Методика определения количественного содержания токсичных микропримесей в водках и водках особых методом газовой хроматографии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема: Методика определения количественного содержания токсичных микропримесей в водках и водках особых методом газовой хроматографии

Минск 2005

Содержание

1. Область применения

2. Характеристики погрешности измерений

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

4. Требования безопасности

5. Требования к квалификации оператора

6. Условия выполнения измерений

7. Подготовка к выполнению измерений

8. Выполнение измерений

9. Обработка результатов измерений

10. Оформление результатов испытаний

11. Оперативный контроль точности результатов измерений

1. Область применения

Методика предназначена для определения количественного содержания токсичных микропримесей в водках и водках особых.

Метод основан на хроматографическом разделении микропримесей в образце водки и последующем их детектировании пламенно-ионизационным детектором.

Продолжительность анализа с использованием насадочных колонок составляет не более 10 минут, а с использованием капиллярных колонок - 20-25 минут.

Чувствительность метода составляет 0,5 · 10-⁷ мг/дм³.

2. Характеристики погрешности измерений

Границы относительной погрешности, в процентах, измерения массовой концентрации (объёмной доли) микропримесей в водке при Р = 0,95 приведены в таблице 1.

Таблица 1

Определяемое токсичное вещество	Диапазон измеряемых массовых концентраций или объёмных долей	Границы относительной погрешности
Сивушное масло: 2-пропанол, мг/дм3 1-пропанол, мг/дм3 1-бутанол, мг/дм3 изобутиловый спирт, мг/дм3 изоамиловый спирт, мг/дм3 Сложные эфиры, мг/дм3: Метилацетат Этилацетат Уксусный альдегид, мг/дм3	От 0,5 до 10,0 включ., Св. 10,0 » 1000 »	± 15 ± 10
Метиловый спирт, объёмная доля, %	От 0,0001 до 0,001 включ., Св. 0,001 » 0,01 » » 0,01 » 0,1 »	± 20 ± 15 ± 10

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

Газовый хроматограф с пламенно-ионизационным детектором, пределом детектирования не более 5 10^-12 С/с.

Микрошприц вместимостью 1 мм³, 5 мм³ и 10 мм³.

Колба 2-100-2 по ГОСТ 1770.

Пипетка 3-1-1-0,5 по ГОСТ 29227.

Пипетка 2-2-1 по ГОСТ 29169.

Пипетка 2-2-10 по ГОСТ 29169.

Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 с наибольшим пределом взвешивания 200 г.

Секундомер.

Таймер лабораторный шкальный ТЛ-2; цена деления 1 ⁰С, пределы измерения 0 - 55 ⁰С по ГОСТ 29224.

Микровиалы вместимостью 2 см³ с завинчивающимися крышками и тефлонированной уплотнительной мембраной.

Компьютер или интегратор, имеющий программное обеспечение.

Колонка хроматографическая насадочная стеклянная длинной 200 см, внутренним диаметром 3 мм, заполненная целлитом 545 с частицами размером 0,20 - 0,25 мм, с нанесённой жидкой фазой ПЭГ-300, составляющей 17 % от массы твёрдого носителя.

Допускается применение других твёрдых носителей и жидких фаз, обеспечивающих разделение, аналогичное с применением выше описанных материалов. хроматографический водка микропримесь токсичный

Колонка хроматографическая капиллярная HP-FFAP (США) 50 м Ч 0,32 мм Ч 0,52 мкм. Допускается применение других капиллярных колонок с техническими характеристиками, обеспечивающими разделение аналогичное при применении выше указанной колонки.

Склянка для хранения градуировочной смеси с пробкой, обеспечивающей герметичность.

Стеклянная палочка.

Чашка ВП-1 по ГОСТ 29225.

Стаканчик для взвешивания по ГОСТ 25336.

Вата стеклянная или стеклоткань.

Альдегид уксусный технический.

Метанол-яд для хроматографии, х. ч.

Ацетон по ГОСТ 2603.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ Р 51652.

Метиловый эфир уксусной кислоты для хроматографии, х. ч.

