Разработка стандартного образца состава йодата калия: применение прямого и косвенного подходов к оценке чистоты соли

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Приведены результаты определения массовой доли основного компонента (йодата калия) в йодате калия, полученные прямым (с использованием метода кулонометрического титрования с контролем мешающих примесей методом ионной хроматографии) и косвенным (по схеме 100% минус сумма примесей с учетом их форм присутствия) способами. Показано, что прямой и косвенный способы дают согласующиеся результаты: 99.966±0.014% и 99.976±0.010% соответственно. Полученные результаты измерений с учетом неопределенности согласуются с опорным значением массовой доли йодата калия 99.980±0.006%, полученным на этом же материале в международных ключевых сличениях CCQM-K152 Assay of potassium iodate, в которых приняли участие национальные метрологические институты семи стран. Особенностью реализованного в данной работе косвенного способа определения массовой доли йодата калия является построение модели химического состава анализируемого объекта на основе априорных и экспериментальных данных с использованием двух базовых принципов при суммировании содержания примесей: условия материального (массового) баланса и принципа электронейтральности. Разработан высокоточный стандартный образец состава йодата калия ГСО 11713-2021 с интервалом аттестованных значений массовой доли йодата калия 99.000–100.000%, йода 59.242–59.301%, массовой доли кислорода 22.406–22,429%, расширенной неопределенностью аттестованных значений при k = 2(0.020−0.030)%.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. В. Собина

Уральский научно-исследовательский институт метрологии – филиал Федерального государственного унитарного предприятия “Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева”

Author for correspondence.
Email: sobinaav@uniim.ru
Russian Federation, Екатеринбург

Е. П. Собина

Уральский научно-исследовательский институт метрологии – филиал Федерального государственного унитарного предприятия “Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева”

Email: sobinaav@uniim.ru
Russian Federation, Екатеринбург

А. Ю. Шимолин

Уральский научно-исследовательский институт метрологии – филиал Федерального государственного унитарного предприятия “Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева”

Email: sobinaav@uniim.ru
Russian Federation, Екатеринбург

Т. Н. Табатчикова

Уральский научно-исследовательский институт метрологии – филиал Федерального государственного унитарного предприятия “Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева”

