DIN 51790-4-2011 de 9467 Testing of liquid fuels - Determination of the vanadium and nickel content - Part 4 Determination by atomic absorption spectrometry (AAS) or by optical emi.pdf

1、Februar 2011DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINFachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des NMPPreisgruppe 6DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berli

2、n, gestattet.ICS 75.160.20!$lG“1739336www.din.deDDIN 51790-4Prfung flssiger Brennstoffe Bestimmung des Vanadium- und Nickelgehaltes Teil 4: Bestimmung durch Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) oderoptische Emissionsspektralanalyse mit induktiv gekoppeltem Plasma(ICP-OES) nach dem VeraschenTesting of

3、liquid fuels Determination of the vanadium and nickel content Part 4: Determination by atomic absorption spectrometry (AAS) or by optical emissionspectral analysis with inductively coupled plasma (ICP OES) after incinerationEssais des combustibles liquides Dtermination de la teneur en vanadium et ni

4、ckel Partie 4: Mthode par spectromtrie dabsorption atomique (AAS) ou par spectromtriedabsorption dmission optique avec plasma (ICP OES) aprs incinrationAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 51790-4:1988-11www.beuth.deGesamtumfang 8 SeitenDIN 51790-4:2011-02 Inhal

5、t Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich .4 2 Normative Verweisungen4 3 Kurzbeschreibung .4 4 Bezeichnung.4 5 Gerte und Prfmittel 5 5.1 Atomabsorptionsspektrometer (AAS)5 5.2 Atomemissionsspektrometer mit induktiv gekoppelten Plasma (ICP-OES Spektrometer) .5 5.3 Laborgerte 5 6 Chemikalien5 7 Probenvorb

6、ereitung.6 8 Herstellen der Vanadium- und Nickel-Bezugskurven 6 8.1 Null-Lsung6 8.2 Vanadium (V)-Bezugslsungen6 8.3 Nickel (Ni)-Bezugslsungen .7 9 Vorbereitung des Gertes.7 9.1 AAS-Gert.7 9.2 ICP-OES-Spektrometer7 10 Durchfhren der Messung 7 11 Auswertung 7 12 Angabe der Ergebnisse.8 13 Przision .8

7、13.1 Allgemeines8 13.2 Wiederholbarkeit, r 8 13.3 Vergleichbarkeit, R.8 14 Prfbericht8 2 DIN 51790-4:2011-02 Vorwort Dieses Dokument wurde vom NA 062-06-11 AA Atomspektrometrie“ im Fachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des Normenausschusses Materialprfung (NMP) erarbeitet. DIN 51790 Pr

8、fung flssiger Brennstoffe besteht aus Bestimmung des Vanadiumgehaltes, Vanadiumgehalt im Bereich 0,4 bis 4,0 mg/kg Teil 3: Bestimmung durch Nichtflammen-Atomabsorptionsspektroskopie nach dem Veraschen Bestimmung des Vanadium- und Nickelgehaltes Teil 4: Bestimmung durch Atomabsorptionsspektrometrie (

9、AAS) oder optische Emissionsspektralanalyse mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) nach dem Veraschen Bestimmung des Vanadium- und Nickelgehaltes Teil 6: Direkte Bestimmung durch optische Emissionsspektralanalyse mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP OES) Bestimmung des Vanadium- und Nickelgehalte

10、s Teil 7: Rntgenfluoreszenz-Analyse nach der Fundamental-Parameter-Methode nderungen Gegenber DIN 51790-4:1988-11 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) das Prfverfahren wurde um die Bestimmung von Ni und V mittels optische Emissionsspektralanalyse mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) erweit

11、ert; b) der Einsatz eines mikrowellenbeheizten Muffelofens wird beschrieben; c) die Kalibrierung und Auswertung wurden przisiert. Frhere Ausgaben DIN 51790-4: 1988-11 3 DIN 51790-4:2011-02 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt ein Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes an Vanadium und Nickel als M

12、assenanteil im Bereich 1 mg/kg Massenanteil in Heizlen, Rckstandslen und Mitteldestillaten mit Hilfe der Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) oder optischen Emissionsspektralanalyse mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) fest. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die A

