"ГОСТ EN 13368-2-2016. Межгосударственный стандарт. Удобрения. Определение хелатообразователей методом ионной хроматографии. Часть 2. Определение железа, хелатированного o,o-EDDHA, o,o-EDDHMA и HBED, методом ионной парной хроматографии"
(введен в действие Приказом Росстандарта от 27.09.2016 N 1226-ст)

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации, материалов и технологий" (ФГУП "ВНИИ СМТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 5 европейского регионального стандарта

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 527 "Химия"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 20 апреля 2016 г. N 87-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 сентября 2016 г. N 1226-ст межгосударственный стандарт ГОСТ EN 13368-2-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2017 г.

5 Настоящий стандарт идентичен европейскому региональному стандарту EN 13368-2:2012 "Удобрения. Определение хелатообразователей в удобрениях методом ионной хроматографии. Часть 2. Определение содержания железа, хелатированного o,o-EDDHA, o,o-EDDHMA и HBED, методом ионной парной хроматографии" ("Fertilizers - Determination of chelating agents in fertilizers by ion chromatography - Part 2: Determination of the Fe chelated by o,o-EDDHA, o,o-EDDHMA and HBED by ion pair chromatography", IDT).

Европейский региональный стандарт разработан Европейским комитетом по стандартизации CEN/TC 260 "Удобрения и известковые материалы".

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных европейских региональных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Настоящий стандарт устанавливает метод хроматографического определения железа, хелатированного каждым отдельным орто(гидрокси)-орто(гидрокси) изомером хелатообразователей [o,o] EDDHA, [o,o] EDDHMA и HBED в удобрениях, содержащих одно или более этих веществ, за исключением смеси [o,o] EDDHMA и HBED. Метод позволяет идентифицировать и определить общее содержание водорастворимой части хелатов железа этих хелатообразователей. С помощью данного метода невозможно определить свободную форму хелатообразователей.

Данный метод применим к EC-удобрениям, на которые распространяется Правило (EC) N 2003/2003 [4]. Он применим для определения массовой доли металла, хелатированного не менее чем на 0,625%.

Примечания

1 Вещества EDDHA (этилендиамин-N,N'-ди[(гидроксифенил) уксусная кислота] и EDDHMA (этилендиамин-N,N'-ди[(гидроксиметилфенил) уксусная кислота] существуют в нескольких различных изомерных формах. Позиционные изомеры для гидроксильных или метильных групп (в орто-, мета- и парапозициях) такие же, как и стереоизомеры (мезо- и dl-рацемические формы). Как мезо-, так и dl-рацемические формы орто, орто-EDDHA и орто, орто-EDDHMA являются позиционными изомерами EDDHMA по отношению к гидроксильным группам. Так как пара-, мета- и ортометил позиционные изомеры EDDHMA, показывают одинаковую стабильность, они могут быть сгруппированы: в методе, описанном здесь, пара-, мета- и ортометил позиционные изомеры [o,o] EDDHMA рассматриваются вместе. HBED (N,N'-бис(2-гидроксибензил)-этилендиамин-N,N'-диуксусная кислота) не существует в изомерных формах.

2 В настоящее время аналитически чистые стандартные растворы существуют только для орто, орто-EDDHA, орто, орто-EDDHMA и HBED. Остальные вещества недоступны, как стандартные растворы, влияние их возможного присутствия в образцах (в отношении чувствительности и селективности данного метода) не изучено.

3 Мезо- и dl-рацемические формы [o,o] EDDHA и [o,o] EDDHMA данным методом могут быть определены раздельно.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все изменения и поправки).

EN 12944-1:1999 Fertilizers and liming materials and soil improvers - Vocabulary - Part 1: General terms (Удобрения, известковые материалы и улучшители почвы. Словарь. Часть 1. Основные термины)

EN 12944-2:1999 Fertilizers and liming materials and soil improvers - Vocabulary - Part 2: General terms (Удобрения, известковые материалы и улучшители почвы. Словарь. Часть 2. Термины, относящиеся к удобрениям)

EN 1482-2:2007 Fertilizers and liming materials - Sampling and sample preparation - Part 2: Sample preparation (Удобрения и известковые материалы. Отбор и подготовка проб. Часть 2. Подготовка проб)

EN ISO 3696:1995 Water for analytical laboratory use - Specification and test methods (ISO 3696:1987) (Вода для лабораторного анализа. Технические требования и методы испытаний)

В настоящем стандарте применены термины по EN 12944-1 и EN 12944-2.

