Количественное определение кофеина методом высокоточного кулонометрического титрования

Caffeine has traditionally been used to assess and control the metrological characteristics of liquid chromatographs. In recent years, with increasing requirements for the traceability of measurement results, the use of caffeine as a reagent for verification, calibration, and type approval tests has started to contradict the effective regulations governing measurement uniformity. This study aims to develop and test a procedure of caffeine quantification in caffeine via primary coulometric titration for the metrological support of high-performance liquid chromatography (HPLC) with an accuracy of no more than 1 % abs. In the course of work, a detailed analysis of methods for determining caffeine content in various matrices was carried out; in addition, a procedure for determining caffeine mass fraction in caffeine via coulometric titration was developed and tested. A comparison of the obtained results with caffeine mass fraction measurements performed using HPLC confirmed the commutativity of coulometric titration and HPLC. The developed procedure of caffeine quantification in caffeine via primary coulometric titration employing GET 176 can be used to develop a caffeine composition reference material and to provide metrological traceability of HPLC measurements on its basis to state primary standards reproducing the «mass fraction of components» and to SI units (Systeme international d’unites, SI).  Кофеин традиционно используется для оценивания и контроля метрологических характеристик жидкостных хроматографов, в том числе при испытаниях в целях утверждения типа средств измерений. В последние годы с ростом требований к вопросу обеспечения метрологической прослеживаемости как результатов измерений, получаемых с помощью средств измерений, так и средств испытаний использование кофеина в виде реактива при поверке, калибровке, испытаниях в целях утверждения типа стало противоречить требованиям действующих нормативных правовых актов в области обеспечения единства измерений.Цель исследования состояла в разработке и апробации методики количественного определения кофеина в кофеине первичным методом кулонометрического титрования для метрологического обеспечения метода ВЭЖХ с точностью не более 1 % абс.В ходе данного исследования проведен подробный анализ методов определения содержания кофеина в различных матрицах, а также разработана и апробирована методика определения массовой доли кофеина в кофеине методом кулонометрического титрования. Для разработанной методики измерений определены метрологические характеристики: диапазон измерений массовой доли кофеина от 97,00 % до 99,99 %, расширенная неопределенность (P = 0,95, k = 2) 0,14 %, что в 2–6 раз превосходит по точности используемые титриметрические методики анализа. Сопоставление полученных результатов с результатами измерений массовой доли кофеина методом ВЭЖХ подтвердили коммутативность метода кулонометрического титрования с методом ВЭЖХ, что позволяет его применить для разработки СО состава кофеина для метрологического обеспечения метода ВЭЖХ.Теоретическая значимость исследования состоит в доказательстве теоретических аспектов возможности применения метода кулонометрического йодометрического титрования для высокоточного количественного определения чистых органических соединений пуринового ряда.Практическая значимость полученных результатов заключается в возможности применения разработанной методики количественного определения кофеина в кофеине первичным методом кулонометрического титрования с применением ГЭТ 176 для разработки стандартного образца состава кофеина и обеспечении на его основе метрологической прослеживаемости результатов измерений методом ВЭЖХ к государственным первичным эталонам, воспроизводящим единицу величины «массовая доля компонентов», и единицам международной системы единиц SI

Разработка стандартного образца состава 0,1 м раствора бихромата калия ГСО 10992-2017

