DIN 53770-16-2007 Pigments and extenders - Determination of matter soluble in hydrochloric acid - Part 16 Determination of 12 elements by inductively coupled plasma atomic emission.pdf

1、September 2007DEUTSCHE NORM Normenausschuss Pigmente und Fllstoffe (NPF) im DINNormenausschuss Beschichtungsstoffe und Beschichtungen (NAB) im DINPreisgruppe 7DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Nor

2、mung e.V., Berlin, gestattet.ICS 87.060.10!,xs$“9858001www.din.deDDIN 53770-16Pigmente und Fllstoffe Bestimmung der salzsurelslichen Anteile Teil 16: Bestimmung von 12 Elementen durch induktiv gekoppeltePlasma-Atom-EmissionsspektrometriePigments and extenders Determination of matter soluble in hydro

3、chloric acid Part 16: Determination of 12 elements by inductively coupled plasma atomic emissionspectroscopyPigments et matires de charge Dtermination des matires solubles dans lacide chlorhydrique Partie 16: Dosssage des 12 lments par spectroscopie dmission atomique avecplasma coupl par inductionAl

4、leinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 8 SeitenDIN 53770-16:2007-09 2 Vorwort Die vorliegende Norm wurde vom NA 078-00-14 GA Analysenverfahren fr Farbmittel“ ausgearbeitet. In dieser Norm bedeutet Prozent (%) bei Angabe von Gehalten Massenanteil in Proz

5、ent. Folgende Abkrzungen sind eingefhrt und werden auch in dieser Norm angewendet: AAS fr Atomabsorptionsspektrometrie AAS-Gert fr Atomabsorptionsspektrometer ICP-OES fr optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma Der in diese Normenreihe neu aufgenommene Teil 16 enthlt das ICP-O

6、ES-Verfahren, mit dem die salz-surelslichen Gehalte von 12 Elementen gleichzeitig bestimmt werden knnen. DIN 53770 Pigmente und Fllstoffe Bestimmung der salzsurelslichen Anteile“ besteht aus: Teil 1: Herstellen von Sureextrakten Teil 2: Gehalt an Antimon Teil 3: Gehalt an Arsen Teil 4: Gehalt an Bar

7、ium Teil 5: Gehalt an Blei Teil 6: Gehalt an Cadmium Teil 7: Gehalt an Chrom Teil 8: Gehalt an Chrom(VI) Teil 9: Gehalt an Kobalt Teil 10: Gehalt an Kupfer Teil 11: Gehalt an Mangan Teil 12: Gehalt an Nickel Teil 13: Gehalt an Quecksilber Teil 14: Gehalt an Selen Teil 15: Gehalt an Zink Teil 16: Bes

8、timmung von 12 Elementen durch induktiv gekoppelte Plasma-Atom-Emissions-spektrometrie DIN 53770-16:2007-09 3 1 Anwendungsbereich Das Verfahren nach dieser Norm (ICP-OES-Verfahren) dient zum gleichzeitigen Bestimmen der Gehalte von 12 Elementen in Pigmenten und Fllstoffen (im Folgenden zur Vereinfac

9、hung der Formulierung kurz Pigmente genannt), die in Salzsure, c(HCl) = 0,07 mol/l, lslich sind. Die 12 Elemente sind Antimon, Arsen, Barium, Blei, Cadmium, Chrom, Kobalt, Kupfer, Mangan, Nickel, Selen und Zink. Das Verfahren nach dieser Norm ist auch auf Extrakte anwendbar, die aus Fllstoffen erhal

10、ten werden, welche in 0,07 molarer Salzsure schwer lslich sind. Das Verfahren dient zum Bestimmen der in Salzsure lslichen Element-Anteile (siehe Tabelle 1). 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokumentes erforderlich. Bei datierten Verweisungen gi

11、lt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Aus-gabe des in Bezug genommenen Dokumentes (einschlielich aller nderungen). DIN 12664-2, Laborgerte aus Glas Messkolben mit einer Marke, Messkolben mit Gewindeanschluss DIN 12691, Laborgerte aus Glas Vollpipetten mi

12、t einer Marke, schnellablaufend, Wartezeit 15 Sekun-den, Klasse AS DIN 51401-1, Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) Begriffe DIN 53770-1, Prfung von Pigmenten und Fllstoffen Bestimmung der salzsurelslichen Anteile Herstellen von Sureextrakten DIN EN ISO 385, Laborgerte aus Glas Bretten) DIN EN ISO 47

13、88, Laborgerte aus Glas Messzylinder und Mischzylinder DIN EN ISO 8655-2, Volumenmessgerte mit Hubkolben Teil 2: Kolbenhubpipetten 3 Kurzbeschreibung Die optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) ist eine Messtechnik zur quantitativen Analyse von Elementen mit Hilfe d

14、er Atomemission. Die Messlsung wird zerstubt und das Aerosol mit Hilfe eines Trgergases in ein induktiv gekoppeltes Plasma transportiert. Dort werden die Atome zur Strahlung angeregt. Diese wird in einem Spektrometer spektral zerlegt und die Intensitten der charakteristischen Strahlung werden elektr

