Суть методу

Потенціометричний метод визначення нітратів у рослинах, крім хрестоцвітих, ґрунтується на вилученні нітратів 1% розчином алюмокалієвих галунів з наступним визначенням рNO₃.

Хід роботи

Приготування розчину алюмокалієвих галунів з масою часткою 1%

(екстрагуючий розчин)

11 г алюмокалієвих галунів зважують з похибкою не більше 0,1 г, переносять в хімічний стакан ємність 1000 см³ і розчиняють в 990 см³ дистильованої води. Розчин зберігають в склянці з притертою пробкою не більше 1 року. При появі муті чи осаду розчин замінюють на свіжо приготовлений.

Приготування екстрагуючого розчину для визначення нітратів в культурах сімейства капустяних

10 г алюмокалієвих галунів зважують з похибкою не більше 0,1 г, переносять в мірну колбу ємністю 1000 см³ і розчиняють в 990 см³ дистильованої води. Потім добавляють (1,0 0,001) г КМnО₄ і 0,6 см³ концентрованої сульфатної кислоти. Отриману суміш перемішують до розчинення всіх градієнтів і доводять розчин до мітки дистильованою водою. Розчин зберігається в склянці з притертою пробкою.

Приготування основного розчину азотнокислого калію концентрації С=0,1 моль/дм³

10,11 г калій нітрату, висушеного при температурі 100-150^оС до сталої маси, зважують з похибкою не більше 0,001 г, розчиняють в екстрагуючому розчині у мірній колбі місткістю 1000 см³ й доводять об’єм розчину до мітки тим же розчином. Розчин зберігають у склянці з притертою пробкою не більше 1 року.

Приготування розчинів порівняння

Розчин порівняння готують з основного розчину амоній нітрату в день проведення аналізу, використовуючи для розбавлення розчин алюмокалієвих галунів.

Розчин порівняння з концентрацією С (NO₃^-)=0,01 моль/дм³ (рС (NO₃^-)=-lgC(NO₃^-)=2) готують наступним чином: основний розчин калій нітрату розбавляють в 10 разів розчином алюмокалієвих галунів з масовою часткою 1%. Для цього в мірну колбу ємністю 100 см³ відбирають піпеткою 10 см³ основного розчину з концентрацією С (KNO₃)=0,1 моль/дм³ і доводять до мітки розчином алюмокалієвих галунів і перемішують.

Розчин порівняння з концентрацією С (NO₃^-)=0,001 моль/дм³ (рС (NO₃^-)=-lgC (NO₃^-)=3) готують з попереднього розчину і розбавляють в 10 разів розчином алюмокалієвих галунів.

Розчин порівняння з концентрацією С (NO₃^-)=0,0001 моль/дм³ (рС (NO₃^-)=-lgC (NO₃^-)=4) готують з попереднього розчину і розбавляють в 10 разів розчином алюмокалієвих галунів.

Отримані розчини порівняння використовують для градуювання іонометру, перевірки електродів і побудові градуювального графіка. Активність іонів нітрату в розчині порівняння вказаної концентрації азотнокислого калію відповідно дорівнює 2, 3, 4.

Приготування екстрактів свіжих проб

З попередньо подрібненої на тертці чи на мезгоутворювачі проби корнеклубоплодів беруть наважку масою 10 г, зважують з похибкою не більше 0,1 г. Наважку кладуть в технологічну ємкість місткістю 100 чи 200 см³, приливають 50 см³ розчину алюмокалієвих галунів і перемішують за допомогою магнітної мішалки протягом 3 хв.

При аналізі трав родини капустяних (рапс, редька, гірчиця та інші) або кормів, в яких одним із компонентів входять дані трави, (10 0,1) г подрібненого матеріалу поміщають в технологічну ємкість місткістю 100-200 см³, добавляють 50 см³ екстрагуючого розчину, перемішують за допомогою мішалки протягом 3 хв. Потім при помішуванні добавляють по каплям (1,0-0,5 см³) 33%-ного розчину перекисі водню до знебарвлювання розчину. В одержаній суспензії вимірюють концентрацію нітрат-іонів.

Для соковитих кормів можливе використання соку для аналізу. Пробу, підготовлену для аналізу, пропускають через соковижималку. Одержаний сік збирають в одну ємність і перемішують. При аналізі усіх культур, крім родини капустяних, відбирають піпеткою 10 см³ соку з похибкою не більше 0,1 см³, поміщають в технологічну ємкість місткістю 100-200 см³, прибавляють 50 см³ розчину алюмокалієвих галунів, перемішують і в одержаному розчині вимірюють концентрацію нітрат-іонів.

При аналізі трав родини капустяних до (10 0,1) см³ соку, поміщеного в технологічну ємкість місткістю 100-200 см³, прибавляють 50 см³ розчину алюмокалієвих галунів. Розчин перемішують і вимірюють концентрацію нітрат-іонів.

Концентрацію нітрат-іонів вимірюють безпосередньо в логарифмічних одиницях рC(NO₃^-) по шкалі іономера, попередньо відградуйованого за розчинами порівняння, чи в мілімолях з наступним визначенням значення одиниць р(CNO₃^-) з градуювального графіку, побудованому за результатами вимірювання ЕРС електродної пари у розчинах порівняння, чи на приладах, що мають перетворювачі значень концентрації нітрат-іонів у розчині в значення їх концентрації в дослідній продукції.

