Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОНОМНАЯ НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛГОРОДСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КООПЕРАЦИИ, ЭКОНОМИКИ И ПРАВА»

Кафедра естественнонаучных дисциплин

Дисциплина: «Физико-химические методы исследования»

реферат

тема: «Ионоселективные электроды. Определение нитратов в плодоовощной продукции»

Выполнил:

студент группы ТЭТ-32сз

Потехина А. А.

Проверил:

кандидат химических наук

доцент кафедры естественнонаучных дисциплин

Шатковская Н.А.

Белгород 2013г.

1. Ионоселективные электроды

Ионоселективные электроды - это электрохимические, по сути, электроды, равновесный потенциал которых в растворе электролита при содержании определенных ионов находится в избирательной и обратимой зависимости от концентрации этих самых ионов. В связи с этим данные устройства активно используются при определении концентрации (иначе - активности) различных содержащихся в растворах ионов, а также для анализа и для контроля за процессами, ход которых сопровождается изменениями в ионном составе растворов. Ионоселективные электроды, применяемые для определения различных ионов, разрабатываются и используются в рамках основных теоретических и прикладных задач ионометрии.

1.2 Устройство ионоселективных электродов

Чаще всего ионоселективные элктроды представляют собой, как правило, устройство, в качестве основного элемента которого выступает мембрана, сквозь которую способны проникать только определенные ионы. Таким образом, между растворами электролитов, которые собственно и разделяет мембрана, возникает стабильная разность потенциалов, алгебраически складывающаяся из диффузного потенциала, появляющегося внутри мембраны и двух межфазных скачков потенциалов. Измерить концентрацию исследуемого иона можно, в принципе, определив электродвижущую силу гальванического элемента, который составлен из контактирующих стандартного и анализируемого растворов, в каждом из которых находятся погруженные в них идентичные ионоселективные электроды, обладающие избирательной чувствительностью к определяемому иону. Причем концентрация этого иона, содержащегося в стандартном растворе, заранее точно известна. Для осуществления практических измерений гальванический элемент может быть составлен из электрода сравнения (к примеру, хлоросеребряного) и ионоселективного электрода, которые сначала опускают в стандартный, а потом в исследуемый растворы. Причем желательно, чтобы состав измеряемого раствора был максимально близок по возможности к составу стандартного. Искомая концентрация вычисляется по соответствующему уравнению.

1.3 Разновидности ионоселективных электродов

Ионоселективные электроды могут иметь жидкие, твердые и пленочные мембраны. Для жидких мембран в основу закладывают растворы ионообменных веществ (жидких катионитов или анионитов) или нейтральных хелатных соединений в органических растворителях. Эти растворы отделяют от исследуемых водных растворов пористыми перегородками. Твердые мембраны имеют в своей основе металлические системы типа Hg-Hg2Cl2 или Ag-AgCl, ионообменные смолы, стекла различного состава, моно- и поликристаллы труднорастворимых солей. Ионоселективные электроды с пленочными мембранами используют в качестве активных те же вещества, что и с жидкими мембранами, но наносятся они на полимерную матрицы, к примеру, на поливинил-хлоридную. Отметим, что в реальной практике мембрана проницаема, как правило, не только для определяемых, но и для посторонних, способных влиять и/или мешать процессу анализа ионов. Но различная селективность мембраны по отношению к мешающим и определяемым ионам зависит напрямую от их концентрации. В связи с этим для ионоселективных электродов вводят еще пару характеристик, которые называют коэффициентом электродной селективности и, соответственно, интервалом концентраций определяемых ионов.

2.Определение нитратов в плодоовощной продукции

Нитраты (соли азотной кислоты) широко распространены в природе. Они содержатся в почве, воде, входят в состав растений, являются продуктами обмена веществ организма человека и животных.

Химизация сельского хозяйства, связанная с применением минеральных азотсодержащих удобрений, привела к увеличению содержания нитратов в питьевой воде и растительных пищевых продуктах, и, как следствие, к росту их нагрузки на организм человека с возникновением угрозы неблагоприятного воздействия на здоровье населения.