13、nwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1333, Zahlenangaben DIN 51008-1, Optische Emissionsspektrometrie (OE

14、S) Teil 1: Begriffe fr Systeme mit Funken und Nieder-druckentladungen DIN 51008-2, Optische Emissionsspektrometrie (OES) Teil 2: Begriffe fr Systeme mit Flammen und Plasmen DIN 51401, Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) Begriffe DIN 51401-1 Beiblatt 1, Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) Teil 1: Begri

15、ffe, Erluterungen DIN EN ISO 4259, Minerallerzeugnisse Bestimmung und Anwendung der Werte fr die Przision von Prfverfahren 3 Kurzbeschreibung Die Probe wird in einer Platinschale verascht und der verbleibende Rest im Muffelofen bei (500 25) C geglht. Der Rckstand wird anschlieend unter Erwrmen in ko

16、nzentrierter Salzsure aufgenommen. Diese Lsung wird in einen Messkolben berfhrt. Anschlieend wird der Messkolben mit destilliertem oder entionisiertem Wasser, dem ein Elektronendonator zugesetzt wurde, bis zur Messmarke aufgefllt. Der Vanadium- und Nickelgehalt dieser salzsauren Lsung wird durch Ato

17、mabsorptionsspektrometrie oder optische Emissionsspektralanalyse mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) bestimmt. Verglichen wird mit salzsauren Vanadium- und NickelBezugslsungen. Bei der Endbestimmung mittels ICP-OES ist der Zusatz eines Elektronendonators nicht erforderlich. 4 Bezeichnung Bezei

18、chnung des Verfahrens nach dieser Norm zur indirekten Bestimmung des Gehaltes an Vanadium und Nickel von flssigen Brennstoffen durch Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) oder optische Emissions-spektralanalyse mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP OES): Prfung DIN 51790-4 4 DIN 51790-4:2011-02 5 Gerte

19、und Prfmittel 5.1 Atomabsorptionsspektrometer (AAS) 5.1.1 Atomabsorptionsspektrometer (siehe auch DIN 51401) mit Untergrundkompensation und Hohlkathodenlampe fr die jeweilige Elementbestimmung. 5.1.2 Lachgas/Acetylenbrenner (fr Vanadium) bzw. Luft/Acetylenbrenner (fr Nickel). Die Analysenlinie wird

20、fr Vanadium bei 318 nm und fr Nickel bei 232 nm eingestellt. 5.2 Atomemissionsspektrometer mit induktiv gekoppelten Plasma (ICP-OES Spektrometer) Geeignet sind alle ICP-OES Spektrometer (Simultan- oder Sequenzgerte, siehe auch DIN 51008-1 und DIN 51008-2), die fr die Analyse wssriger Flssigkeiten au

21、sgerstet sind. Zur Einhaltung der Przision ist die Verwendung einer Frderpumpe fr die Probendosierung zum Zerstuber erforderlich Tabelle 1 gibt Auskunft ber bewhrte und auch ber gestrte Analysenlinien. Tabelle 1 Wellenlnge Element Wellenlnge in nm Vanadium 311,07 / 292,40 weitere Linien 268,80; 292,

22、40; 311,84 Nickel 231,60 / 227,02 weitere Linien 216,55; 231,60 (C-Strung); 241,61 (Co-Strung) 5.3 Laborgerte 5.3.1 Muffelofen, beheizt durch Ohmsche Wiederstandselemente oder durch Mikrowellenstrahlung. 5.3.2 Analysenwage, z. B. elektronische Waage mit Tara-Ausgleich und ablesbar auf 0,1 mg. 5.3.3

23、Probengefe, Messkolben 25 ml, 100 ml und 1 000 ml mit Kegelhlse und Stopfen. 5.3.4 Pipetten und Kolbenbretten 5.3.5 Platinschale und Tiegelzange 5.3.6 Gasbrenner 6 Chemikalien Alle Chemikalien mssen dem Reinheitsgrad zur Analyse“ entsprechen. Es ist ausschlielich destilliertes oder entionisiertes Wa

