2 Analitičke metode i postupci

2.2 Fizičke i fizičko-kemijske metode

2.2.1 Bistrina i stupanj opalescencije tekućina

[01/2008:20201]

Vizualna metoda

Korištenjem identičnih epruveta za ispitivanje od bezbojnog, prozirnog, neutralnog stakla s ravnim dnom, unutarnjeg promjera 15-25 mm, usporedi se ispitivana tekućina sa svježe pripremljenom poredbenom suspenzijom kako je opisano u nastavku. Dubina sloja u epruveti mora biti 40 mm. Otopine se usporede prema difuznom dnevnom svjetlu 5 minuta nakon pripreme poredbene suspenzije, promatrajući vertikalno ispred crne pozadine. Difuzija svjetlosti mora biti takva da se poredbena otopina I može lako razlikovati od vode R i da se poredbena otopina I može lako razlikovati od poredbene otopine II.

Tekućina se smatra bistrom ukoliko je njezina bistrina jednaka bistrini vode R ili otapala koje se koristi za ispitivanje pod gore opisanim uvjetima ili ukoliko njezina opalescencija nije izraženija od opalescencije poredbene suspenzije I.

Otopina hidrazin sulfata. Otopi se 1,0 g hidrazin sulfata R u vodi R i razrijedi do 100,0 mL istim otapalom. Ostavi se stajati 4-6 h.

Otopina heksametilentetramina. U okrugloj tikvici s ubrušenim čepom od 100 mL, otopi se 2,5 g heksametilentetramina R u 25,0 mL vode R.

Primarna suspenzija za opalescenciju (suspenzija formazina). U otopinu heksametilentetramina u tikvici doda se 25,0 mL otopine hidrazin sulfata. Pomiješa se i ostavi stajati 24 sata. Ova je suspenzija stabilna 2 mjeseca, ukoliko se čuva u staklenom spremniku bez površinskih oštećenja. Suspenzija ne smije prianjati na staklo i mora se dobro promućkati prije uporabe.

Poredbeno sredstvo za opalescenciju. Razrijedi se 15,0 mL primarne suspenzije za opalescenciju do 1000,0 mL vodom R. Ova se suspenzija priprema svježe i može se čuvati do 24 h.

Poredbene suspenzije. Poredbene suspenzije pripreme se prema Tablica 2.2.1.-1. Promiješaju se i promućkaju prije uporabe.

Tablica 2.2.1.-1.

	I	II	III	IV
poredbeno sredstvo za opalescenciju	5,0 mL	10,0 mL	30,0 mL	50,0 mL
voda R	95,0 mL	90,0 mL	70,0 mL	50,0 mL

Poredbeno sredstvo za turbidimetriju. Suspenzija formazina pripremljena miješanjem jednakih volumena otopine hidrazin sulfata i otopine heksametilentetramina definirana je kao 4000 NTU (engl. nephelometric turbidity units) primarno poredbeno sredstvo. Poredbene suspenzije I, II, III i IV redom odgovaraju vrijednostima od 3 NTU, 6 NTU, 18 NTU i 30 NTU. Stabilizirane suspenzije formazina koje se mogu koristiti za pripremu stabilnih, razrijeđenih poredbenih sredstava za turbidimetriju dostupne su u komercijalnoj prodaji i mogu se koristiti nakon usporedbe s poredbenim sredstvima čija je priprema ranije opisana.

Formazin ima nekoliko poželjnih osobina koje ga čine izvrsnim poredbenim sredstvom za turbidimetriju. Može se obnovljivo pripremati iz sirovina kojima je određen sadržaj. Fizičke osobine čine ga poželjnim poredbenim sredstvom kod tehnika koje rabe raspršenje svjetlosti. Polimer formazina sastoji se od lanaca različitih duljina koji se umataju u nasumične konfiguracije. To rezultira širokim rasponom oblika i veličina čestica, što analitički odgovara različitim veličinama i oblicima čestica koje se mogu naći u stvarnim uzorcima. Upravo zbog obnovljivosti, osobina raspršivanja svjetlosti te sljedivosti formazina, algoritmi umjeravanja i izvedbene značajke uređaja temelje se većinom na tom poredbenom sredstvu.

2.2.2 Stupanj obojenosti tekućina

[01/2008:20202]

Ispitivanje stupnja obojenosti tekućina u području smeđe-žuto-crveno, provodi se prema dvije dolje navedene metode, kako je propisano u monografiji.