15、onisch gemessen. Die quantitative Analyse erfolgt durch Kalibrierung mit Bezugslsungen. 4 Strungen Bei der ICP-OES knnen grundstzlich spektrale Strungen durch Linienkoinzidenzen und Untergrund-beeinflussungen sowie nicht-spektrale Strungen durch die Probenmatrix auftreten. Bei der Auswahl der Elemen

16、tlinien sollte sorgfltig auf nicht gestrte Analysenlinien geachtet werden. Eine Untergrundkorrektur ist nach Angaben des ICP-OES-Gerteherstellers durchzufhren. Nicht-spektrale Strungen sind durch Matrixanpassung von Proben- und Bezugslsung zu kompensieren. DIN 53770-16:2007-09 4 5 Gerte bliches Labo

17、r- und Glasgert (nach DIN 12664-2, DIN EN ISO 385, DIN EN ISO 4788 und DIN 12691), zusammen mit: 5.1 ICP-Emissionsspektrometer, ausgerstet mit geeignetem Zerstubersystem 5.2 Trgergas (Argon), reinst 6 Reagenzien 6.1 Allgemeines Die Reagenzien mssen hinsichtlich ihres Reinheitsgrades fr die Spurenana

18、lyse geeignet sein. Der Gehalt des Wassers und der Reagenzien an den zu bestimmenden Elementen muss im Vergleich zur geringsten zu bestimmenden Konzentration vernachlssigbar klein sein. 6.2 Salzsure, c(HCl) = 30 % 6.3 Salzsure, c(HCl) = 0,07 mol/l 70,0 ml Salzsure (6.2) in einen 1 000-ml-Messkolben

19、pipettieren und mit Wasser bis zur Marke auffllen. 6.4 Element-Stammlsungen, As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Se und Zn = je 1 000 mg/l 6.5 Einzel-Element-Standardlsungen Aus den Element-Stammlsungen (6.4) Einzel-Element-Standardlsungen herstellen, wobei ein einzelner Verdnnungsschritt nicht

20、ber den Faktor 100 hinausgehen sollte. Dazu z. B. 1,00 ml einer Element-Stammlsung in einen 100-ml-Messkolben pipettieren, mit 1 ml Salzsure (6.2) versetzen und mit Wasser bis zur Marke auffllen. 6.6 Multi-Element-Bezugslsungen Aus den Einzel-Element-Standardlsungen (6.5) Multi-Element-Bezugslsungen

21、 unterschiedlicher Konzen-trationen herstellen. Diese so whlen, dass der Konzentrationsbereich jeder Probenlsung vollstndig abgedeckt wird. DIN 53770-16:2007-09 5 Bei der Zusammenstellung von Multi-Element-Bezugslsungen stets auf die chemische Vertrglichkeit und die Mglichkeit der Hydrolyse der Elem

22、ente achten. 6.7 Blindwert-Lsung Als Blindwert-Lsung dient die zur Extraktion eingesetzte Salzsure (6.3). 7 Durchfhrung 7.1 Probenvorbereitung Die Probe (m0) des zu prfenden Produktes, wie in DIN 53770-1 angegeben, extrahieren. Den erhaltenen klaren Extrakt (V0), ohne auf ein bestimmtes Volumen aufz

23、ufllen, fr die Bestimmung nach 7.3 verwenden. 7.2 Kalibrierung Vor Beginn der Messung die apparativen Parameter nach der Betriebsanleitung des Gerteherstellers einstellen. Insbesondere auf die Stabilitt des Zerstubers, des Plasmas und der Spektrometeroptik achten. Es wird empfohlen, die in der Tabel

24、le 1 aufgelisteten Analysenlinien zur quantitativen Analyse zu benutzen. Fr jedes zu bestimmende Element eine Kalibriergerade aufstellen. Sie resultiert aus mindestens zwei Messpunkten Blindwert-Lsung (6.7) und eine Multi-Element-Bezugslsung (6.6), wenn die Linearitt des Anwendungsbereichs gesichert

25、 ist. Andernfalls mehrere Multi-Element-Bezugslsungen (in der Regel 5) gleichmig ber den Anwendungsbereich verteilt benutzen. DIN 53770-16:2007-09 6 Tabelle 1 Auflistung der empfohlenen Analysenlinien mit zugehrigen Bestimmungsgrenzen der Elemente Analysenlinie nm Unterer Messwert in der Lsung mg/l

26、Unterer Konzentrationswert in der Pigmentprobe a mg/kg As 189,042 193,696 0,1 0,1 1,5 1,5 Ba 233,527 455,403 0,004 0,002 0,06 0,03 Cd 214,438 226,502 0,01 0,01 0,15 0,15 Co 228,616 258,033 0,01 0,01 0,15 0,15 Cr 205,552 267,716 0,01 0,01 0,15 0,15 Cu 217,894 223,008 0,01 0,01 0,15 0,15 Mn 257,610 26