Email: sobinaav@uniim.ru
Russian Federation, Екатеринбург

References

  1. Moody J.R., Greenberg R.R., Pratt K.W., Rains T.C. Recommended inorganic chemicals for calibration // Anal. Chem. 1988. V. 60. № 21. P. 1203.
  2. Mariassy M., Hanková Z., Hwang E., Lim Y., Pratt K.W., Hioki A., Asakai T., Wu B., Ma L., Chao W., Sobina A.V., Shimolin A.Y., Wiler B.S. Junior, Borges P.P. Matehuala F.J., Segoviano F., Rivera G., Ramírez P., Arvizu M.R., Ortiz-Aparicio J.L. .CCQM-K96 final report: Determination of amount content of dichromate // Metrologia. 2013. V. 50. Tech. Suppl. 08012. P. 14. doi: 10.1088/0026-1394/50/1A/08012
  3. Ma L., Wu B., Mariassy M., Pratt K.W., Hwang E., Manzano J.V., Kozlowski W., Borges P.P., Waters J.F., Suzuki T., Shimolin A.Y., Terentiev G.I., CCQM-K48.2014 Final report: Assay of potassium chloride // Metrologia. 2016. V. 53. Tech. Suppl. 08012. P. 25. doi: 10.1088/0026-1394/53/1A/08012
  4. Wu B., Recknagel S., Meinhardt R., Rivera-Sánchez G., Ortiz-Aparicio J.L., Rozikova M., Borges P.P., Sobral S.P., Zhou T., Zhang J., Asakai T., Glebov A., Melnikov A., Gavrilkin V., Petrenko A., Tkachenko V., Máriássy M., Hanková Z., Shimolin A. CCQM-K173 Final report: Assay of sodium carbonate // Metrologia. 2023. V. 60. Tech. Suppl. 08004. P. 25. doi: 10.1088/0026-1394/60/1A/08004
  5. IUPAC Project 2019-012-1-500. Influence of a mass balance constraint on uncertainty of test results of a substance or material and risks in its conformity assessment, 2019. https://iupac.org/project/2019-012-1-500 (дата обращения: 20.04.2023).
  6. Kuselman I., Pennecchi F.R., da Silva R.J.N.B., Hibbert D.B. IUPAC/CITAC guide: Evaluation of risks of false decisions in conformity assessment of a multicomponent material or object (IUPAC Technical Report) // Pure Appl. Chem. 2020. V. 92. № 1. P. 113. https://doi.org/10.1515/pac-2019-0906
  7. Pennecchi F.R., Kuselman I., Di Rocco A., Hibbert D.B., Sobina A., Sobina E. Specific risks of false decisions in conformity assessment of a substance or material with a mass balance constraint – A case study of potassium iodate // Measurement. 2021. V. 173. P. 8. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108662
  8. Лайтинен Г.А., Харрис В.Е. Химический анализ / Пер. с англ. под ред. Ю. А. Клячко. 2-е изд., перераб. М.: Химия, 1979. 624 с.
  9. ISO 7393-3:1990 Water quality – Determination of free chlorine and total chlorine – Part 3: Iodometric titration method for the determination of total chlorine.
  10. Ma L. Determination of the purity of potassium iodate by constant-current coulometry // Accred. Qual. Assure. 2002. V. 7. P. 163.
  11. Asakai T., Murayama M., Tanaka T. Precise coulometric titration of sodium thiosulfate and development of potassium iodate as a redox standard // Talanta. 2007. V. 73. P. 346.
  12. Девятых Г.Г., Ковалев И.Д., Малышев К.К., Осипова Л.И., Степанов В.М., Яньков С.В. Анализ данных по примесному составу образцов простых твердых веществ выставки-коллекции веществ особой чистоты // Высокочистые вещества. 1992. № 5–6. С. 7.
  13. Малышев К.К., Степанов В.М. Статистическая оценка суммарной концентрации примесей по неполным данным анализа на примере Te, Mn, Al // Высокочистые вещества. 1990. № 2. С. 229.
  14. Balaram V. Recent developments in analytical techniques for characterization of ultra pure materials — An overview // Bull. Mater. Sci. 2005. V. 28. № 4. P. 345.
  15. Медведевских С.В., Собина Е.П., Мигаль П.В., Горяева Л.И., Горбунова Е.М., Табатчикова Т.Н., Собина А.В., Фирсанов В.А., Медведевских М.Ю., Крашенинина М.П. К вопросу о применении чистых неорганических веществ в метрологии аналитических измерений // Эталоны. Стандартные образцы. 2014. № 3. С. 58.
  16. Vogl J. Roadmap for the purity determination of pure metallic elements. Basic principles and helpful advice. 2017. P. 9 https://www.bipm.org/documents/20126/55229074/CCQM-IAWG-2017-28/ddfdacde-6d7c-0d4d-ee97-c5702def7565 (дата обращения: 20.04.2023).