Otopina je bezbojna ako izgleda kao voda R ili otapalo ili nije jače obojena od poredbene otopine B₉.

Metoda II

Uporabom identičnih epruveta od bezbojnog, prozirnog i neutralnog stakla, ravnog dna, unutrašnjeg promjera 15 - 25 mm, usporedi se ispitivana tekućina u visini stupca od 40 mm s vodom R ili otapalom ili poredbenom otopinom (vidjeti: Tablice poredbenih otopina), kako je propisano u monografiji. Boje se usporede u difuznom danjem svjetlu, gledajući okomito prema bijeloj podlozi.

2.2.3 Potenciometrijsko određivanje pH

[01/2008:20203]

pH je broj koji predstavlja koncentraciju vodikovih iona u vodenoj otopini. Iz praktičnih razloga, njegova se definicija opisuje eksperimentalno. Odnos pH ispitivane otopine i poredbene otopine (pH_s) može se prikazati sljedećom jednadžbom:

gdje je E potencijal (izražen u voltima), ćelije koja sadrži ispitivanu otopinu, E_S potencijal (izražen u voltima), ćelije koja sadrži otopinu poznatog pH (pH_S), a k je promjena potencijala po jedinici izmjene u pH, (izražena u voltima) i izračunana iz Nernstove jednadžbe.

Tablica 2.2.3-1 - Vrijednosti k pri različitim temperaturama

temperatura (°C)	k [V]
15	0,0572
20	0,0582
25	0,0592
30	0,0601
35	0,0611

Potenciometrijsko se određivanje pH izvodi mjerenjem razlike potencijala između dviju prikladnih elektroda uronjenih u ispitivanu otopinu. Jedna je od tih elektroda osjetljiva na vodikove ione (obično staklena elektroda), a druga je poredbena elektroda (npr. zasićena kalomelova elektroda).

Uređaj. Mjerni je uređaj voltmetar s ulaznim otporom najmanje 100 puta većim od uporabljenih elektroda. Obično je graduiran u pH jedinicama i ima takvu osjetljivost da se postiže razlikovanje od najmanje 0,05 pH jedinica ili 0,003 V.

Tablica 2.2.3-2. - pH vrijednosti poredbenih puferskih otopina pri različitim temperaturama

temperatura (°C)	kalijev tetraoksalat 0,05 M	kalijev hidrogentartarat, zasićen, pri 25°C	kalijev dihidrogencitrat 0,05 M	kalijev hidrogenftalat 0,05 M	kalijev dihidrogen-fosfat 0,025 M + natrijev hidrogenfosfat 0,025 M	kalijev dihidrogenfosfat 0,0087 M + natrijev hidrogenfosfat 0,0303 M	natrijev tetraborat 0,01 M	natrijev karbonat 0,025 M + natrijev hidrogenkarbonat 0,025 M	kalcijev hidroksid, zasićen, pri 25°C
	C₄H₃KO₈, 2H₂O	C₄H₅KO₆	C₆H₇KO₇	C₈H₅KO₄	KH₂PO₄+ Na₂HPO₄	KH₂PO₄+ Na₂HPO₄	Na₂B₄O₇, 10H₂O	Na₂CO₃+ NaHCO₃	Ca(OH)₂
15	1,67		3,80	4,00	6,90	7,45	9,28	10,12	12,81
20	1,68		3,79	4,00	6,88	7,43	9,23	10,06	12,63
25	1,68	3,56	3,78	4,01	6,87	7,41	9,18	10,01	12,45
30	1,68	3,55	3,77	4,02	6,85	7,40	9,14	9,97	12,29
35	1,69	3,55	3,76	4,02	6,84	7,39	9,10	9,93	12,13
	+0,001	−0,0014	− 0,0022	+0,0012	−0,0028	−0,0028	−0,0082	−0,0096	−0,034
(1) promjene pH po Celzijusovom stupnju

Metoda. Osim ako nije drugačije propisano u monografiji, sva se mjerenja provode pri istoj temperaturi (20-25°C). Tablica 2.2.3-2 pokazuje promjene pH u odnosu na temperaturu brojnih poredbenih puferskih otopina za umjeravanje. Za korekciju temperature, kada je to potrebno, slijede se upute proizvođača. Uređaj se umjerava puferskom otopinom kalijevog hidrogenftalata (primarni standard) i nekom drugom puferskom otopinom različitog pH (poželjno je da je to jedna od otopina prikazanih u tablici gore). pH vrijednost treće puferske otopine između ova dva pH, očitana na skali, ne smije se razlikovati za više od 0,05 pH jedinica od vrijednosti koja odgovara toj otopini. Elektrode se urone u ispitivanu otopinu, a očitanje se izvede u istim uvjetima kao i za puferske otopine.