24、sser zu verwenden. 6.1 Salzsure, zur Analyse mit einem Massenanteil (HCl) = 37 % (konzentriert). 5 DIN 51790-4:2011-02 6.2 Wrige Vanadium- und Nickelstandardlsung1)z. B. = 1 000 mg/l. 6.3 Benzolsulfonsure. 6.4 Csiumchlorid (als Elektronendonator), Csiumchloridlsung mit einer Massenkonzentration von

25、0,1 g/100 ml. 6.5 Gasversorgung mit Luft/Acetylen bzw. Lachgas/Acetylen. 6.6 Argon, mit einem Massenanteil von (Ar) 99,996 %. 7 Probenvorbereitung Die auf 60 C erwrmte Probe wird durch krftiges Schtteln oder im Ultraschallbad homogenisiert. 25,0 g der homogenisierten Probe werden in eine Platinschal

26、e eingewogen, mit 1,0 g Benzolsulfonsure versetzt, mit der Flamme eines Gasbrenners zum Brennen gebracht und unter Kontrolle vorsichtig abgebrannt. Beim Einsatz des mikrowellenbeheizten Muffelofens kann auf diese Vorveraschung verzichtet werden. Spritzverluste infolge Wasseranteilen sind durch langs

27、ames Aufheizen (z. B. Sandbad) zu vermeiden. Die abgebrannte Probe wird anschlieend im Muffelofen mit Ohmscher Wiederstandsheizung bei (500 25) C mindestens 6 h geglht. Beim Einsatz des mikrowellenbeheizten Muffelofens wird der Platintiegel mit dem Probengut auf (500 25) C erhitzt und geglht. Der ve

28、rbleibende kohlenstofffreie Rckstand wird mit 5 ml konzentrierter Salzsure unter Erwrmen von der Wandung und dem Boden der Platinschale abgelst. Der salzsaure Rckstand wird mit wssriger Csiumchloridlsung mit einer Massenkonzentration von 0,1 g/100 ml unter Erwrmen verdnnt und auf 25 ml aufgefllt. Di

29、ese Lsung entspricht danach in ihrem Suregehalt den Null-Lsungen bzw. Bezugslsungen. Probelsung mit ungelsten Rckstnden werden durch ein trockenes Filter filtriert. Bei hohen Konzentrationen wird ein aliquoter Teil aus dem 25-ml-Messkolben fr die Bestimmung des Vanadiums und Nickels entnommen. 8 Her

30、stellen der Vanadium- und Nickel-Bezugskurven 8.1 Null-Lsung In einem 1 000-ml-Messkolben werden 200 ml der konzentrierten Salzsure und 1,00 g Csiumchlorid als Elektronendonator gegeben. Anschlieend wird der Messkolben mit Wasser bis zur Messmarke aufgefllt und geschttelt. Bei der Endbestimmung mitt

31、els ICP-OES ist der Zusatz eines Elektronendonators nicht erforderlich. 8.2 Vanadium (V)-Bezugslsungen Aus der Standardlsung werden durch entsprechendes Verdnnen mit Null-Lsung Bezugslsungen mit einem Massenanteil von 1 mg/l, 5 mg/l, 10 mg/l, 15 mg/l, 25 mg/l, 50 mg/l hergestellt. Die Verdnnungsverh

32、ltnisse fr das Aufstellen der Bezugskurve sind dem linearen Messbereich des verwendeten AAS- bzw. ICP-OES-Gertes anzupassen. 1) ber Bezugsquelle gibt Auskunft: DIN Bezugsquellen fr normgerechte Erzeugnisse im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Burggrafenstrae 6, 10787 Berlin. 6 DIN 51790-4:201

33、1-02 8.3 Nickel (Ni)-Bezugslsungen Aus der Standardlsung werden durch entsprechendes verdnnen mit Null-Lsung Bezugslsungen mit einem Massenanteil von 1 mg/l, 3 mg/l, 5 mg/l, 10 mg/l hergestellt. Die Verdnnungsverhltnisse fr das Aufstellen der Bezugskurve sind dem linearen Messbereich des verwendeten