  17. Собина Е.П., Собина А.В., Табатчикова Т.Н. Способ определения массовой доли основного компонента в солях хлорида натрия и хлорида калия. Патент РФ № 2686468. Заявка 2018100926 от 10.01.2018, опубл. 26.04.2019.
  18. Собина Е.П., Собина А.В., Шимолин А.Ю., Табатчикова Т.Н., Лебедева Е.Л., Мигаль П.В., Крашенинина М.П. Применение прямого и косвенного способа определения массовой доли основного компонента в хлориде калия флотационном // Эталоны. Стандартные образцы. 2021. Т. 17. № 4. С. 65. https://doi.org/10.20915/2687-0886-2021-17-4-65-84
  19. Huang, T., Zhang, W., Wang, J., Wu B., Shi N., Wan K., Sun X., Su P., Yang Y. Coulometric method with titratable impurity analysis and mass balance method: convert acidimetric purity to chemical purity for SI-traceable highest standard of qNMR (potassium hydrogen phthalate), and verified by qNMR // Anal. Bioanal. Chem. 2023. № 415. P. 1445. https://doi.org/10.1007/s00216-023-04532-x
  20. МИ 3560-2016 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Оценка неопределенности измерений массовой доли основного компонента в неорганических веществах. ФГУП “УНИИМ”, 2016. 13 c.
  21. РМГ 29-2013 Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения. М.: Стандартинформ, 2014. 83 c.
  22. Скутина А.В., Тереньев Г.И. Государственный первичный эталон единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонента в жидких и твердых веществах и материалах на основе кулонометрического титрования // Измерительная техника. 2011. № 9. С. 4.
  23. Shimolin A.J., Sobina A.V., Zyskin V.M. Potassium iodate purity determination by high precision coulometric titration: New measurement procedure implementation / 2nd International Ural Conference on Measurements (UralCon). Chelyabinsk, 2017. P. 311. https://doi.org/10.1109/URALCON.2017.8120729 (дата обращения: 20.04.2023).
  24. Prohaska T., Irrgeher J., Benefield J., Böhlke J.K., Chesson L., Coplen T.B., Ding T., Dunn P.J.H., Gröning M., Holden N.E., Meijer H.A.J., Moossen H., Possolo A., Takahashi Y., Vogl J., Walczyk T.,Wang J., Wieser M.E., Yoneda S., Zhu X.-K., Meija J. Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report) // Pure Appl. Chem. 2022. V. 94. № 5. P. 573. https://doi.org/10.1515/pac-2019-0603
  25. JCGM 100:2008 Evaluation of Measurement Data — Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. https://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_100_2008_E.pdf (дата обращения 09.04.2023).
  26. Shimolin A., Sobina E., Tabatchikova T., Aparicio J.L.O., Manzano J.V.L., Borges P.P., de Santis Neves R., Sobral S.P., de Sena R.C., Osorio A.C.P., de Almeida M.D., Iglesias A., Lozano H., Ma L., Wu B., Naijie S., Tao Z., Jianying Z., Asakai T., Mariassy M., Uysal E., Liv L., Tunc M., Coskun F.G.. CCQM-K152 Final report: Assay of potassium iodate. A // Metrologia. 2020. V. 58. P. 38. doi: 10.13140/RG.2.2.26310.09285
  27. Molloy J.L., Winchester M.R., Butle T.A., Possolo A.M., Rienitz O., Roethke A., Goerlitz V., de Sena R.C., Almeida M.D., Yang L., Methven B., Nadeau K., Arancibia P.R., Wu B., Tao Z., Snell J., Vogl J., Koenig M., Kotnala R. K., Swarupa Tripathy S., Elishian C., Ketrin R., Suzuki T., Okumu T.O., Yim Y.-H., Heo S.W., Min H.S., Han M.S., Lim Y., Manzano J.V.L., Regalado F.S., Torres M.R.A., Moya E.V., Buzoianu M., Sobina A., Zyskin V., Sobina E., Migal P., Linsky M., Can S.Z., Ari B., Goenaga Infante H. CCQM-K143 Final report: Comparison of copper calibration solutions prepared by NMIs/Dis. // Metrologia. 2020. V. 58. Tech. Suppl. 08006. P. 38. doi: 10.1088/0026-1394/58/1A/08006

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Simplified model of potassium iodate. (a) - model of the salt with ideal stoichiometry, (b) - model of the salt taking into account the presence of non-stoichiometry

Download (240KB)
3. Fig. 2. Values of mass fraction of impurity elements in the assumed ionic form present in the analyzed salt according to the results of measurements by inductively coupled plasma mass spectrometry and ion chromatography methods

Download (175KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies