роданистого аммония.

  • 2. После этого в колбы (из бюретки) прибавляют определенные количества миллилитров рабочего стандартного раствора (с содержанием 0,01 мг железа в 1 мл), руководствуясь табл. 11
  • 3. Колбы доливают до метки дистиллированной водой и сразу же измеряют оптическую плотность раствора на фотоколориметре в кювете с расстоянием между гранями 5 мм, применяя синий светофильтр.
  • 4. На миллиметровой бумаге строят калибровочную кривую, откладывая в определенном масштабе на оси ординат оптическую плотность D, а на оси абсцисс — количество миллиграммов железа в 100 мл раствора, т. е. величину Сх.

Реактивы. 1. Соляная кислота концентрированная марки: «х. ч.», очищенная от примесей железа перегонкой. При этом получается 25%-ная НС1. Для пересчета объема 37,2%-ной на 25%-ную кислоту объем последней следует умножить на 372 = і 49

25

Таблица 11

Номера мерных колб на 100 мл

Количество миллилитров рабочего стандартного раствора

Количество миллиграммов железа в 100 мл С

X

1

0,4

0,004

2

0,8

0,008

3

1,2

0,012

4

1,6

0,016

5

2,0

0,020

6

4,0

0,040

Продолжение таблицы 11

7

6,0

0,060

8

8,0

0,080

9

10,0

0,100

10

20,0

0,200

11

40,0

0,400

12

60,0

0,600

  • 2. Аммоний роданистый NH4CNS («х. ч»), 25%-ный раствор: к 25 г NH4CNS прибавляют 75 мл дистиллированной воды.
  • 3. Аммоний роданистый NH4CNS, 5%-ный раствор: к 5 г прибавляют 95 мл воды.
  • 4. Стандартный раствор железо-аммонийных квасцов (NH4)2SO4 . Fe2(SO4)3.24Н2О.

А. Основной раствор. На аналитических весах отвешивают 1,7268 г железо-аммонийных квасцов. Берут мерную колбу на 1 л, вливают в нее 100-150 мл дистиллированной воды, 8,3 мл концентрированной НС1 уд. вес 1,19 (37,2%-ная НС1) и вносят навеску. После растворения навески прибавляют до метки воду и хорошо перемешивают.

Б. Рабочий стандартный раствор. 50 мл основного раствора (отмеривают пипеткой или бюреткой) вносят в мерную колбу на 1 л, прибавляют 7,8 мл концентрированной соляной кислоты уд. веса 1,19 и доводят до метки водой. 1 мл раствора содержит 0,01 мг железа.

Если железо-аммонийных квасцов нет, то стандартный раствор можно приготовить из сернокислого закисного железа FeSO4 • 7Н2О марки «х. ч.».

А. Основной раствор. На аналитических весах отвешивают 1 г сернокислого железа FeSO4 • Н2О (следует брать, невыветрившие-ся голубовато-зеленые кристаллы). Навеску помещают в стакан на 100-150 мл, прибавляют 25 мл дистиллированной воды, 8,3 мл концентрированной НС1 и нагревают до растворения навески. После этого для окисления железа прибавляют 1 мл 30%-ной перекиси водорода и снова нагревают до прекращения выделения пузырьков кислорода. После остывания раствор через воронку переливают в мерную колбу на 1 л. Стакан споласкивают 4-5 раз водой и сливают в колбу. Раствор доводят до метки водой и тщательно перемешивают.

Б. Рабочий стандартный раствор. Пипеткой или бюреткой отмеривают 50 мл основного раствора в мерную колбу на 1 л, прибавляют 7,8 мл концентрированной НС1, доливают до метки водой и хорошо перемешивают 1 мл рабочего раствора содержит 0,01 мг железа.

Определение микроэлементов

Определение некоторых микроэлементов колориметрическим методом, разработанным в институте биологии Латвийской академии наук.