Kada je uređaj često u uporabi, provjere se moraju redovito provoditi. Ako se to ne učini, takvu je provjeru potrebno provesti prije svakoga mjerenja.

Sve se ispitivane otopine i poredbene puferske otopine moraju pripremati uporabom vode bez ugljikovog dioksida R.

PRIPREMA POREDBENIH PUFERSKIH OTOPINA

Kalijev tetraoksalat 0,05 M. Otopi se 12,61 g C₄H₃KO₈, 2H₂O u vodi bez ugljikovog dioksida R i razrijedi do 1000,0 mL istim otapalom.

Kalijev hidrogentartarat, zasićen na 25 °C. Snažno se mućka C₄H₅KO₆ u suvišku s vodom bez ugljikovog dioksida R pri 25 °C. Filtrira se ili dekantira. Priprema se neposredno prije uporabe.

Kalijev dihidrogencitrat 0,05 M. Otopi se 11,41 g C₆H₇KO₇ u vodi bez ugljikovog dioksida R i razrijedi do 1000,0 mL istim otapalom. Priprema se neposredno prije uporabe.

Kalijev hidrogenftalat 0,05 M. Otopi se 10,13 g C₈H₅KO₄, prethodno sušenog tijekom 1 sata na 110 ± 2°C, u vodi bez ugljikovog dioksida R i razrijedi do 1000,0 mL istim otapalom.

Kalijev dihidrogenfosfat 0,025 M + natrijev hidrogenfosfat 0,025 M. Otope se 3,39 g KH₂PO₄ i 3,53 g Na₂HPO₄, oba prethodno sušena tijekom 2 sata na 120 ± 2°C, u vodi bez ugljikovog dioksida R i razrijedi do 1000,0 mL istim otapalom.

Kalijev dihidrogenfosfat 0,0087 M + natrijev hidrogenfosfat 0,0303 M. Otope se 1,18 g KH₂PO₄ i 4,30 g Na₂HPO₄, oba prethodno sušena tijekom 2 sata na 120 ± 2°C, u vodi bez ugljikovog dioksida R i razrijedi do 1000,0 mL istim otapalom.

Natrijev tetraborat 0,01 M. Otopi se 3,80 g Na₂B₄O₇, 10H₂O u vodi bez ugljikovog dioksida R i razrijedi do 1000,0 mL istim otapalom. Čuva se zaštićeno od atmosferskog ugljikovog dioksida.

Natrijev karbonat 0,025 M + natrijev hidrogenkarbonat 0,025 M. Otope se 2,64 g Na₂CO₃ i 2,09 g NaHCO₃ u vodi bez ugljikovog dioksida R i razrijedi do 1000,0 mL istim otapalom. Čuva se zaštićeno od atmosferskog ugljikovog dioksida.

Kalcijev hidroksid, zasićen na 25 °C. Mućka se kalcijev hidroksid R u suvišku s vodom bez ugljikovog dioksida R i dekantira pri 25 °C. Čuva se zaštićeno od atmosferskog ugljikovog dioksida.

ČUVANJE

Puferske se otopine čuvaju u prikladnim, kemijski otpornim, nepropusnim spremnicima, kao što su staklene bočice od stakla I vrsti ili plastični spremnici prikladni za vodene otopine.

2.3 Identifikacija

2.3.1 Reakcije identifikacije iona i funkcionalnih skupina

[01/2008:20301]

KARBONATI I HIDROGENKARBONATI

U epruvetu se stavi 0,1 g ispitivane tvari koja se razmulji u 2 mL vode R ili se uporabi 2 mL propisane otopine. Doda se 3 mL razrijeđene acetatne kiseline R. Epruveta se odmah zatvori zatvaračem kroz koji prolazi staklena cjevčica dva puta savijena pod pravim kutom. Otopina ili suspenzija postaje pjenušava i nastaje bezbojan plin bez mirisa. Lagano se zagrije i plin uvodi u 5 mL otopine barijevog hidroksida R. Nastaje bijeli talog, koji se otapa u suvišku kloridne kiseline R1.