This paper describes key stages in the development and investigation of a high-precision certified reference material (CRM) for the composition of potassium dichromate solution. The proposed reference material (RM) exhibits metrological traceability to the units of the International System of Units (SI). Not requiring additional preparation before use, the CRM is convenient for use as a titrant in redox titration.The metrological characteristics of the developed CRM were determined by the direct primary method of coulomet-ric titration using the State Primary Standard GET 176. The interval of permissible certified values of the molar concentration of potassium dichromate in the CRM under study is found to vary from 0.098 mol/dm3 to 0.102 mol/ dm3. The relative expanded uncertainty (k = 2) of the certified value ofpotassium dichromate molar concentration is calculated to be 0.024 %, with relative standard uncertainties caused by long-term and short-term instability each being equal to 0.0044 %. The shelf life of the developed CRM is found to be 1 year, provided that storage conditions are ensured. A procedure for measuring the molar concentration ofpotassium dichromate is described, along with the equipment used. A comprehensive uncertainty budget for the measurements is assembled.The developed CRM is included into the State Register of Certified Reference Materials under the number GSO 10992-2017. The CRM can be used for transferring the mass (molar) concentration unit of a component to RMs and chemical reagents via oxidation-reduction reactions; the verification and calibration of measuring instruments (MI), as well as control of metrological characteristics during MI trials including type approval; MI graduation; validation of measurement procedures; control of measurement results when determining the mass (molar) fraction and mass (molar) concentration of components in liquid and solid substances and materials.В данной работе описаны ключевые этапы разработки и исследования высокоточного, обладающего метрологической прослеживаемостью стандартного образца состава раствора бихромата калия. Стандартный образец удобен для применения в качестве титранта для окислительно-восстановительного титрования, не требуют дополнительных операций по подготовке перед использованием. Метрологические характеристики СО установлены прямым первичным методом кулонометрического титрования с применением Государственного первичного эталона ГЭТ176. Интервал допускаемых аттестованных значений молярной концентрации бихромата калия в стандартном образце - от 0,098 моль/дм3 до 0,102 моль/дм3. Относительная расширенная неопределенность (при к = 2) аттестованного значения молярной концентрации бихромата калия составила 0,024%, относительные стандартные неопределенности от долговременной и кратковременной нестабильности составили 0,0044 % каждая. Срок годности разработанного стандартного образца составляет 1 год при соблюдении условий хранения. В статье описана процедура измерений молярной концентрации бихромата калия, описано применяемое оборудование и представлен полный бюджет неопределенности. Разработанный стандартный образец внесен в Государственный реестр утвержденных типов стандартных образцов под номером ГСО 10992-2017 и может быть использован для передачи единицы массовой (молярной) концентрации компонента стандартным образцам и химическим реактивам по реакции окисления-восстановления; поверки, калибровки СИ, контроля метрологических характеристик при проведении испытаний СИ, в том числе в целях утверждения типа; градуировки СИ; аттестации методик измерений, контроля точности результатов измерений массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов в жидких и твердых веществах и материалах

Межлабораторные сличительные испытания в области измерений деформации

The article puts forward the concept of strain, the strain measurement units, means, methods and specifics of strain measurement. The round of interlaboratory comparisons in the field of measuring strain by determining the characteristics of tensoresistors with the help of pure bending installations. The results of the round, the analysis and the conclusions are presented.В статье приведены: понятие деформации, единицы измерений деформации, средства, способы и особенности измерений деформации. Описан раунд межлабораторных сличительных испытаний в области измерений деформации по определению характеристик тензорезисторов с помощью установок чистого изгиба. Представлены результаты раунда, анализ и выводы

Применение прямого и косвенного способа определения массовой доли основного компонента в хлориде калия флотационном

The article is devoted to the comparison of two approaches to determining the purity of metal salts on the example of a complex in composition object - flotation potassium chloride. The results of determining the mass fraction of the main component (potassium chloride) in flotation potassium chloride obtained by direct (using the coulometric titration method with correction for anions titrated with the determined chloride ion and an excess of cations) and indirect (according to the scheme 100% minus the amount of impurities with regard to their species) methods. It is shown that direct and indirect methods give well consistent results: (96.08 ± 0.17) % and (96.11 ± 0.12) %, respectively. Also, the measurement results obtained using the standard installations considering the uncertainty are well consistent with the certified value of the mass fraction of potassium chloride (96.11 ± 0.11) %, obtained based on an interlaboratory experiment in laboratories that perform measurements in accordance with GOST 20851.3. The feature of the direct and indirect methods implemented in this work is the construction of a model of the chemical composition of the analysed object based on a priori and experimental data using two basic principles when summing up the content of impurities: the conditions of material balance and the principle of electroneutrality.Научная статья посвящена сопоставлению двух подходов к определению чистоты солей металлов на примере сложного по составу объекта - хлорида калия флотационного. Приведены результаты определения массовой доли основного компонента (хлорида калия) в хлориде калия флотационном, полученные прямым (с использованием метода кулонометрического титрования с коррекцией на анионы, титруемые совместно с определяемым хлорид-ионом, и избыток катионов) и косвенным (по схеме «100% минус сумма примесей» с учетом их форм присутствия) способами. Показано, что прямой и косвенный способы дают хорошо согласующиеся результаты: (96,08 ± 0,17) % и (96,11 ± 0,12) % соответственно. Результаты измерений, полученные на эталонных установках, с учетом неопределенности хорошо согласуются с аттестованным значением массовой доли хлорида калия (96,11 ± 0,11)%, вычисленным на основе межлабораторного эксперимента в лабораториях, которые проводят измерения по ГОСТ 20851.3. Особенностью реализованных в данной работе прямого и косвенного способов является построение модели химического состава анализируемого объекта на основе априорных и экспериментальных данных с использованием двух базовых принципов при суммировании содержания примесей: условия материального баланса и принципа электронейтралmности