Перед вимірюваннями і після градуїровки приладу електроди старанно промивають дистильованою водою, промокають фільтрувальним папером і занурюють у пробу. Показники приладу знімають не менш ніж через 1 хв. після закінчення помітного дрейфу показань приладу. При переході від однієї проби до іншої електроди промивають дистильованою водою, промокають фільтрувальним папером. Температура проб і розчинів порівняння повинна бути однаковою. Наладку приладу перевіряють за розчинами порівняння не менше трьох раз протягом робочого дня використовуючи кожний раз свіжі порції розчину порівняння. Перед кожною перевіркою наладки іонометра нітратний іонселективний електрод витримують у розчині порівняння концентрації С(NO₃^-)=0,0001 моль/дм³ протягом 3-4 хв.

Таблиця 1 – Допоміжна таблиця для перерахунку pC_NO3^- в масову частку нітратів (співвідношення маси проби і об’єму екстрагуючого розчину 1:5) при аналізі соку

рCNO3-	Соті долі pCNO3-
	0,00	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09
1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0	8877 7051 5601 4449 3534 2807 2230 1771 1407 1118 888 705 560 445 353 281 223 177 141 112 89 71 56 44 35	8675 6891 5474 4348 3454 2743 2179 1731 1375 1092 865 689 547 435 345 274 218 173 137 109 87 69 55 43 35	8477 6734 5349 4249 3375 2681 2129 1691 1344 1067 848 673 535 425 337 268 213 169 134 107 85 67 53 42 34	8285 6581 5227 4152 3298 2620 2081 1653 1313 1043 828 658 523 415 330 262 208 165 131 104 83 66 52 42 33	8096 6431 5108 4058 3223 2560 2034 1615 1283 1019 810 643 511 406 322 256 203 162 128 102 81 64 51 41 32	7912 6284 4992 3965 3150 2502 1987 1579 1254 996 791 628 499 397 315 250 199 158 125 100 79 63 50 40 31	7732 6141 4878 3875 3078 2445 1942 1543 1225 973 773 614 488 387 308 244 194 154 123 97 77 61 49 39 31	7556 6002 4767 3787 3008 2389 1898 1508 1197 951 756 600 477 379 301 239 190 151 120 95 76 60 48 38 30	7384 5865 4659 3701 2939 2335 1855 1473 1170 930 738 586 466 370 294 233 185 147 117 93 74 59 47 37 29	7216 5731 4553 3616 2873 2282 1812 1440 1144 908 722 573 455 362 287 228 181 144 114 91 72 57 46 36 29

При безпосередньому вимірювані концентрації нітрат-іонів в одиницях рC(NO₃^-) прилад щоденно настроюють у режимі “рХ” за розчинами порівняння концентрації С(NO₃^-)=0,0001 ; 0,001 моль/дм³ використовуючи розчин С(NO₃^-)=0,001 моль/дм³ для контролю. Відхилення значень рC_NO3^- від номінального значення не повинні перевищувати 0,02 одинці р C(NO₃^-). Масову долю нітрат-іонів визначають за значенням pC(NO₃^-) розчинів порівняння за допомогою допоміжної таблиці 1.

Вміст нітратів у пробах знаходять, використовуючи градуювальний графік, на міліметровому папері. По вісі абсцис відкладають значення р CNO^-₃, що відповідають розчинам порівняння калій нітрату (у молях):

Концентрації: С _(NO3^-₎ =0,1 моль/дм³ (рC_NO3^- =1)

С _(NO3^-₎=0,01 моль/дм³ (рC_NO3^- =2)

С _(NO3^-₎=0,001 моль/дм³ (рC_NO3^- =3 )

С _(NO3^-₎=0,0001 моль/дм³ (рC_NO3^- =4 )

По вісі ординат градуювального графіку знаходять значення р C(NO₃^-) і за допомогою формул чи таблиць визначають вміст нітрат-іонів (міліграм на кілограм) у досліджуваному об’єкті.

Обробка результатів

При аналізі проб висушених до повітряно-сухого стану, масову долю нітратів у пробі в мг/кг, розраховують за формулою:

де V – об’єм екстрагуючого розчину, см³; 10^-рС(NO3) – від’ємний логарифм концентрації нітрат-іону у витяжці, моль/дм³; 62 – молярна маса іону NO₃^-, г; 10⁶ – коефіцієнт переводу долі одиниці в міліонні долі; 1000 – коефіцієнт переводу дм³ в см³; m – маса проби, що використовується для аналізу, г.

При аналізі проб зі звичайною вологістю масову долю нітратів у пробі у мг/кг, розраховують за формулою:

де W – масова доля води у пробі, %; 100 – коефіцієнт переводу процентів у долі одиниці; 1 – густина води, г/см³.

Розрахунки за наведеними рівняннями можна виконати використовуючи таблиці для переводу значень рC(NO₃^-) в масову долю нітрату в пробі.

За остаточним результатом випробування приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень. Результати визначають до першого десятичного знаку і округлюють до цілого числа.

При використанні приладу РБА ЕКОТЕСТ-2000 підготовку, калібрування та проведення вимірів за допомогою електроду ЕЛИС-121-NO₃ проводять у відповідності з інструкцією на прилад.