Принцип метода. Для количественного определения микроэлементов в окрашенных соединениях, полученных в процессе анализа, используются серии стандартных эталонов в виде специальных шкал.

В связи с тем, что цветные шкалы, приготовленные из стандартных растворов микроэлементов, сравнительно неустойчивы, вместо них пользуются имитирующими шкалами из растворов окрашенных минеральных солей.

Приготовление шкал из цветных растворов минеральных солей, проводят в порядке, представленном в таблицах 12,13,14,15,16,17. Для определения микроэлементов в разных биологических объектах готовят растворы, соответствующие 6-10 шкалам.

Медь. Шкала для определения Си готовится из следующих растворов.

  • 20 г CuSO4-5H2O растворяют и доводят водой до 100 мл;
  • 9,5 г CoSO4-7H2O растворяют и доводят водой до 100 мл;
  • 0,1 г К2Сг2О7 растворяют и доводят водой до 100 мл.

Определенное количество этих исходных растворов (табл. 12) наливают в серию одинаковых пробирок (диаметром 15 мм), доливают водой до 10 мл, взбалтывают и хорошо закрывают пробками.

Таблица 12

Количество исходных растворов минеральных солей (мл) для приготовления шкалы

Растворы

0

Нумерация шкалы

6

1

2

3

4

5

1

7.0

6.2

5.4

4.6

3.8

3.0

2.2

2

0.7

1.2

1.7

2.2

2.7

3.2

3.7

3

2.0

1.7

1.4

1.1

0.8

0.5

0.2

Си умл

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Цинк. Шкалу для определения цинка готовят аналогичным образом из тех же растворов, что и для меди (табл. 14).

Марганец. Шкала для определения марганца готовится из следующих реактивов:

  • 1) 200 г НРО3 растворяют в 120 мл дистиллированной воды при нагревании, часто помешивая. Затем раствор кипятят 3 минуты, охлаждают и доводят водой до 145 мл;
  • 2) 1,0 г CoSO4-7H2O и 0,30 г CuSO4 • Н2О растворяют в 15 мл воды, добавляют 70 мл раствора метафосфорной кислоты (1), кипятят 3 минуты и после охлаждения доводят водой до 70 мл.

Таблица 13

Количество исходных растворов минеральных солей (мл) для приготовления шкалы

Растворы

0

Нумерация шкалы

6

1

2

3

4

5

1

7,0

6,3

5,6

4,9

4,2

3,5

2,3

2

0,7

1,3

1,9

2,5

3,1

3.7

4,3

3

2,0

1,6

1,2

0,8

0,4

0,2

0,0

Zn умл

0,0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

Исходные растворы смешивают в пробирках (диаметром 15 мм) в следующих количествах (табл. 14).

Таблица 14

Количество исходных растворов (мл) для приготовления шкалы

Нумерация шкалы

Растворы 123456789 10

  • 1
  • 2
  • 9,5
  • 0,5
  • 9,0
  • 1,0
  • 8,0
  • 2,0
  • 7,0
  • 3,0
  • 6,0
  • 4,0
  • 5,0
  • 5,0
  • 4,0
  • 6,0
  • 3,0
  • 7,0
  • 2,0
  • 8,0
  • 1,0
  • 9,0

Мп умл

0,5

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

Смесь растворов в пробирках тщательно взбалтывают и закрывают пробками. Из-за большой концентрации метафосфорной кислоты исходные растворы при комнатной температуре находятся в вискозном состоянии, при приготовлении шкалы их нужно подогревать.

Бор. Шкала для определения бора также готовится из растворов минеральных солей в метафосфорной кислоте. Необходимы следующие растворы:

  • 1) 200 г НРО3 растворяют в 120 мл воды и далее поступают так же, как и при приготовлении шкалы для определения марганца;
  • 2) 7,0 г CuSO4 • 5Н2О растворяют в 15 мл воды, добавляют 75 мл раствора метафосфорной кислоты (1), кипятят 3 минуты и после охлаждения доводят водой да 75 мл;
  • 3) 3 г CoSO4 • 7Н2О растворяют в 15 мл воды, добавляют 75 мл метафосфорной кислоты (1), кипятят 3 минуты и после охлаждения доводят раствор водой до 75 мл.