Этилацетат (этиловый эфир уксусной кислоты) для хроматографии, х.ч.

1-пропанол для хроматографии, х. ч.

Спирт изобутиловый по ГОСТ 6016.

2-пропанол для хроматографии, х. ч.

1-бутанол для хроматографии, х. ч.

Спирт изоамиловый по ГОСТ 5830.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Газ-носитель - азот о.ч. по ГОСТ 9293. Допускается использовать генераторы азота.

Водород технический марки А по ГОСТ 3022. Допускается использовать генераторы водорода.

Воздух сжатый по ГОСТ 17433.

Допускается использовать воздушный компрессор любого типа, обеспечивающий необходимое давление и чистоту воздуха в соответствии с инструкцией по эксплуатации газового хроматографа.

Допускается применением других средств измерений, вспомогательных материалов и реактивов с метрологическими характеристиками и по качеству аналогичным указанным выше.

4. Требования безопасности

При работе на газовом хроматографе следуют соблюдать:

- правила безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением;

- требования взрывобезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.010;

- требования электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019 и инструкцией по эксплуатации прибора.

При работе с чистыми веществами следует соблюдать требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими и легко воспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.007.

Контроль содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны должен проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005.

5. Требования к квалификации оператора

К работе на газовом хроматографе допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже техника, владеющие техникой газохроматографического анализа и изучившие инструкцию по эксплуатации используемой аппаратуры.

6. Условия выполнения измерений

Измерения выполняют при режимных параметрах хроматографа, приведённых в таблице А.2.

Допускается проведение анализа в других условиях хроматографирования, в том числе с программированием температуры, обеспечивающих разделение веществ, аналогичное при использовании параметров хроматографирования, указанных в таблице 2.

Таблица 2

Параметр хроматографирования	Режим работы хроматографа
При работе с насадочными колонками
Температура термостата колонок, 0С	55 - 65
Температура испарителя (инжектора), 0С	150 - 200
Температура детектора, 0С	220 - 250
Скорость потока воздуха, дм3/ч	18
Скорость потока водорода, дм3/ч	1,8
Скорость потока газа-носителя (азот), дм3/ч	1,8 - 2,7
Объём пробы, мм3	1 - 2
Параметр хроматографирования	Режим работы хроматографа
При работе с капиллярными колонками
Температура термостата колонок, 0С	60 - 75
Температура испарителя (инжектора), 0С	120 - 200
Температура детектора, 0С	220 - 250
Скорость потока воздуха, дм3/ч	18
Скорость потока водорода, дм3/ч	1,8
Скорость потока газа-носителя (азот), дм3/ч	0,048 - 0,072
Объём пробы, мм3	0,5 - 1
Коэффициент деления потока	40 : 1

7. Подготовка к выполнению измерений

Подготовка анализируемых образцов.

Для приготовления анализируемого образца из одной бутылки водки, направленной в лабораторию для проведения измерений, в микровиалу вместимостью 2 см³, предварительно ополоснутую содержимым бутылки, пипеткой вместимостью 1 см³ вносят 1 см³ продукта.

Для проведения контроля воспроизводимости объём отобранной пробы, направленной в лабораторию для проведения измерений, делят на две части и из каждой части готовят образец водки по выше описанному способу.

Подготовка хроматографа.

Монтаж, наладку и вывод хроматографа на рабочий режим проводят в соответствии с инструкцией по его эксплуатации.

Градуировку хроматографа выполняют, используя не менее трёх градуировочных смесей, соответствующих началу, середине и концу диапазона измеряемых концентраций.

Записывают хроматограммы анализа каждой градуировочной смеси. Регистрируют время удерживания и площади пиков определяемых веществ. Измерения выполняют не менее двух раз. Типовая хроматограмма анализа градуировочной смеси с использованием насадочной колонки представлена на рисунке А.1, с использованием капиллярной колонки - на рисунке А.2.

Градуировочную характеристику получают, обрабатывая полученные экспериментальные данные методом наименьших квадратов при помощи программного обеспечения. Для пересчёта объёмной доли Х, %, определяемого вещества в градуировочной смеси в массовую концентрацию С, мг/дм³, используя формулу

С = Х · 1000 с, (1)

где с - плотность данного вещества, г/см³.