Хелаты железа разделяют и определяют изократически методом ионной парной высокоэффективной жидкостной хроматографии. При добавлении хелата железа (аниона) к полярной жидкости (элюенту), содержащей большой катион, формируется ионная пара. Неполярная твердая фаза (неподвижная фаза) удерживает эту ионную пару. Степень удерживания зависит от размера молекул и кислотности неподвижной фазы. Затем каждый хелат железа дает характерное время удерживания, зависящее от хелатообразователя, отделяющего его от других веществ, присутствующих в образце. Разделение проводят на обратной фазе кварцевой колонки с водным раствором ТВА⁺ (тетрабутиламмоний) и ацетонитрилом, как элюентом. Определение основано на фотометрии при длине волны 280 нм.

Примечание - Для дополнительной информации см. [5], [6] и [7].

Влияющие факторы не обнаружены. Хелаты железа с HBEP, EDDHSA, EDTA, DTPA, CDTA, HEEDTA, p,p-EDDHA, o,p-EDDHA, так же как и хелатообразователи, не мешают определению, так как их отделяют от Fe-[o,o] EDDHA, Fe-[o,o] EDDHMA или Fe-HBED. Fe-[o,o] EDDHA не влияет на определение Fe-[o,o] EDDHMA или Fe-HBED. В случаях, когда в одном образце присутствуют Fe-[o,o] EDDHMA и Fe-HBED, может произойти перекрывание пиков мезоизомера Fe-[o,o] EDDHMA и Fe-HBED в зависимости от используемой колонки. Использование другой колонки того же типа может решить эту проблему.

Примечание - Полные наименования сокращений хелатообразователей, используемых в настоящем стандарте, приведены в приложении C.

6.1 Общие требования

Используют реактивы только аналитической степени чистоты. Вода, используемая для приготовления элюентов, стандартных растворов и растворов образцов, должна соответствовать степени чистоты 1 по EN ISO 3696, ее следует дегазировать и очистить от органических примесей. При использовании для приготовления стандартных растворов реактивов с заявленной чистотой P менее 99% необходимо сделать поправку для получения требуемой концентрации раствора.

Если существует какое-либо сомнение в чистоте стандартного раствора, необходимо ее определить.

Примечание - Для такого определения можно использовать титриметрический метод. Основной метод с использованием автоматического титратора приведен в приложении B. Также может быть использован ручной титратор.

6.2 Натрия гидроксид, раствор c (NaOH) = 0,1 моль/дм³: растворяют в воде 4 г гранулированного NaOH в мерной колбе вместимостью 1 дм³. Доводят до метки и перемешивают.

Примечание - Следует избегать попадания CO₂ из воздуха. В противном случае растворение хелатообразователей может быть неполным (см. 6.6, 6.7 и 6.8).

6.3 Кислота соляная, раствор c (HCl) = 1 моль/дм³: растворяют 88 см³ соляной кислоты (35% HCl) в 1000 см³ воды.

6.4 Кислота соляная, раствор c (HCl) = 0,1 моль/дм³: растворяют 50 см³ соляной кислоты (6.3) в 500 см³ воды.

6.5 Железа нитрат, раствор : растворяют 0,7594 г нонагидрата нитрата железа [Fe(NO₃)₃·9H₂O] в 100 см³ воды. Проверяют (например, с помощью AAS), что концентрация Fe в данном растворе - (1050 +/- 30) мг/дм³.

Примечание - Учитывая, что Fe(NO₃)₃·9H₂O способен поглощать влагу, его добавляют в раствор с известной концентрацией.

6.6 Fe-[o,o] EDDHA, раствор : растворяют 0,3221 г (см. 6.1) этилендиамин-N,N'-ди[(орто-гидроксифенил) уксусной кислоты] в 350 см³ воды и 27 см³ NaOH (6.2) в лабораторном стакане вместимостью 500 см³. Добавляют 50 см³ раствора железа нитрата (6.5) к раствору хелатообразователей и перемешивают в течение 5 мин.

Доводят уровень pH раствора до 7,0, используя раствор натрия гидроксида (6.2). Оставляют раствор на ночь в темноте, чтобы произошло осаждение избытка железа в виде оксида. Фильтруют количественно через бумажный фильтр и доводят до объема 500 см³ в мерной колбе водой. Стандартный раствор, полученный данным путем, можно хранить в темноте один год.

6.7 Fe-[o,o] EDDHMA, раствор : растворяют 0,3471 г (см. 6.1) этилендиамин-N,N'-ди[(орто-гидрокси-пара-метилфенил) уксусной кислоты] в 350 см³ воды и 27 см³ натрия гидроксида (6.2) в лабораторном стакане вместимостью 500 см³. Добавляют 50 см³ раствора железа нитрата (6.5) к раствору хелатообразователей и перемешивают в течение 5 мин.