Еще теплые растворы смешивают в определенных количествах (табл. 15), взбалтывают, доливают водой до 10 мл и закрывают пробирки пробками.

Кобальт. Шкала для определения кобальта готовится из следующих растворов:

  • 1) 0,1 г К2Сг2О7 растворяют в дистиллированной воде и доводят раствор до 100 мл;
  • 2) 3,8 г CoSO4 • 7Н2О растворяют в воде и доводят до 100 мл.

Растворы смешивают в следующих соотношениях (табл. 16).

Все пробирки доливают дистиллированной водой до 10 мл, взбалтывают и закрывают.

Таблица 15

Количество исходных растворов минеральных солей (мл) для приготовления шкалы

Растворы

Нумерация шкалы

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1

4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

2

1,3

1,5

1,7

1,9

2,1

2,3

2,5

2,7

2,9

3

2,8

2,7

2,6

2,5

2,4

2,3

2,2

2,1

2,0

В умл

0,0

0,5

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

Таблица 16

Количество исходных растворов минеральных солей (мл) для приготовления шкалы

Нумерация шкалы

Растворы 1 23456789 10

  • 1
  • 2

1,10 0,0

1,15 0,2

1,30 0,6

1,45 1,0

  • 1,60
  • 1,4
  • 1,75
  • 1,8

1,90 2,2

  • 2,05
  • 2,6
  • 2,2
  • 3,2
  • 2,35
  • 3,4

Со умл

0,05

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

Молибден. Шкалу для определения молибдена готовят из следующих растворов:

  • 1) 0,1 г К2Сг2О7 растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 100 мл;
  • 2) 9,5 г CoSO4 • 7Н2О растворяют в воде, и объем доводят до 100 мл.

Из приготовленных растворов составляют следующую смесь: к 10 мл первого раствора приливают 6,5 мл второго раствора и 100 мл воды. Из этой смеси и дистиллированной воды готовят шкалу, как указано в табл. 17.

Пробирки с растворами взбалтывают и тщательно закрывают пробками.

Таблица 17

Количество смешанного раствора (мл) и дистиллированной воды для приготовления шкалы

Нумерация шкалы

Растворы

1 2 3 4 5 6

Смесь

Диет. Н2О

  • 1,0
  • 5,0
  • 2,0
  • 4,0
  • 3,0
  • 3,0
  • 4,0
  • 2,0
  • 5,0
  • 1,0
  • 6,0
  • 0,0

Мо умл

0.2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

При определении любого микроэлемента необходимо предварительно проделать «холостой» анализ, чтобы учесть содержание соответствующих элементов в реактивах и химической посуде. При этом проделывают весь ход анализа согласно прописи, только без прибавления анализируемого раствора. Очень важным условием является очистка реактивов от следов микроэлементов (способы очистки смотри ниже). Используемую при анализах посуду тщательно моют раствором К2Сг2О7 в концентрированной серной кислоте, затем промывают в проточной и несколько раз в дистиллированной воде.

Вода для химических анализов на микроэлементы применяется только дважды перегнанная: первый раз обычным способом, второй — с марганцовокислым калием. Аппарат для перегонки воды должен быть из невыщелачиваемого стекла. Металлические и резиновые части не допускаются.