34、 AAS- bzw. ICP-OES-Gertes anzupassen. 9 Vorbereitung des Gertes 9.1 AAS-Gert Das AAS-Gert darf erst etwa 10 min nach Einschalten der Vanadium- oder Nickel-Hohlkathodenlampe benutzt werden. Fr Vanadium und Nickel werden Einelementlampen empfohlen. Die Nickelbestimmung wird vorzugsweise mit der ruhige

35、r brennenden Acetylen/Luft-Flamme durchgefhrt. Fr die Vanadium-Bestimmung ist die heiere Acetylen-Lachgas-Flamme erforderlich. 9.2 ICP-OES-Spektrometer Das ICP-OES Spektrometer ist nach der Betriebsanleitung des Herstellers in Betrieb zu nehmen. 10 Durchfhren der Messung Der Nullwert wird durch Eins

36、prhen der Null-Lsung eingestellt. Die Vanadium- oder Nickelbezugslsungen werden nacheinander in aufsteigender Gehaltsfolge in die Flamme bzw. das Plasma gesprht. Danach wird die zu analysierende Probe vermessen. Je Bestimmung sind mindestens drei Messungen durchzufhren. Aus den Einzelwerten ist das

37、arithmetische Mittel zu bilden. Nullwert, Linearitt und Wiederholbarkeit sind zu beachten. Stark gekrmmte Bezugskurven oder stark gekrmmte Teile davon drfen in die Auswertung nicht einbezogen werden. 11 Auswertung Die Bezugsfunktion durch lineare Regressionsrechnung aus den Kalibrierdaten und der El

38、ementgehalt in der Probenlsung, c, wird durch die Gertesoftware ausgegeben. Der Elementgehalt der Probe, ausgedrckt in mg/kg, wird nach folgender Gleichung berechnet: mVc= Dabei ist der Elementgehalt, in mg/kg; c der aus der Kalibriergerade entnommene bzw. errechnete Elementgehalt in der Probenlsung

39、, in mg/l; V das Messkolbenvolumen der Probenlsung, in ml; m die Einwaage der Probenlsung, in g. Zustzliche Verdnnungsschritte sind bei der Berechnung zu bercksichtigen. 7 DIN 51790-4:2011-02 8 12 Angabe der Ergebnisse Der Vanadium- oder der Nickelgehalt der Probe wird unter Hinweis auf diese Norm a

40、ls Massenanteil (V) oder (Ni) in mg/kg gerundet angegeben. Beim Runden auf die letzte Stelle ist DIN 1333 zu bercksichtigen. 13 Przision 13.1 Allgemeines Die angegebene Przision wurde durch statistische Untersuchungen in bereinstimmung mit DIN EN ISO 4259 anhand von Ringversuchsergebnissen ermittelt

41、. Die nachstehenden Festlegungen gelten nur fr die im Anwendungsbereich dieser Norm aufgefhrten Produkte mit Massenanteilen in der Probe an Vanadium zwischen 1 mg/kg und 100 mg/kg und an Nickel zwischen 1 mg/kg und 50 mg/kg. 13.2 Wiederholbarkeit, r Der Unterschied zwischen zwei Ergebnissen, die von

42、 demselben Beobachter mit demselben Gert unter konstanten Arbeitsbedingungen an derselben Probe ermittelt werden, wrde auf die Dauer bei blicher und korrekter Anwendung des Verfahrens sich um nicht mehr als 5 % relativ bezogen auf den Mittelwert dieser Ergebnisse unterscheiden. 13.3 Vergleichbarkeit

43、, R Der Unterschied zwischen zwei einzelnen und unabhngigen Ergebnissen, die von verschiedenen Beobachtern in verschiedenen Laboratorien an gleichen Proben ermittelt werden, wrde auf die Dauer bei blicher und korrekter Anwendung des Verfahrens sich um nicht mehr als 20 % relativ bezogen auf den Mitt

44、elwert dieser Ergebnisse unterscheiden. 14 Prfbericht Der Prfbericht muss mindestens folgende Angaben enthalten: a) Verweisung auf diese Norm; b) Art und vollstndige Kennzeichnung des zu prfenden Erzeugnisses; c) Prfergebnis; d) jede Abweichung, vereinbart oder nicht, von dem in dieser Norm festgelegtem Verfahren; e) Prfdatum.