Доводят уровень pH раствора до 7,0, используя раствор натрия гидроксида (6.2). Оставляют раствор на ночь в темноте, чтобы произошло осаждение избытка железа в виде оксида. Фильтруют количественно через бумажный фильтр и доводят до объема 500 см³ в мерной колбе водой. Стандартный раствор, полученный данным путем, можно хранить в темноте один год.

6.8 Fe-HBED, раствор : растворяют 0,3471 г (см. 6.1) N,N'-бис(2-гидроксибензил)-этилендиамин-N,N'-диуксусной кислоты (HBED) или 0,3797 г HBED·HCl, если его используют, в 350 см³ воды и 27 см³ натрия гидроксида (6.2) в лабораторном стакане вместимостью 500 см³. Добавляют 50 см³ раствора железа нитрата (6.5) к раствору хелатообразователей и перемешивают в течение 5 мин.

Доводят уровень pH раствора до 5,0, используя раствор соляной кислоты (6.4) или раствор натрия гидроксида (6.2). Оставляют раствор на ночь в темноте, чтобы произошло осаждение избытка железа в виде оксида. Фильтруют количественно через бумажный фильтр и доводят до объема 500 см³ в мерной колбе водой. Стандартный раствор, полученный данным путем, можно хранить в темноте один год.

6.9 Элюент для определения

а) Добавляют 20 см³ TBAOH (массовая доля 40% раствора гидроксида тетрабутиламмония в воде) к 600 см³ воды. Доводят уровень pH до 6,0 раствором соляной кислоты (6.3 и 6.4). Добавляют 300 см³ ацетонитрила (степень чистоты для HPLC) и доводят водой до метки в мерной колбе вместимостью 1 дм³. Фильтруют с помощью мембранного фильтра [7.4, перечисление b)] пористостью 0,2 мкм и дегазируют.

Примечание - Можно использовать TBACl или TBABr при условии, что уровень pH доведут до 6,0 раствором NaOH или HCl.

Используют обычное лабораторное оборудование, посуду и следующее:

7.1 Магнитная мешалка с магнитами.

7.2 Хроматограф, оборудованный:

a) изократическим насосом, доставляющим элюент (5.8) при скорости потока 1,5 см³/мин;

b) нагнетательным клапаном с петлевым дозатором 50 мм³;

c) колонкой C18; внутренний диаметр: 3,9 мм; длина колонки: 150 мм; dp = 5 мкм <1>;

--------------------------------

<1> Колонка SYMMETRY^TM C18 производства WATERS, каталожный N WAT 054205, или эквивалентная являются примерами подходящей продукции, доступной на коммерческой основе. Данная информация приведена для удобства пользователей настоящего стандарта и не свидетельствует о поддержке CEN данного продукта.

d) защитной колонкой C18 (рекомендуется использовать);

e) UV/VIS-детектором с фильтром 280 нм;

f) интегратором.

7.3 Весы, способные взвешивать с точностью до 0,1 мг.

7.4 Мембранный фильтр, включающий:

a) микромембранные фильтры, стойкие к водным растворам, пористостью 0,45 мкм;

b) микромембранные фильтры, стойкие к органическим растворам (например, микромембранные фильтры из полиамида 66), пористостью 0,2 мкм.

Отбор пробы не является частью метода, установленного в настоящем стандарте. Рекомендованный метод отбора пробы приведен в [1].

Подготовку пробы проводят в соответствии с EN 1482-2.

Для измельчения образца с высоким содержанием хелатообразователей не рекомендуется использовать высокоскоростную лабораторную дробилку. Удобнее использовать ступку для измельчения образца до размера частиц менее чем 1 мм.

Взвешивают с точностью до 0,1 мг 200 мг хелата железа в стакане вместимостью 250 см³. Добавляют 200 см³ воды. Перемешивают в магнитной мешалке в течение 30 мин. Доводят до метки в мерной колбе вместимостью 100 см³ водой и перемешивают.

Для образцов с содержанием хелатированного железа более 6% используют мерную колбу вместимостью 500 см³.

Жидкие образцы взвешивают в количестве, равном 200 г твердых образцов.

Отбирают пипеткой объем стандартного раствора Fe-[o,o] EDDHA (6.6), или Fe-[o,o] EDDHMA (6.7), или Fe-HBED (6.8) V (см³) (см. таблицу 1) в шесть мерных колб вместимостью 100 см³. Доводят до метки водой и перемешивают.