Количественное определение меди по стандартной шкале

Из фильтрата, полученного после сжигания вещества, берут в пробирку (диаметром 15 мм) с притертой пробкой определенное количество раствора, соответствующее 0,5 г растительного материала, приливают 2-4 мл раствора цитрата натрия, очищенного дитизоном, и устанавливают реакцию pH 2,0 по универсальной индикаторной бумаге. Затем добавляют в пробирку 1 мл раствора дитизона в четыреххлористом углероде и сильно взбалтывают в течение полминуты. Медь, образуя дитизонат меди, экстрагируется в слой СиС14. Полученный окрашенный слой сравнивают со стандартной шкалой. Если в вытяжке много меди и слой раствора дитизона имеет более интенсивный красный цвет, чем в последней пробирке цветной шкалы, то приливают дополнительное количество дитизона с таким расчетом, чтобы общее количество этого реактива составило 2,5, 5,0 или 7,5 мл. После каждого добавления дитизона пробирку энергично встряхивают и сравнивают окраску со шкалой. Если и в этом случае окраска выходит за пределы шкалы, то анализ повторяют с меньшим количеством фильтрата.

Когда в исследуемом растворе мало меди и при добавлении 1 мл дитизона колориметрируемая жидкость имеет более интенсивную зеленую окраску, чем в первой пробирке шкалы, делают повторный анализ с большим количеством фильтрата.

Полноту экстракции дитизоната меди определяют повторным встряхиванием пробирки и сравнением окраски со шкалой. Эту операцию повторяют до прекращения изменения окраски дитизона.

Приготовление реактивов для определения меди дитизоном

Проводят в соответствии с ниже изложенными требованиями:

  • 1. Дитизон. Около 0,01г дитизона растворяют в 50 мл СС14 и фильтруют. Фильтрат переносят в делительную воронку на 200 мл, приливают 50 мл NH4OH (1:20) и взбалтывают; при этом водный слой становится желтым, что указывает на щелочную реакцию. Нижний слой четыреххлористого углерода сливают, а водный слой 2-3 раза промывают СС14, приливая его по 5-10 мл, взбалтывают и сливают нижний слой после разделения. Затем приливают в делительную воронку 50 мл четыреххлористого углерода и около 25 мл НС1, пока окраска раствора не станет зеленой (слабокислая реакция). При взбалтывании дитизон переходит в слой СС14. Необходимую концентрацию дитизона в растворе СС14 получают путем приливания по каплям очищенного концентрированного раствора дитизона в четыреххлористом углероде, полученном при сливании его из делительной воронки, до тех пор, пока интенсивность окраски этого раствора не будет соответствовать интенсивности окраски нулевого деления стандартной шкалы.
  • 2. 1,0н раствор НС182 мл концентрированной соляной кислоты (уд. вес 1,19) разбавляют дистиллированной водой до1 л.
  • 3. Аммиак (1:20). Один объем 25%-ного аммиака смешивают с 20 объемами дистиллированной воды.
  • 4. Раствор цитрата натрия или аммония. 25 г цитрата натрия или аммония растворяют в дистиллированной воде и затем доливают ее до 100 мл. Раствор, как и воду, очищают раствором дитизона в СС14.

Количественное определение цинка по стандартной шкале

Из фильтрата, полученного при озолении материала, берут в пробирку диаметром 15 мм с притертой пробкой объем, соответствующий 0,1 г вещества, разбавляют очищенной дистиллированной водой до 5 мл, приливают 2-4 мл комплексного буферного раствора и взбалтывают. Очень кислые растворы перед прибавлением буфера нейтрализуют очищенным раствором ацетата натрия до pH 2,0. Затем добавляют буферный раствор и устанавливают реакцию pH 5,0-5,5 по универсальной индикаторной бумаге, добавляют 1 мл раствора дитизона в СС14 и взбалтывают полминуты. Цинк, образуя дитизонат цинка, экстрагируется в слой СС14, который и сравнивают со стандартной шкалой. Если в вытяжке много цинка и раствор дитизона краснее последней пробирки шкалы, то добавляют допол-нитель-ное количество раствора дитизона и продолжают экстракцию, как описано при определении меди по шкале.