NATRIJ

a) Otopi se 0,1 g ispitivane tvari u 2 mL vode R ili se uporabi 2 mL propisane otopine. Doda se 2 mL 150 g/L otopine kalijevog karbonata R i zagrije do vrenja. Ne stvara se talog. Doda se 4 mL otopine kalijevog piroantimonata R i zagrije do vrenja. Ohladi se u ledenoj vodi. Ukoliko je potrebno, unutrašnjost se epruvete trlja staklenim štapićem. Nastaje gusti bijeli talog.

2.4 Ispitivanja s ograničenjem

2.4.1 Amonijak

[01/2008:20401]

Ako nije drukčije propisano radi se po metodi A.

METODA A

Propisana se količina ispitivane tvari otopi u 14 mL vode R u epruveti, ako je potrebno, zaluži se dodavanjem razrijeđene otopine natrijevog hidroksida R i razrijedi vodom R do 15 mL. U otopinu se zatim doda 0,3 mL lužnate otopine kalijevog tetrajodomerkurata R. Pripravi se poredbeno sredstvo miješanjem 10 mL standardne otopine amonijaka (1 ppm NH₄) R s 5 mL vode R i 0,3 mL lužnate otopine kalijevog tetrajodomerkurata R. Epruvete se začepe.

Nakon pet minuta, bilo koje žuto obojenje ispitivane otopine ne smije biti intenzivnije od obojenja poredbenoga sredstva.

2.4.2 Arsen

[01/2008:20402]

Metoda A

Napravu čini konusna tikvica od 100 mL zatvorena staklenim ubrušenim čepom, kroz koji je provučena staklena cjevčica duljine oko 200 mm i unutarnjeg promjera 5 mm (vidjeti: slika 2.4.2.-1). Donji dio cijevi sužava se do unutarnjega promjera 1,0 mm, a 15 mm od vrha nalazi se mali bočni otvor promjera 2 do 3 mm. Kada se cjevčica provuče kroz čep, bočni otvor treba biti najmanje 3 mm ispod donje površine čepa. Gornji kraj cjevčice ima izrazito ravnu, ubrušenu površinu, pod pravim kutom u odnosu na os cjevčice. Druga staklena cjevčica istog unutarnjeg promjera i dužine oko 30 mm, s istom ravnom ubrušenom površinom, postavi se u spoj s prvom, i učvrsti se dvjema spiralnim oprugama. U nižu cjevčicu umetne se rahlo 50 mg do 60 mg pamuka s olovnim acetatom R, ili pamučni čepić u kojem je smotan komadić papira s olovnim acetatom R mase 50 mg do 60 mg. Između gornjih ravnih površina cjevčica stavi se okrugli ili kvadratični komadić papira sa živinim bromidom R dovoljno velik da prekrije otvor cjevčice (15 mm × 15 mm).

Propisana količina ispitivane tvari otopi se u konusnoj tikvici u 25 mL vode R u slučaju da je ispitivana tvar otopina, vodom R prilagodi se volumen do 25 mL. Doda se 15 mL kloridne kiseline R, 0,1 mL otopine kositrovog(II) klorida R i 5 mL otopine kalijevog jodida R, ostavi se stajati 15 min i zatim doda 5 g aktiviranog cinka R. Odmah nakon toga spoje se dva dijela naprave, a tikvica uroni u vodenu kupelj na temperaturi pri kojoj se osigurava jednolično razvijanje plinova. Na isti se način priredi i poredbeno sredstvo od 1 mL standardne otopine arsena (1 ppm As) R, razrijeđene do 25 mL vodom R.

Nakon najmanje 2 sata mrlja na papiru sa živinim bromidom u ispitivanju s uzorkom ne smije biti intenzivnija nego s poredbenim sredstvom.

Slika 2.4.2.-1 Uređaj za utvrđivanje graničnih vrijednosti metodom A za arsen,

dimenzije u milimetrima

2.4.3 Kalcij

[01/2008:20403]

Sve otopine koje se rabe u ovom ispitivanju moraju se pripraviti s destiliranom vodom R.

U 0,2 ml alkoholne stadardne otopine kalcija (100 ppm Ca) R doda se 1 mL otopine amonijevog oksalata R. Nakon 1 min doda se mješavina 1 mL razrijeđene acetatne kiseline R i 15 mL otopine propisane količine ispitivane tvari, te promućka. Na isti se način pripremi poredbeno sredstvo uporabom smjese 10 mL vodene standardne otopine kalcija (10 ppm Ca) R, 1 mL razrijeđene acetatne kiseline R i 5 mL destilirane vode R.