Примечания

1 Т.к. стандартные растворы хелатов должны содержать 50% мезо- и 50% dl-рацемических оптических изомеров, концентрацию общего хелата железа рассчитывают как сумму концентраций, представленных в таблице 1.

2 Т.к. HBED не имеет оптических изомеров, используют его полные концентрации.

Непосредственно перед впрыском все растворы должны быть отфильтрованы с помощью мембранного фильтра [7.4, перечисление а)] пористостью 0,45 мкм. Впрыскивают стандартный раствор (8.2) в хроматографическую систему (7.2). Измеряют время удерживания и площади пиков двух изомеров Fe-[o,o] EDDHA или Fe-[o,o] EDDHMA (мезо- и dl-рацемический) или Fe-HBED для всех растворов. Для каждого соответствующего хелата железа строят два градуировочных графика со значениями площадей пиков стандартных растворов в зависимости от концентрации железа (мг/дм³) в виде соответствующего изомера хелатообразователя. Для Fe-HBED нужен только один график. См. рисунки 1 - 4.

Примечания

1 См. примечание 1 к 9.2.

2 Статистически значимый отрицательный отрезок прямой может быть вызван загрязнением колонки осадком оксида железа. В этом случае колонку необходимо заменить или очистить.

Впрыскивают раствор образца (9.1). Определяют хелатообразователь по времени удерживания полученных пиков (см. рисунки 2, 3 и 4). Измеряют площади пиков изомеров для каждого хелатообразователя. Определяют концентрацию хелатированного железа (мг Fe/дм³) для каждого оптического изомера, используя соответствующий градуировочный график.

На рисунке 3 представлена типичная хроматограмма промышленного продукта, содержащего Fe-[o,o] EDDHMA. Помимо мезо- и dl-рацемических изомеров пара-метилорто-гидроксил Fe-[o,o] EDDHMA найдены два других изомера (пики 3 и 4), относящиеся к другим метилпозиционным изомерам. Поскольку они имеют похожую стабильность с пара-метилизомерами (см. примечание 1 в разделе 1), их площадь должна быть добавлена к ближайшей (1 или 2) площади пика.

При перекрытии корректируют базовую линию в расчете (рисунок 5).

Массовую долю образца железа , %, хелатированного [o,o] EDDHA или [o,o] EDDHMA, в удобрении вычисляют по формуле

где c_rac и c_m - концентрации железа в железе, хелатированном рацемическими или мезоизомерами, определяемые соответственно по градуировочным графикам, мг/дм³;

m - масса образца, взятого для анализов, г;

V - объем раствора образца (9.1), см³.

Если образец содержит железо, хелатированное и Fe-[o,o] EDDHA, и Fe-[o,o] EDDHMA, добавляют полученные результаты для каждого хелатообразователя.

Массовую долю образца железа , %, хелатированного HBED, в удобрении вычисляют по формуле

где c - концентрация железа в железе, хелатированном HBED, определяемая по градуировочным графикам, мг/дм³;

m - масса образца, взятого для анализов, г;

V - объем раствора образца (9.1), см³.

Межлабораторные испытания были проведены в 2003 г. 14 лабораториями на семи различных образцах (два стандартных раствора, два удобрения, содержащие [o,o] EDDHMA, и три удобрения, содержащие [o,o] EDDHA, как хелатообразователи). Результаты испытаний, приведенные в CEN/TR 15106, обобщены в A.1. Повторяемость и воспроизводимость рассчитаны в соответствии с ISO 5725-2.

Новые межлабораторные испытания были проведены в 2010 г. 10 лабораториями на трех различных образцах (один жидкий раствор и два твердых удобрения, содержащие HBED, как хелатообразователь). Результаты испытаний обобщены в A.2. Повторяемость и воспроизводимость рассчитаны в соответствии с ISO 5725-2.

Результаты, полученные с помощью этих межлабораторных испытаний, не могут быть применимы к концентрационным диапазонам и матрицам, которые отличаются от тех, которые приведены в A.1 и A.2.

Абсолютное расхождение двух результатов независимых испытаний, полученных одним и тем же методом на идентичном анализируемом материале в одной лаборатории одним и тем же лаборантом с использованием одного и того же оборудования в течение короткого интервала времени, будет не более чем в 5% случаев превышать значения г, приведенные в таблице 2.