Приготовление реактивов для определения цинка

Проводят в соответствии с ниже изложенными требованиями:

  • 1. Раствор дитизона приготовляют так же, как при определении меди.
  • 2. Комплексный буферный раствор. 40 г ацетата натрия и 40 г тиосульфата натрия растворяют в дистиллированной воде, объем жидкости доводят до 200 мл и очищают раствором дитизона в СС14.
  • 3. Раствор ацетата натрия. 20 г ацетата натрия растворяют в воде и доводят объем до 100 мл. Затем раствор очищают раствором дитизона в СС14.

Дистиллированную воду также очищают в делительной воронке раствором дитизона в СС14 путем взбалтывания. Нижний слой жидкости каждый раз сливают. Обработку дитизоном продолжают до тех пор, пока зеленая окраска не будет больше изменяться. Во время пользования очищенными реактивами к ним необходимо добавить немного раствора дитизона и периодически взбалтывать раствор.

Количественное определение марганца по стандартной шкале

Фильтрат в количестве, соответствующем навеске растительного материала в 1 г, наливают в широкогорлую колбу из термоустойчивого стекла на 50 мл и выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 0,5 мл концентрированной азотной кислоты и 7 мл дистиллированной воды при нагревании. Затем добавляют 0,5 мл концентрированной серной кислоты 0,3-0,5 мл 85%-ного раствора Н3Р04 и 1 мл 2%-ного раствора AgNO3.

К подготовленному раствору 2-3 раза добавляют небольшие количества сухого персульфата калия (или аммония), всего 0,6-0,9 г, нагревая после каждого добавления до кипения. Когда раствор приобретет неизменяющуюся розовую окраску, его переливают в пробирку диаметром 15 мл, доводят дистиллированной водой до 10 мл и интенсивность окраски сравнивают с окраской шкалы. Если в вытяжке много марганца и интенсивность окраски анализируемого раствора больше, чем в последней пробирке шкалы, то его разбавляют водой (в 2, 3 и больше раз) и снова сравнивают со шкалой. Для разбавления применяют дистиллированную воду, содержащую окислитель.

Приготовление реактивов. 1. Соли надсерной кислоты — персульфаты — K2S2O8 или (NH4)2S208 (сухие).

2. Вода с окислителем. К 100 мл дистиллированной воды приливают 3 мл концентрированной серной кислоты, 1 мл 85%-ной орто-фосфорной кислоты, 1 мл 2%-ного раствора AgNO2, добавляют 0,6 г персульфата аммония и кипятят до прекращения сильного выделения пузырьков.

Количественное определение кобальта по стандартной шкале

Фильтрат в количестве, соответствующем навеске растительного материала в 5-10 г, переносят в широкогорлую колбу из термостойкого стекла на 50-100 мл и выпаривают досуха. Остаток растворяют в 3-6 каплях концентрированной HNO3 и 5 мл дистиллированной воды. Затем к горячему раствору по каплям добавляют

1н раствор КМпО4 до слабо-розовой окраски, около 0,3 г сухой соли лимоннокислого натрия, нагревают, вносят 0,3-0,5 г сухой соли ацетата натрия и доводят раствор до кипения. Реакцию раствора доводят до pH 5,5.

После проверки pH исследуемого раствора добавляют 0,5-1,0 мл или больше 0,1%-ного раствора нитрозо-К-соли и кипятят 5-10 сек. Необходимое количество раствора нитрозо-К-соли зависит от содержания кобальта в исследуемом растворе и определяется степенью покраснения его во время добавления нитрозо-К-соли. Затем к охлажденному раствору приливают 3 мл смеси Н3РС>4 и HNO3 и доводят дистиллированной водой до 10-20 мл и большего объема с таким расчетом, чтобы 0,5 мл 0,1%-ной нитрозо-К-соли приходилось на 10 мл раствора. Полученный раствор сравнивают со шкалой.

Приготовление реактивов. 1. Нитрозо-К-соль. Растворяют 0,1 г нитрозо-К-соли и доводят дистиллированной водой до 100 мл.

2. Смесь Н3РО4 и HNO3: 5 частей Н3РО4 смешивают с одной частью концентрированной HNO3.

Количественное определение молибдена по стандартной шкале

Фильтрат в количестве, соответствующем навеске растительного материала в 2-3 г, но не превышающем 7 мл и не содержащем больше 1 мл концентрированной НС1, помещают в пробирку с притертой пробкой, в которой проделывают все аналитические операции.

Если объем анализируемого раствора больше 7 мл, то фильтрат переносят в колбу из термостойкого стекла и выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 1 мл концентрированной НС1 и 5-6 мл дистиллированной воды и переносят для определения в пробирку.

На каждые 10 мл раствора в пробирке или делительной воронке приливают 1 мл 10%-ного раствора KCNS, взбалтывают, добавляют 1,0... 1,5 мл раствора SnCl2 и снова взбалтывают до полного исчезновения красной окраски, вызванной роданидом железа. Если в растворе очень мало железа и после разбавления KCNS окраска раствора светло-розовая, то необходимо перед прибавлением SnCl2 внести 2-3 капли раствора FeCl3. После восстановления железа на каждые 100 мл раствора прибавляют 0,5-1,0 мл смеси метафосфорной кислоты с SnCl2 и взбалтывают. Добавление метафосфорной кислоты устраняет пожелтение экстракта, которое иногда наблюдается. Затем приливают изоамиловый спирт, количество которого определяется, исходя из следующих соображений:

  • 1) сначала приливают 1 мл изоамилового спирта и, если окраска экстракта интенсивнее последнего деления шкалы, добавляют дополнительное количество изоамилового спирта;
  • 2) изоамиловый спирт частично растворяется в водном растворе, поэтому сверх вышеупомянутого количества дополнительно добавляют на каждые 10 мл раствора 0,2 мл изоамилового спирта.

Приготовление реактивов. 1. KCNS, 10%-ный водный раствор.

  • 2. Раствор SnCl2-10 г SnCl2 растворяют в 30 мл концентрированной НС1 и доводят дистиллированной водой до 100 мл.
  • 3. Раствор FeCl3-5 г FeCl3 растворяют в дистиллированной воде, добавляют 5 мл концентрированной НС1 и доводят водой до 100 мл.
  • 4. Изоамиловый спирт необходимо хранить в темной хорошо закрытой посуде.
  • 5. Смесь метафосфорной кислоты с SnCl2-10 г НРО3 растворяют в воде, приливают 5мл раствора SnCl2H доводят водой до 100 мл.

Количественное определение бора по стандартной шкале

Золу, соответствующую 0,25-1,0 г навески растительного материала, растворяют в 1 мл раствора гипофосфита (соли фосфорнова-тистой кислоты Н3Р02) и 9 мл концентрированной H2SO4 и тщательно перемешивают. Берут в аналитическую пробирку (диаметром 15 мм) с притертой пробкой 0,5, 0,2 или 0,1 мл этого раствора, добавляют соответственно 0,5, 0,8 или 0,9 мл раствора гипофосфита с тем, чтобы объем раствора в пробирке составил 1 мл. Затем концентрированной серной кислотой объем доводят до 10 мл. К подготовленному сернокислому раствору в пробирке добавляют раствор хинализарина из расчета 0,5 мл на каждые 5 мл раствора, смешивают и через 30 минут сравнивают со стандартной шкалой.

В случае получения окраски, выходящей за пределы шкалы, анализ повторяют с меньшим или большим количеством исходного раствора.

Приготовление хинализарина: 5 мл хинализарина растворяют в 100 мл химически чистой концентрированной серной кислоты.

Вычисление результатов анализа (пример). 2 г растительного масла после озоления растворены в 10 мл подкисленной воды. Из этого раствора для определения марганца было взято 5 мл. После окисления марганца общий объем доведен до 20 мл, интенсивность окраски совпадает с четвертым делением шкалы. Следовательно, взятому количеству раствора соответствует навеска = і?ог

Четвертое деление шкалы при объеме раствора в 10 мл соответствует 0,03 мг марганца, а при объеме в 20 мл — 0,06 мг. Количество марганца (мг/кг) равно 0,06 1000 _

1

Подобным образом вычисляются и другие микроэлементы.