Рисунок 1 - Хроматограмма анализа градуировочной смеси, полученная с использованием насадочной колонки

1 - метанол; 2 - этиловый спирт



Рисунок А.2 - Хроматограмма анализа градуировочной смеси, полученная на хроматографе, оснащенном капиллярной колонкой HP-FFAP (США)

1 - уксусный альдегид; 2 - метилацетат; 3 - этилацетат; 4 - метанол;

5 - 2-пропанол; 6 - этиловый спирт; 7 - 1-пропанол; 8 - изобутиловый спирт;

9 - 1-бутанол; 10 - изоамиловый спирт

Градуировку хроматографа выполняют не реже одного раза в две недели. Значение градуировочного коэффициента заносят в память компьютера.

Приготовление насадки и стабилизация насадочной колонки.

Необходимую массу твёрдого носителя взвешивают, результаты взвешивания в граммах записывают с точностью до второго десятичного знака.

Навеску жидкой фазы в количестве 17% от массы твёрдого носителя помещают в стеклянный стакан вместимостью 50 см³, растворяют в ацетоне, переносят в фарфоровую чашку вместимостью 250 см³ и насыпают твёрдый носитель. Фарфоровую чашку с образовавшейся суспензией ставят в вытяжной шкаф и при комнатной температуре испаряют растворитель, периодически помешивая стеклянной палочкой. Объём растворителя должен быть примерно равным объёму твёрдого носителя. Затем чашку помещают на 3 часа в сушильный шкаф при температуре 60 ⁰С. Готовая насадка должна быть сыпучей и не иметь комков.

Необходимое количество насадки для заполнения двухметровой колонки диаметром 3 мм должно быть (7,0 ± 0,5) г.

Заполненную колонку помещают в термостат хроматографа и, не подсоединяя к детектору, продувают газом носителем со скоростью 0,048 - 0,072 дм³/ч при температуре 80 ⁰С в течение 8 часов.

Затем колонку подсоединяют к детектору и проверяют стабильность базовой линии при рабочей температуре термостата колонок.

Кондиционирование капиллярной колонки.

Новую капиллярную колонку помещают в термостат хроматографа и, не подсоединяя к детектору, продувают газом носителем со скоростью 0,048 - 0,072 дм³/ч при температуре 180 ⁰С в течение 4 часов. Затем колонку подсоединяют к детектору и проверяют стабильность базовой линии при рабочей температуре термостата колонок.

После анализа отгонов, полученных из окрашенных ликёроводочных изделий и изделий с ароматическими добавками, кондиционирование колонки проводят при температуре термостата колонки 220 ⁰С в течение 1 ч.

Приготовление градуировочных смесей.

Прибор градуируют по искусственным смесям методом абсолютной градуировки. Состав градуировочной смеси должен быть близким к анализируемым пробам. При отсутствии готовых аттестованных градуировочных смесей определяемых веществ в спирте и водках их готовят их веществ массовой долей основного вещества не менее 98% и ректификованного спирта либо водно-спиртового раствора объёмной долей этилового ректификованного спирта 40%, используемых в качестве растворителей.

При использовании капиллярных колонок применяют градуировочные смеси, содержащие следующие вещества: уксусный альдегид, метилацетат, этилацетат, метанол, 1-ропанол, 2-пропанол, изобутиловый спирт, 1-бутанол, изоамиловый спирт. При использовании насадочных колонок применяют градуировочные растворы метанола в этиловом спирте или водно-спиртовом растворе.

Приготовление градуировочных смесей для водок объёмной долей веществ 0,1%.

Для приготовления градуировочной смеси в мерную колбу с пришлифованной пробкой вместимостью 100 см³ наливают 50 см³ водно-спиртового раствора объёмной долей этилового ректификованного спирта 40% и пипетками вместимостью 0,5 см³ вносят по 0,1 см³ каждого вещества.

Содержимое колбы перемешивают, доводят до метки водно-спиртовым раствором объёмной долей этилового ректификованного спирта 40% и выдерживают при 20 ⁰С в течение 25 минут.