Nakon 15 min, opalescencija ispitivane otopine ne smije biti intenzivnija nego poredbenog sredstva.

2.4.4 Kloridi

[01/2008:20404]

U 15 mL propisane otopine doda se 1 ml razrijeđene nitratne kiseline R, a potom se smjesa odjednom prelije u epruvetu koja sadrži 1 mL otopine srebrovog nitrata R2. Na isti se način pripravi poredbeno sredstvo od 10 mL standardne otopine klorida (5 ppm Cl) R i 5 mL vode R. Epruvete se promatraju bočno prema crnoj pozadini.

Nakon 5 min stajanja zaštićeno od svjetla, opalescencija ispitivane otopine ne smije biti intenzivnija nego poredbenog sredstva.

2.4.8 Teški metali

[07/2010:20408]

Opisane metode iziskuju uporabu tioacetamidnog reagensa R. Kao zamjena obično je prikladna otopina natrijevog sulfida R1 (0,1 mL). S obzirom da su metode koje su opisane u monografijama razvijene upotrebom tioacetamidnog reagensa R, ukoliko se umjesto njega uporabi otopina natrijevog sulfida R1, nužno je u metodama A, B i H uvesti kontrolnu otopinu pripravljenu iz količine ispitivane tvari propisane za ispitivanje, kojoj se doda volumen standardne otopine olova propisan za pripravu poredbene otopine. Ispitivanje nije valjano ukoliko se kontrolna otopina nije barem jednakog intenziteta kao poredbena otopina.

Metoda A

Ispitivana otopina. 12 mL propisane vodene otopine ispitivane tvari.

Poredbena otopina (poredbeno sredstvo). Smjesa 10 mL standardne otopine olova (1 ppm Pb) R ili standardne otopine olova (2 ppm Pb) R, kako je propisano, i 2 mL propisane vodene otopine ispitivane tvari.

Slijepa proba. Smjesa 10 mL vode R i 2 mL propisane vodene otopine ispitivane tvari.

U svaku se otopinu doda 2 ml puferske otopine pH 3,5 R. Pomiješa se i doda 1,2 ml tioacetamidnog reagensa R. Odmah se pomiješa. Nakon 2 min otopine se pregledaju.

Prikladnost sustava: U usporedbi sa slijepom otopinom, poredbena otopina pokazuje blago smeđe obojenje

Rezultat: Ispitivana tvar udovoljava ispitivanju ako bilo koje smeđe obojenje ispitivane otopine nije intenzivnije boje od poredbene otopine.

Ukoliko je teško procijeniti rezultat, otopine se filtriraju kroz prikladan membranski filtar (veličina pora 0,45 μm). Filtriranje mora biti sporo i jednolično, uz primjenu umjerenog i stalnog tlaka na klip. Usporede se mrlje na filtarpapiru dobivene različitim otopinama.

2.4.9 Željezo

[01/2008:20409]

Propisana količina ispitivane tvari otopi se u vodi R i razrijedi do 10 mL istim otapalom ili se uporabi 10 mL propisane otopine. Doda se 2 mL 200 g/L otopine citratne kiseline R i 0,1 mL tioglikolatne kiseline R. Pomiješa se, zaluži dodatkom amonijaka R i razrijedi do 20 mL vodom R. Na isti se način pripravi poredbeno sredstvo uporabom 10 mL standardne otopine željeza (1 ppm Fe) R.

Nakon 5 min, bilo kakvo ružičasto obojenje ispitivane otopine ne smije biti intenzivnije od obojenja poredbenoga sredstva.

2.4.13 Sulfati

[01/2008:20413]

Sve se uporabljene otopine u ovom ispitivanju moraju pripraviti s destiliranom vodom R.

Doda se 3 mL 250 g/L otopine barijevog klorida R u 4,5 mL standardne otopine sulfata (10 ppm SO₄) R1. Promućka se i ostavi stajati 1 min. U 2,5 mL ove suspenzije doda se 15 mL ispitivane otopine i 0,5 mL acetatne kiseline R. Na isti se način priredi poredbeno sredstvo, uporabom 15 mL standardne otopine sulfata (10 ppm SO₄) R umjesto ispitivane otopine.

Nakon 5 min bilo kakva opalescencija u ispitivanoj otopini ne smije biti intenzivnija od one u poredbenom sredstvu.