Приведенные нами шкалы из цветных растворов минеральных солей авторы метода рекомендуют проверять по шкалам стандартных растворов из самих микроэлементов.

Определение микроэлементов в кормах, органах и тканях животных

В настоящее время известно, что малые количества и ничтожные концентрации химических элементов могут играть большую роль в жизненных процессах. Понимание химических и биохимических механизмов обмена веществ невозможно без учета микроэлементов как составных частей многих биологически активных соединений — витаминов, ферментов, гормонов и других сложных веществ, играющих большую роль в организмах.

При изучении микроэлементов необходимо учитывать их количественное содержание в объектах биологических исследований. Но содержание микроэлементов в этих объектах так мало, что обычные методы количественного химического анализа оказываются непригодными для их определения. Для этой цели необходимы специальные, главным образом, физико-химические, инструментальные методы анализа, позволяющие определять ничтожные следы элементов с достаточной точностью.

Наиболее широкое распространение получили фотоколориме-трические, спектральные, спектрофотометрические и поляро-графические методы определения микроэлементов. Мы приводим здесь описание наиболее простых, доступных колориметрических методик определения микроэлементов, разработанных в Институте биологии Академии наук Латвийской ССР, и полярографические, высокопроизводительные методы определения некоторых микроэлементов, являющиеся результатом многолетних исследований, проводимых в СибНИВИ.

Некоторые требования при определении микроэлементов

Обычно применяемые в макрохимическом анализе реактивы, даже квалификации «хч.», не соответствуют требованиям, предъявляемым к ним при определении микроконцентраций, и подлежат дополнительной очистке от примесей определяемых микроэлементов и других веществ, мешающих проведению анализов. Необходимо соблюдать меры предосторожности при отборе, высушивании и измельчении проб биологических материалов. Не следует размалывать пробы мельницами с металлическими жерновами. Если же в силу ряда обстоятельств приходится ими пользоваться, ставят контрольные опыты, результаты которых должны учитываться при оформлении результатов анализов путем введения в последние соответствующих поправок.

При использовании стеклянной посуды приходится учитывать, что она содержит примеси некоторых микроэлементов. Так, стекло «пирекс» содержит As, Zn, Pb, «йенское» — Zn, Мп, Cr, Fe. Лучшим для определения микроэлементов является кварцевое стекло и стекло завода «Дружная горка». В настоящее время широкое применение находит полиэтиленовая посуда.

Фарфор содержит примеси РЬ, Со и Zn. Длительное использование тиглей не рекомендуется, так как это приводит к разрушению глазури и, в связи с этим, к увеличению поступления примесей в анализируемые пробы.

Стеклянную посуду и приборы, используемые в определении микроэлементов, необходимо промывать 10%-ной соляной кислотой, дистиллированной водой и затем споласкивать бидистил-лированной водой. Такая обработка обычно бывает эффективной, так как удаляет не только загрязнения, но и адсорбированные поверхностью стекла ионы микроэлементов, заменяя их ионами водорода.

Обычная дистиллированная вода часто содержит примеси тяжелых металлов, которые могут заметно повлиять на результаты анализов. Поэтому в определении микроэлементов необходимо пользоваться бидистиллированной водой.

Для очистки кристаллических солей (марки «ч.д.а» и «х. ч») часто бывает достаточно однократной их перекристаллизации из бидистиллированной воды. При этом несколько уменьшается содержание последних примесей микроэлементов, которые находятся в различных количествах, в том числе и за пределами границ чувствительности метода анализа, или позволяют поставить контроль для введения поправок в данные определения.