Приготовление градуировочных смесей для водок объёмной долей веществ 0,01%.

Для приготовления градуировочной смеси в мерную колбу с пришлифованной пробкой вместимостью 100 см³ наливают 50 см³ водно-спиртового раствора объёмной долей этилового ректификованного спирта 40% и пипетками вместимостью 10 см³ вносят по 10 см³ градуировочной смеси объёмной доли веществ 0,1% и раствора уксусного альдегида по ГОСТ 4212.

Далее содержимое колбы перемешивают, доводят до метки водно-спиртовым раствором объёмной долей этилового ректификованного спирта 40% и выдерживают при 20 ⁰С в течение 25 минут.

Приготовление градуировочных смесей для водок объёмной долей веществ 0,001%.

Для приготовления градуировочной смеси в мерную колбу с пришлифованной пробкой вместимостью 100 см³ наливают 50 см³ водно-спиртового раствора объёмной долей этилового ректификованного спирта 40% и пипетками вместимостью 10 см³ вносят по 10 см³ градуировочной смеси объёмной доли веществ 0,01%, приготовленной по А.2.4.6.

Содержимое колбы перемешивают, доводят до метки водно-спиртовым раствором объёмной долей этилового ректификованного спирта 40% и выдерживают при 20 ⁰С в течение 25 минут.

Приготовление градуировочных смесей для водок объёмной долей веществ 0,0001%.

Для приготовления градуировочной смеси в мерную колбу с пришлифованной пробкой вместимостью 100 см³ наливают 50 см³ водно-спиртового раствора объёмной долей этилового ректификованного спирта 40% и пипетками вместимостью 10 см³ вносят по 10 см³ градуировочной смеси объёмной доли веществ 0,001%, приготовленной по А.2.4.7.

Далее содержимое колбы перемешивают, доводят до метки водно-спиртовым раствором объёмной долей этилового ректификованного спирта 40% и выдерживают при 20 ⁰С в течение 25 минут.

Условия приготовления и хранения градуировочных смесей.

Градуировочные смеси готовят при температуре окружающего воздуха 20 ⁰С в вытяжном шкафу.

Градуировочные смеси хранят в холодильнике в герметично закрытой посуде. Срок хранения - 6 месяцев.

8. Выполнение измерений

В испаритель (инжектор) микрошприцом вместимостью 10 мм³, 5 мм³ или 1 мм³ вводят 1 мм³ образца водки и выполняют хроматографическое разделение смеси в условиях, указанных.

Регистрируют пики в области времени удерживания, соответствующего каждому веществу градуировочной смеси.

Проводят два параллельных анализа каждого образца водки.

9. Обработка результатов измерений

Обработку результатов измерений выполняют, используя программное обеспечение входящих в комплект хроматографа персонального компьютера или интегратора в соответствии с инструкцией по их эксплуатации.

За результат измерения принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать норматив оперативного контроля сходимости d, значения которого приведены в таблице 3.

Таблица 3

Определяемое токсичное вещество	Диапазон измеряемых массовых концентраций или объёмных долей	Нормативы оперативного контроля
		cходимости d, n = 2 при Р = 0,95, %	воспроизводимости D, n = 2 при Р = 0,95, %	погрешности К при Р = 0,90, %
Сивушное масло: 2-пропанол, мг/дм3 1-пропанол, мг/дм3 1-бутанол, мг/дм3 изобутиловый спирт, мг/дм3 изоамиловый спирт, мг/дм3 Сложные эфиры, мг/дм3: Метилацетат Этилацетат Уксусный альдегид, мг/дм3	От 0,5 до 10,0 включ., Св. 10,0 » 1000 »	15 8	18 10	13 8,4
Метиловый спирт, объёмная доля, %	От 0,0001 до 0,001 включ., Св. 0,001 » 0,01 » » 0,01 » 0,1 »	20 15 7	30 20 10	17 13 8,4

10. Оформление результатов испытаний

Результаты измерений содержания микропримесей выражают:

- метилового спирта - объёмная доля в пересчёте на безводный спирт, %;

- уксусного альдегида, сложных эфиров (метилацетата и этилацетата), сивушного масла (1-пропанола, 2-пропанола, 1-бутанола, изобутилового и изоамилового спиртов), мг/дм³, в пересчёте на безводный спирт.