Абсолютное расхождение двух результатов независимых единичных испытаний, полученных одним и тем же методом на идентичном анализируемом материале в разных лабораториях разными лаборантами на разном оборудовании, будет не более чем в 5% случаев превышать значения R, приведенные в таблице 2.

Протокол испытаний должен содержать:

a) всю информацию, необходимую для полной идентификации образца;

b) используемый метод испытания со ссылкой на настоящий стандарт;

c) полученные результаты анализа, представленные в процентном содержании железа, хелатированного [o,o] EDDHA, [o,o] EDDHMA или HBED, в удобрении;

d) дату отбора проб и процедуру отбора проб (если известна);

e) дату окончания анализа;

f) выполнено ли требование предела повторяемости;

g) все детали методики, не указанные в настоящем стандарте или рассматриваемые как необязательные, а также данные о любых отклонениях от метода настоящего стандарта, которые могли повлиять на результаты анализа.

A.1 Статистические результаты межлабораторных испытаний, проведенных в 2003 г.

A.1.1 Образцы для испытаний

Семь различных образцов были предоставлены всем лабораториям. Пять образцов были хелатами промышленного железа в твердой форме, три содержали Fe-[o,o] EDDHA и два содержали Fe-[o,o] EDDHMA. Два других образца были растворами, приготовленными из стандартов, промышленных источников, один содержал Fe-[o,o] EDDHA и другой содержал Fe-[o,o] EDDHMA.

A.1.2 Проведение межлабораторных испытаний

Образцы для испытаний были разосланы в шестнадцать лабораторий восьми стран, но только четырнадцать из них представили результаты.

Участвующим лабораториям было предложено выполнить два повторных определения каждого образца. Значения результатов двух повторных определений каждого образца были записаны с точностью два знака после запятой.

Замечания и комментарии по результатам испытаний были зарегистрированы.

A.1.3 Результаты испытаний и статистическая интерпретация

Статистические расчеты были проведены по всем результатам в соответствии с ISO 5725-2.

Параметры повторяемости и воспроизводимости были оценены для каждого образца (среднеарифметическое значение, стандартное отклонение повторяемости, стандартное отклонение воспроизводимости, повторяемость, воспроизводимость, относительное стандартное отклонение повторяемости и относительное стандартное отклонение воспроизводимости).

В таблице A.1 представлены статистические результаты межлабораторных испытаний.

A.2 Результаты межлабораторных испытаний, проведенных в 2010 г.

A.2.1 Образцы для испытаний

Три различных образца Fe-HBED были предоставлены всем лабораториям. Два образца были хелатами промышленного железа в твердой форме. Другой образец был раствором, приготовленным растворением промышленного удобрения.

A.2.2 Проведение межлабораторных испытаний

Образцы для испытаний были разосланы в десять лабораторий пяти стран, и все они представили результаты.

Участвующим лабораториям было предложено выполнить три повторных определения каждого образца. Значения результатов трех повторных определений каждого образца были записаны с точностью два знака после запятой.

Замечания и комментарии по результатам испытаний были зарегистрированы.

A.2.3 Результаты испытаний и статистическая интерпретация

Статистические расчеты были проведены по всем результатам в соответствии с ISO 5725-2.

Параметры повторяемости и воспроизводимости были оценены для каждого образца (среднеарифметическое значение, стандартное отклонение повторяемости, стандартное отклонение воспроизводимости, повторяемость, воспроизводимость, относительное стандартное отклонение повторяемости и относительное стандартное отклонение воспроизводимости).

В таблице A.2 представлены статистические результаты межлабораторных испытаний.

Растворы хелатообразователей концентрацией приблизительно 1,00·10^-4 моль/дм³ готовят растворением рассчитанного количества хелатообразователя в необходимом количестве раствора NaOH. Доводят уровень pH до 6,0 добавлением 2,00·10^-3 моль/дм³ MES буфера [2-(N-морфолино)этансульфоновой кислоты) и доводят объем до 50 см³ или 100 см³.

Анализируемый раствор помещают в термостатированный реакционный сосуд с рубашкой (емкостью 100 см³ или 150 см³), с герметично установленной крышкой, с впуском и выпуском газа из трубок, с присоединенным стеклянным электродом для измерения pH, фотометрическим детектором и двумя поршневыми бюретками (выступающий конец при этом устанавливают ниже поверхности раствора), и магнитной мешалкой. При фотометрическом титровании добавляют стандартный раствор железа (III) концентрацией 4,47·10^-4 моль/дм³ к хелатообразователю, пока при длине волны 480 нм не изменится оптическая плотность. Конечную точку титрования рассчитывают по двум пересекающимся прямым отрезкам.