Токсическое действие нитратов состоит, прежде всего, в развитии метгемоглобинемии, которая приводит к нарушению транспорта кислорода кровью. При остром отравлении нитратами наблюдается цианоз (синюшность) губ, слизистых оболочек, ногтей, лица, боль в области живота, головная боль, малоподвижность, одышка и т. д.

Основные источники поступления нитратов в организм человека -- растительные сельхозпродукты, прежде всего свекла столовая, капуста белокочанная, картофель, морковь, листовые овощи.

В России регламентированы на содержание нитратов свекла столовая, капуста, морковь, картофель, огурцы, томаты, лук, кабачки, баклажаны, листовые овощи, дыни, арбузы, яблоки, груши, виноград столовых сортов. Примерно тот же перечень плодоовощной продукции регламентируется на нитраты в Болгарии, Венгрии, Чехии и Словакии. В Германии, Франции, Австрии, Швейцарии и Нидерландах содержание нитратов регламентировано в основном в лиственных овощах и корнеплодах (морковь и свекла столовая).

Государственный санитарный надзор за соответствием продуктов установленным санитарным нормам осуществляет санитарно-эпидемиологическая служба путем выборочного гигиенического контроля. Учитывая, что 70-90% суточного количества нитратов поступает в организм человека с овощами, особое внимание следует обращать на те виды овощей, которые дают наибольшую нитратную нагрузку (овощи, картофель, бахчевые). Периодичность контроля этих продуктов составляет один раз в десять дней, периодичность контроля фруктов и ягод, молока и молочных продуктов -- один раз в месяц. Особенно важен контроль за содержанием нитратов в продукции, предназначенной для детского и диетического питания, периодичность контроля которых составляет также один раз в 10 дней. ионоселективный электрод нитрат санитарный

Среди методов определения нитратов в продуктах главенствующее положение занимают физико-химические: спектрофотометрия, хроматография, электрохимия и хемилюминесценция.

Спектрофотометрические методы определения нитратов можно разделить на 4 группы, основанные на:

* нитровании ароматических органических соединений (особенно фенолов);

* окислении органических соединений;

* восстановлении нитрат-ионов до нитрит-ионов;

* поглощении нитратов в УФ-области спектра. Получаемые соединения имеют максимум светопоглощения в ближней ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Интенсивность светопоглощения пропорциональна содержанию нитратов в анализируемой пробе.

Давно известен метод газожидкостной хроматографии, который заключается в нитровании органических соединений ароматического ряда -- бензола и его производных в присутствии серной кислоты, разделение их с помощью колонки, заполненной специальными сорбентами, испарении и количественном определении нитропроизводных пламенно-ионизационным детектором или детекторами электронного захвата.

Газохроматографический метод определения нитратов обладает высокой чувствительностью и достаточной точностью. Недостатком этого метода является влияние на результаты анализа сопутствующих веществ. Наличие галогенидов приводит к занижению результатов анализа, а загрязненность серной кислотой нитратами -- к их завышению, причем оба влияния значимы и не поддаются оценке.

Наиболее распространенным для анализа воды и водных экстрактов пищевых продуктов является потенциометрический (ионометрический) метод определения нитратов, основанный на измерении потенциала, возникающего на мембране ионоселективного электрода при погружении последнего в раствор, содержащий нитрат-ионы. Метод привлекает простотой, быстротой выполнения, возможностью вести определение в мутных и окрашенных средах. Он достаточно хорошо изучен, экспериментально отработан и обеспечен аппаратурой. Чувствительность и избирательность метода зависят от свойств нитратселективного электрода, точнее обусловлены свойствами его мембраны.

В настоящее время разработан также ряд быстрых полуколичественных тест-методов, которые позволяют с достаточной точностью определять содержание нитрат-иона в большом количестве проб без применения сложного оборудования.

Размещено на Allbest.ru