Для пересчёта на безводный спирт результаты умножают на коэффициент П, определяемый по формуле

П = 100 : Р, (2)

где Р - объёмная доля этилового спирта в анализируемом образце, 100 - объёмная доля безводного спирта, %.

Результат определения содержания каждого токсичного вещества в водке и этиловом спирте представляют в виде

Х ± 0,01 · д Х и С ± 0,01 · д С, (3)

где Х - объёмная доля в пересчёте на безводный спирт, %;

С - массовая концентрация, мг/дм³, в пересчёте на безводный спирт;

д - границы относительной погрешности измерения объёмной доли или массовой концентрации каждого токсичного вещества, %.

Результат анализа сложных эфиров представляют как сумму массовых концентраций сложных эфиров, идентифицированных в образце, мг/дм³, в пересчёте на безводный спирт.

Результат анализа сивушного масла представляют как сумму массовых концентраций компонентов сивушного масла, идентифицированных в образце, мг/дм³, в пересчёте на безводный спирт.

Если полученный результат анализа менее нижней границы диапазона измеряемых содержаний, то в протоколах указывают полученный результат определяемых содержаний данного вещества по данному методу.

11. Оперативный контроль точности результатов измерений

Нормативы операционного контроля точности результатов измерений - в соответствии с таблицей 1.

Контроль сходимости.

Контроль сходимости d проводят при каждом измерении сравнением результатов двух параллельных определений содержания токсичных веществ в образце по одной и той же пробы, выполненных в соответствии с настоящей методикой одним исполнителем на одном и том же приборе.

Результаты контроля считают удовлетворительными при выполнении условий

и , (4)

где С_i1, С_i2 - результаты параллельных измерений содержания i-ого

вещества (кроме метилового спирта) в анализируемой

пробе, полученные по, мг/дм;

|Х₁, Х₂| - результаты параллельных измерений содержания метилового спирта в анализируемой пробе, объёмная доля метилового спирта, %;

d_i, d - нормативы оперативного контроля сходимости (таблица 3)

i-ого вещества и метилового спирта, %.

Если условия не выполняются, измерения повторяют. При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

Контроль воспроизводимости.

Контроль воспроизводимости D результатов измерений проводят, сравнивая результаты измерений содержания анализируемых веществ в двух образцах по одной и той же пробы, выполненных в соответствии с настоящей методикой разными исполнителями или одним исполнителем, но с использованием разных приборов.

Результаты контроля считают удовлетворительными при выполнении условий

и , (5)

где - результаты измерений содержания i-ого вещества (кроме

метилового спирта) в анализируемой пробе,

- результаты измерений содержания метилового спирта в анализируемой пробе, полученные по объёмная доля метилового спирта, %;

D_i, D - нормативы оперативного контроля воспроизводимости (таблица 3) i-ого вещества и метилового спирта, %.

При превышении норматива оперативного контроля воспроизводимости измерения повторяют.

При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

Контроль погрешности.

Контроль погрешности проводят с использованием в качестве образцов для контроля аттестованных смесей по А.7.5 объёмной долей анализируемых веществ 0,0001 - 0,01, % (0,8 - 90 мг/дм³).

Образец для контроля анализируют в соответствии с настоящей методикой.

Результаты контроля считают удовлетворительными при выполнении условий

и , (А.6)

где Х₀ - объёмная доля метилового спирта в образце для контроля, %;

С_i0 - массовая концентрация i-ого вещества в образце для контроля;

- результаты измерений объёмной доли, %, метилового спирта, полученные по А.7.5, и массовой концентрации i-ого вещества, мг/дм³;

К, К_i - нормативы оперативного контроля погрешности (таблица А.3) для метилового спирта и i-ого вещества, %.

При превышении норматива оперативного контроля погрешности эксперимент повторяют.

При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

Размещено на Allbest.ru

...