27、0,569 0,002 0,01 0,03 0,15 Ni 231,604 239,452 0,02 0,01 0,30 0,15 Pb 220,353 0,1 1,5 Sb 206,833 217,581 0,1 0,1 1,5 1,5 Se 196,026 203,985 0,1 0,1 1,5 1,5 Zn 206,191 213,856 0,01 0,005 0,15 0,075 aBei direkter Messung des unter 7.1 erhaltenen Extraktes. 7.3 Messung Den klaren Extrakt mit den gleiche

28、n Gerteeinstellungen wie beim Messen der Multi-Element-Bezugslsungen messen. Die Messung liefert die Massenkonzentrationen Aider Elemente im Extrakt. Liegt der Messwert des Extraktes ber dem Messwert der Bezugslsung mit der hchsten Elementkonzen-tration, muss der Extrakt entsprechend mit Salzsure (6

29、.3) verdnnt werden (Verdnnungsfaktor F). 7.4 Auswertung Die Gehalte an salzsurelslichen Elementen als Massenanteil w(E), in Milligramm je Kilogramm, nach folgender Gleichung berechnen: 00i)(mVFAEw= (1) DIN 53770-16:2007-09 7 Dabei ist Aidie Massenkonzentration des Elementes i in der Messlsung, in Mi

30、lligramm je Liter; F der Verdnnungsfaktor der Probenlsung; V0 das Extraktionsvolumen, in Liter; m0die Masse der Probenmenge, in Kilogramm. 8 Verfahrenskenndaten Typische statistische Verfahrenskenndaten sind in den Tabellen 2 und 3 enthalten. Tabelle 2 Przision und Richtigkeit Analysenlinie Nm Sollw

31、ert mg/kg Mittelwert mg/kg Standard-abweichung rel. in % Wiederfindung % As 188,979 193,696 1,54 1,54 1,65 1,61 6,4 8,1 107 104 Ba 233,527 455,403 0,15 0,15 0,14 0,13 5,8 10,9 93 87 Cd 214,440 226,502 0,77 0,77 0,77 0,78 1,2 1,4 101 102 Co 228,616 238,892 258,033 0,77 0,77 0,77 0,85 0,77 0,77 3,2 1,

32、3 2,0 110 100 100 Cr 205,560 267,716 0,77 0,77 0,78 0,78 1,9 0,6 101 102 Cu 217,894 324,752 0,77 0,77 0,80 0,77 0,0 3,4 104 100 Mn 257,610 260,569 0,15 0,15 0,15 0,15 0,0 0,0 100 100 Ni 231,604 232,003 239,452 0,77 0,77 0,77 0,78 0,80 0,77 3,0 4,4 3,7 101 103 100 Pb 220,353 1,54 1,58 6,8 103 Sb 206,

33、833 217,581 1,54 1,54 1,57 1,55 4,0 9,1 102 101 Se 196,026 203,985 1,54 1,54 1,61 1,58 5,7 7,8 104 102 Zn 206,200 213,856 0,15 0,15 0,14 0,13 25,8 28,0 91 88 DIN 53770-16:2007-09 8 Tabelle 3 Wiederfindung Analysenlinie Nm Sollwert mg/kg Mittelwert mg/kg Standard-abweichung rel. in % Wiederfindung %

34、As 188,979 193,696 7,70 7,70 7,78 7,82 1,8 1,7 101 101 Ba 233,527 455,403 0,77 0,77 0,78 0,77 2,9 1,7 101 100 Cd 214,440 226,502 3,85 3,85 3,86 3,86 2,8 2,0 100 100 Co 228,616 238,892 258,033 3,85 3,85 3,85 3,86 3,87 3,83 2,4 2,0 1,7 100 101 100 Cr 205,560 267,716 3,85 3,85 3,86 3,85 1,3 1,5 100 100

35、 Cu 217,894 324,752 3,85 3,85 3,89 3,86 3,3 1,7 101 100 Mn 257,610 260,569 0,77 0,77 0,77 0,77 1,7 1,7 100 100 Ni 231,604 232,003 239,452 3,85 3,85 3,85 3,89 3,91 3,88 1,4 1,4 3,6 101 102 101 Pb 220,353 7,70 7,87 2,3 102 Sb 206,833 217,581 7,70 7,70 7,79 7,85 1,2 2,5 101 102 Se 196,026 203,985 7,70

36、7,70 7,80 7,81 1,1 0,7 101 101 Zn 206,200 213,856 0,77 0,77 0,78 0,78 2,4 3,4 101 101 9 Prfbericht Der Prfbericht muss mindestens die folgenden Angaben enthalten: a) alle Angaben, die zum Kennzeichnen des geprften Produktes notwendig sind; b) einen Hinweis auf diese Norm (DIN 53770-16); c) Prfergebnisse als Einzelwerte und Mittelwerte: Gehalt an salzsurelslichem Antimon, Arsen, Barium, Blei, Cadmium, Chrom, Kobalt, Kupfer, Mangan, Nickel, Selen und Zink in Milligramm je Kilogramm; d) jede Abweichung vom festgelegten Verfahren; e) Prfdatum.