Способ одновременного качественного и количественного определения кадмия, свинца, цинка, никеля и меди

 

Использование: в аналитической химии, в системе контроля за содержанием металлов-загрязнителей в пищевых продуктах, почве,воде и растительной продукции. Сущность изобретения: для одновременного качественного и количественного определения группы металлов в растительном сырье, продуктах переработки плодов и ягод и атмосферных осадках анализируемую пробу (золу, полученную сухим озолением из растительных образцов, соков, заготовок для вин или упаренную на водяной бане пробу атмосферных осадков), в которой устанавливают рН 4 - 6, обрабатывают комплексоном, полученную суспензию комплексов пропускают через стеклянный фильтр, концентрат растворяют в ацетонитриле и разделяют полученные хелаты металлов в хроматографической колонке, заполненной обращенно-фазным сорбентом, с последующим детектированием в УФ-области (двухволновая детекция). Используют подвижную фазу (элюент) определенного состава ( ацетонитрил-буферный раствор ( рН 5,4) - NaDЭДТК - хлороформ). 1 табл.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в системе контроля за содержанием металлов-загрязнителей в пищевых продуктах, почве, воде и растительной продукции.

Известен полярографический метод определения тяжелых металлов, который заключается в изучении поляризационных кривых, полученных при электролизе растворов, которые содержат восстанавливающиеся или окисляющиеся вещества при соблюдении определенных условий и применении специальных электродов. Чувствительность этого метода сильно зависит от марки прибора и электродов [1] Трудности данного метода заключаются в специфической пробоподготовке, связанной с подбором концентрации электролита, а также с удалением из растворов элементов, мешающих определению.

Известен способ одновременного качественного и количественного определения тяжелых металлов, включающий обработку пробы комплексоном диэтилтиокарбоминатом натрия с разделением полученных хелатов металлов в хроматографической колонке в потоке подвижной фазы, содержащей ацетонитрил, воду и хлороформ с УФ-детектированием компонентов [2] Этот способ выбран в качестве прототипа.

В пробе анализируемой воды (50-250 мл) устанавливают рН с помощью 10%-ного раствора аммиака и затем добавляют 10-20 мг NaДЭДТК. Образующуюся суспензию комплексов пропускают со скоростью 2 мл/мин через стеклянную колонку (5х100 мм), заполненную 2 г фторопласта ФТ-4, концентрат элюируют 3 мл ацетонитрила. Пробу 5-10 мкл анализируют на хроматографе "Милихром", используя колонку КАХ-2 (2х64 мм) с Сепароном С18. В качестве подвижной фазы используют смесь (70: 29: 1) ацетонитрил-вода-хлороформ со скоростью 0,1 мл/мин. Комплексы детектируют при 280 нм. Содержание металлов рассчитывают по градуировочным графикам. Определяют и количественно рассчитывают содержание кадмия, меди, железа, никеля и свинца.

Недостатки данного способа заключаются в недостаточной избирательности и невозможности его использования для группового определения металлов в растительном сырье, продуктах его переработки и атмосферных осадках.

Двухволновая детекция (246 и 266 нм) выбрана исходя из спектральных характеристик анализируемых комплексов металлов. Наибольшее поглощение наблюдается для цинка, кадмия, свинца и меди при 266 нм, а для никеля при 246 нм. Интервал рН 4-6 обеспечивает наиболее полное комплексообразование исследуемых металлов. Измеряется состав подвижной фазы (элюента). Используемый элюент 70:26:2:2 (ацетонитрил-0,2 М ацетатный буферный раствор (рН 5,4)-1,-4 М раствора NaДЭДТК-хлороформ) улучшает хроматографическое поведение малоустойчивых дитиокарбоминатных комплексов. Сокращено время анализа за счет изменения расхода элюента до 0,15 мл/мин. Используются стеклянные фильтры Шотта для получения концентрата в результате пропускания суспензии комплексов через них в динамическом режиме.

П р и м е р. Брали 50 мг золы, полученной сухим озолением из растительных образцов, соков, заготовок для вин, растворяли в 2 мл 10%-ной смеси соляной и азотной кислот, доводили объем до 20 мл дистиллированной водой, устанавливали рН 4, 20%-ным раствором аммиака, добавляли 0,3 мл 0,05%-ного раствора NaДЭДТК. Для анализа атмосферных осадков анализируемую пробу 50 мл упаривали на водяной бане до объема 15 мл и добавляли 0,15 мл 0,05%-ного раствора NaДЭДТК.

Полученную суспензию комплексов пропускали через стеклянный фильтр N 4 в динамическом режиме, полученный на фильтре концентрат растворяли 3 мл ацетонитрила, затем 4 мкл пробы вводили в микроколоночный жидкостный хроматограф "Милихром-4" (Россия, г.Орел, ПО "Научприбор"), разделение комплексов проводили на колонке КАХ-4-64-3 (2х64 мм), заполненной обращенно-фазным сорбентом Сепарон С18 (5 мкл), в следующем режиме работы хроматографа: длина волны 246, 266 нм, время измерения 0,2 с, масштаб регистрации 1,6, расход элюента 150 мкл/мин, объем пробы 2-6 мкл.

В качестве элюента использовали смесь ацетонитрил-0,02 М ацетатный буферный раствор (рН 5,4)=10^-4 М NаДЭДТК-хлороформ (70:26:2:2). Содержание металла в анализируемой пробе рассчитывали по программе "Стандарт", входящий в программу chrOM, которой комплектуется программное обеспечение хроматографа.

Результаты проведенных анализов представлены в таблице.

Таким образом, ВЭЖХ металлов в виде хелатов позволяет контролировать экологическое состояние окружающей среды и продуктов питания и качество продуктов переработки. Использование предложенного способа одновременного качественного и количественного определения нескольких тяжелых металлов отличается производительностью, достаточной экспрессностью и невысокой стоимостью анализа.

Формула изобретения

СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО КАЧЕСТВЕННОГО И КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАДМИЯ, СВИНЦА, ЦИНКА, НИКЕЛЯ И МЕДИ, включающий обработку анализируемой пробы комплексоном диэтилдитиокарбоминатом натрия (Na ДЭДТК) с последующим разделением полученных хелатов металлов в хроматографической колонке в потоке подвижной фазе, содержащей ацетонитрил, воду и хлороформ, и последующим УФ-детектированием компонентов, отличающийся тем, что в анализируемой пробе устанавливают pH 4 6, в подвижную фазу (элюент) дополнительно вводят 0,2М ацетатный буфер (pH 5,4) и 10^-4 М раствор Na ДЭДТК и используют элюент следующего состава: ацетонитрил 0,2 М ацетатный буфер (pH 5,4) 10^-4 М раствор Na ДЭДТК хлороформ соответственно 70 26 2: 2, при этом при хроматографировании устанавливают расход элюента 0,15 мл/мин и применяют двухволновой режим детекции на длинах волн 246 и 266 нм.

РИСУНКИ

Рисунок 1