Однако в некоторых случаях приходится производить очистку солей от отдельных тяжелых металлов методами экстракции, подобными тем, которые используются для определения этих элементов. При экстракции концентрированные растворы солей смешивают с растворами дитизона в хлороформе или четыреххлористом углероде. При этом образуются дитизонаты меди, цинка, кобальта и других металлов и удаляются. Диэтилдитиокарбамат натрия и амиловый спирт используют для удаления меди из некоторых реактивов.

Концентрированные кислоты очищают от примесей микроэлементов методом перегонки. Перегонка при высокой температуре связана с применением перегонных аппаратов из стекла «пирекс» с соединением отдельных частей на шлифах, а в случае серной кислоты необходима реторта из кварцевого стекла, что не всегда является доступным, особенно для рядовых лабораторий: очень удобный и простой в выполнении — метод изотермической перегонки соляной, азотной кислот и аммиака, который заключается в следующем. На дно эксикатора наливают 1 литр концентрированной соляной кислоты (уд. вес 1,19) марки «х. ч.», а на фарфоровый вкладыш ставят стакан, в который наливают 250 мл бидистиллированной воды. Эксикатор закрывают плотно крышкой и оставляют стоять на 2-3 дня. За это время произойдет перегонка кислоты и в стакане будет находиться примерно 20%-ная НС1, полностью очищенная от примесей. Таким же способом можно очистить HNO3 и концентри-ро-ванный (25%-ный) аммиак. Точную концентрацию перегнанных кислот и аммиака определяют обычными методами объемного анализа.

Подготовка проб к анализу. В определении микроэлементов правильный отбор проб для анализа имеет особенно большое значение. Как правило, навеска материала для аналитического определения берется небольшая, результаты же анализа должны дать содержание микроэлементов, которое свойственно данному объекту в среднем. Поэтому, если средняя проба отобрана небрежно, то данными ее анализа не представляется возможным характеризовать объект в целом.

Правила отбора первоначальной пробы и ее вес приведены в соответствующих разделах данного пособия, относящихся к анализу кормов, органов и тканей животных. После высушивания и измельчения материала из него получают среднюю, а из средней — аналитическую пробу, из которой уже берут навеску для анализа.

Для определения микроэлементов в биологических материалах прежде всего необходимо произвести их озоление, т.е. разрушение органических веществ. Это может быть выполнено мокрым и сухим способами. Мокрое озоление проводится путем, нагревания исследуемой пробы с концентрированной серной кислотой (с добавлением небольших количеств 30%-ной перекиси водорода). Этот способ является неприемлемым при определении микроэлементов, так как необходимо применять большие количества серной кислоты, очистка которой представляет значительные трудности. Кроме того, образующийся при этом осадок сульфата кальция (гипса) увлекает с собой значительные количества микроэлементов.

Сухое озоление гораздо проще и связано с меньшими затратами времени. Однако при этом необходимо учитывать температурный фактор. Если температура озоления будет выше 500 °С, то возможны потери микроэлементов. Температурные ограничения сильно удлиняют время, затрачиваемое на озоление. Необходимо подчеркнуть, что озоление проб органов и тканей животных связано с большими затруднениями. Большое содержание фосфора и щелочных металлов в золе приводит к образованию (в процессе озоления) легкоплавких фосфатов натрия и калия, которые обволакивают обугленные частицы пробы, препятствуя их озолению. Для озоления требуется 5-6 дней, в результате чего зола приплавляется к стенкам тигля, так что пропадает тигель и озоляемая проба. Это обстоятельство служит причиной большого разброса результатов анализа и сильно ограничивает проведение массовых определений.

Г. Я. Ринькис разработал новый, весьма эффективный метод озоления проб биологических материалов, в котором преодолены отмеченные выше ограничения. Этот метод заключается в предварительном обугливании озоляемой навески и последующем ее окислении парами азотной кислоты при нагревании до 400 °С. Этот метод тоже требует соблюдения правил личной безопасности и аккуратного проведения всех предусмотренных лабораторных действий.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >