DIN 51627-6-2011 Automotive Fuels - Test methods - Part 6 Direct determination of trace elements in vegetable oils by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP .pdf

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1、Mrz 2011DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINFachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des NMPPreisgruppe 8DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, g

2、estattet.ICS 75.160.20!$m_“1742760www.din.deDDIN 51627-6Kraftstoffe fr Kraftfahrzeuge Prfverfahren Teil 6: Direkte Bestimmung von Spurenelementen in Pflanzenlen durchoptische Emissionsspektralanalyse mit induktiv gekoppeltem Plasma(ICP OES)Automotive Fuels Test methods Part 6: Direct determination o

3、f trace elements in vegetable oils by inductively coupledplasma optical emission spectroscopy (ICP OES)Carburants pour automobiles Mthodes dessai Partie 6: Dtermination directe des lments traces dans les huiles vgtales parspectromtrie dmission avec plasma couplage inductif (ICP OES)Alleinverkauf der

4、 Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 12 SeitenDIN 51627-6:2011-03 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen. 4 3 Kurzbeschreibung 4 4 Chemikalien. 5 5 Gerte. 5 6 Probenahme 6 7 Herstellen der Bezugs-, Kalibrier- und Null-Lsungen. 7 7.1

5、Allgemeines. 7 7.2 Interner Standard 100 mg/kg . 7 7.3 Herstellung einer 10 mg/kg Zwischenverdnnung . 7 7.4 Null-Lsung. 7 7.5 Kalibrierlsung, mit einem nominalen Elementgehalt von 0,3 mg/kg. 7 7.6 Kalibrierlsung, mit einem nominalen Elementgehalt von 1 mg/kg 7 7.7 Kalibrierlsung, mit einem nominalen

6、 Elementgehalt von 3 mg/kg 8 7.8 Kontroll-Lsung, mit einem Elementgehalt von 0,2 mg/kg 8 8 Kalibrierung. 8 8.1 Allgemeines. 8 8.2 Aufstellen der Kalibrierkurven 8 9 Analyse der Proben 10 9.1 Probenvorbereitung 10 9.2 Durchfhrung der Bestimmung 10 9.3 Auswertung . 10 10 Angabe des Ergebnisses . 11 11

7、 Przision 11 11.1 Allgemeines. 11 11.2 Wiederholbarkeit, r . 11 11.3 Vergleichbarkeit, R 11 12 Prfbericht. 11 Literaturhinweise . 12 2 DIN 51627-6:2011-03 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsauschuss NA 062-06-11 AA Atomspektrometrie“ im Fachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des N

8、ormenausschusses Materialprfung (NMP) erarbeitet. DIN 51627 Kraftstoffe fr Kraftfahrzeuge Prfverfahren besteht aus Teil 3: Gaschromatographische Bestimmung der Gehalte an Alkoholen, Ethern und Ottokraftstoff in Ethanolkraftstoff Teil 4: Bestimmung der elektrischen Leitfhigkeit in Ethanolkraftstoff (

9、wird demnchst ersetzt durch DIN EN 15938) Teil 5: Direkte Bestimmung von Spurenelementen in Dieselkraftstoff und Mischungen von Dieselkraftstoff mit bis zu 20 % (V/V) Fettsuremethylester (FAME) durch optische Emissionsspektralanalyse mit induktiv gekoppelten Plasma (ICP OES) Teil 6: Direkte Bestimmu

10、ng von Spurenelementen in Pflanzenlen durch optische Emissionsspektral-analyse mit induktiv gekoppelten Plasma (ICP OES) ANMERKUNG Die Normen der Normenreihe DIN 51627 haben untereinander keinen Bezug. Die Normenreihe dient der Verffentlichung von Nationalen Normen als ersten Schritt zu einer Europi

11、schen Norm. 3 DIN 51627-6:2011-03 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt ein Verfahren zur direkten Bestimmung von Spurengehalten von Calcium, Magnesium und Phosphor in Pflanzenlen durch optische Emissionsspektralanalyse mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP OES) im Bereich von etwa 0,1 mg/kg bis e

12、twa 10 mg/kg fest. Durch eine hhere Verdnnung der Probe kann der Arbeitsbereich nach oben erweitert werden, wenn nachgewiesen wird, dass die Verdnnungsschritte keine zustzlichen Messfehler bewirken. ANMERKUNG Diese Elemente sind Bestandteile der Pflanzenle. Sie haben einen signifikanten Einfluss auf

13、 den Motorenbetrieb und vorhandene Abgasnachbehandlungssysteme wie SCR-Systeme (selective catalytic reduction), Partikeloxdidationskatalysator oder Dieselpartikelfilter. WARNUNG Die Anwendung dieses Verfahrens kann den Einsatz gefhrlicher Stoffe, Arbeitsgnge und Gerte mit sich bringen. Diese Norm gi

14、bt nicht vor, alle mit ihrer Anwendung verbundenen Sicherheitsprobleme anzusprechen. Der Anwender dieser Norm ist dafr verantwortlich, vorher angemessene Manahmen zu ergreifen und die Anwendbarkeit einschrnkender Vorschriften zu ermitteln. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente s

15、ind fr die Anwendung 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 51008-2, Optische Emissionsspektrometrie (OES) Teil 2: B

16、egriffe fr Systeme mit Flammen und Plasmen DIN 51750-1, Prfung von Minerallen Probenahme Allgemeines DIN 51750-2, Prfung von Minerallen Probenahme Flssige Stoffe DIN EN ISO 3170, Flssige Minerallerzeugnisse Manuelle Probenahme DIN EN ISO 3171, Flssige Minerallerzeugnisse Automatische Probenahme aus

17、Rohrleitungen DIN EN ISO 4259, Minerallerzeugnisse Bestimmung und Anwendung der Werte fr die Przision von Prfverfahren 3 Kurzbeschreibung Ein genau eingewogener Probenteil wird mit Kerosin oder einem anderen geeigneten Lsungsmittel im Verhltnis 3 auf 10 verdnnt und anschlieend zur Analyse direkt in

18、das Plasma des ICP OES Spektrometers (5.3) eingesprht. Fr Vergleichszwecke und zur Kalibration werden Kalibrierlsungen verwendet, welche die zu untersuchenden Elemente in bekannten Gehalten im Anwendungsbereich enthalten. Da die Menge des Probenaerosols von der Dichte und der Viskositt der jeweilige

19、n Probe abhngt, muss ein Referenzelement eingesetzt werden, welches diesen Effekt korrigiert. ANMERKUNG Die Probe wird mittels einer peristaltischen Pumpe in einen Zerstuber gepumpt. In der Sprhkammer werden die greren Trpfchen der zerstubten Probe abgeschieden. Nur ein kleiner Anteil der zerstubten

20、 Probe gelangt in das Plasma. Die Dichte und die Viskositt beeinflusst die Bildung des Aerosols, so entsteht bei niedriger Viskositt mehr Aerosol. Da in diesem Fall sowohl mehr von dem Referenzelement als auch vom Analyt im Plasma ankommt, knnen solche Transporteffekte ber ein Referenzelement korrig

21、iert werden. 4 DIN 51627-6:2011-03 4 Chemikalien Es drfen nur Chemikalien mit bekanntem hohen Reinheitsgrad verwendet werden, sofern sie nicht durch eine andere Art spezifiziert sind. 4.1 Lsemittel, Kerosin, z. B. Siedebereich 175 C bis 250 C oder Siedegrenzenbenzin, z. B. Siede-bereich 155 C bis 19

22、5 C oder Xylol. ANMERKUNG 1 Das Kerosin kann bei instabilem Plasma oder anderen speziellen Laborbedingungen durch andere passende Lsemittel ersetzt werden. ANMERKUNG 2 Die Nutzung von einem Xylol/Kerosin-Gemisch kann bei schlecht lslichen Pflanzenlen sinnvoll sein. WARNUNG Lsemittel sind entzndlich

23、und gesundheitsschdlich! 4.2 Stammlsungen 4.2.1 Multi-Element-Stammlsungen1)gelst in l mit z. B. 500 mg/kg oder 1 000 mg/kg. 4.2.2 Einzel-Element-Stammlsungen der zu untersuchenden Elemente, gelst in l, mit z. B. 500 mg/kg oder 1 000 mg/kg Phosphor, Magnesium, Calcium1). 4.2.3 Einzel-Element-Stammls

24、ungen als Interner Standard, gelst in l, mit z. B. 1 000 mg/kg Yttrium, Cobalt oder Scandium1). Die Eignung dieser Elemente als interner Standard (Element/Spektrallinie) ist vorher zu berprfen und sicherzustellen. 4.3 Weil, mit einer der untersuchenden Probe vergleichbaren kinematischen Viskositt vo

25、n etwa 30 mm2/s bis 35 mm2/s bei 40 C, z. B. Paraffinum subliquidum oder Neutrall ISO VG 321). 4.4 Argon, mit einem Massenanteil von mindestens w(Ar) 99,996 %. ANMERKUNG Um Kohlenstoffablagerungen im Bereich der Plasma-Fackel zu vermeiden, knnen dem Argon-Gasstrom kleine Sauerstoffmengen mittels ein

26、es Dosierventils zugegeben werden. Die Benutzung von Argongas mit kleinen Sauerstoffanteilen ist ebenfalls zulssig. 4.5 Wasser, deionisiert. 5 Gerte 5.1 Laborgerte 5.1.1 Allgemeines Da es sich bei dieser Bestimmung um Spurenanalytik handelt, mssen alle Gefe sorgfltig gereinigt werden. Um lsliche Ver

27、unreinigungen zu beseitigen, sollten Glasgefe mit verdnnter Salpetersure gereinigt werden und danach fr mindestens 2 Tage mit deionisiertem Wasser gefllt werden. 5.1.2 Glasgerte, z. B. Becherglser. 1) ber Bezugsquellen gibt Auskunft: Fachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des NMP, berse

28、ering 40, 22297 Hamburg 5 DIN 51627-6:2011-03 5.1.3 Probengefe, z. B. 30-ml-Flaschen mit Schraubverschluss aus HDPE. Um die Verunreinigung der Messlsungen mglichst gering zu halten, wird empfohlen, alle Lsungen in Flaschen aus Kunststoff oder Polytetrafluorethylen (HDPE oder PFA, FEP) anzusetzen. Di

29、e Oberflchen, die mit den Messlsungen in Berhrung kommen knnen, drfen nicht mit der Hand angefasst werden. 5.1.4 Pipetten oder variable Automatik-Pipetten, mit auswechselbaren Polypropylen-Spitzen. 5.2 Analysenwaage, die geeignet ist, die Wgung auf 0,1 mg durchzufhren. 5.3 Atomemissionsspektrometer

30、mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP OES). Einzusetzen sind simultane oder geeignete Sequenz-ICP OES-Spektrometer, die fr die Analyse organischer Flssigkeiten ausgerstet und geeignet sind. Dazu muss das Spektrometer in der Lage sein, bei den in Tabelle 1 und Tabelle 2 genannten Wellenlngen strungsfr

31、ei zu messen. Zur Einhaltung der Przision ist die Verwendung einer geeigneten Frderpumpe fr die Probendosierung zum Zerstuber erforderlich. ANMERKUNG Der Einsatz von stehenden radialen Systemen wird empfohlen, da sich sonst verstrkt Kohlenstoff-ablagerungen bilden knnen. Tabelle 1 Empfohlene Wellenl

32、ngen fr die Messung der zu bestimmenden Elemente Element Analysenlinie1 Analysenlinie2 Analysenlinie 3 Analysenlinie 4 Ca 396,85 422,67 317,93 393,37 Mg 279,55 285,21 280,27 P 177,43 213,62 178,22 214,91 Tabelle 2 Empfohlene Wellenlngen fr die Messung des Elements als Interner Standard Element Analy

33、senlinie1 Analysenlinie2 Analysenlinie 3 Co 228,62 238,89 258,03 Sc 361,38 Y 371,03 360,07 377,43 Die Linien mssen frei von spektralen Strungen sein. Da die Hhe des Untergrundes von spektralen Strukturen abhngt, die von der Zusammensetzung der Probe abhngen, muss immer mit Nettosignalen gemessen wer

34、den. Um Rauscheffekte in der Probenzufuhr mglichst gering zu halten, mssen das Signal und der Untergrund simultan gemessen werden. 6 Probenahme Die Probenahme muss nach DIN EN ISO 3170 oder DIN EN ISO 3171 und in bereinstimmung mit den Festlegungen in DIN 51750-1 und DIN 51750-2 und sonstigen Vorsch

35、riften fr die Probenahme von Kraft-stoffen bzw. von Mitteldestillaten vorgenommen werden. Fr die Probennahme sind sorgfltig gereinigte Probenflaschen aus Kunststoff oder Polytetrafluorethylen (HDPE oder PFA, FEP) einzusetzen. 6 DIN 51627-6:2011-03 7 Herstellen der Bezugs-, Kalibrier- und Null-Lsunge

36、n 7.1 Allgemeines Um Inhomogenitten zu vermeiden sind die Stammlsungen (4.2) vor Gebrauch krftig zu schtteln. Die in 7.2 und 7.3 angegebenen Einwaagen fr die Stammlsungen beziehen sich auf einen nominalen Elementgehalt von 1000 mg/kg Analyt. Wenn Stammlsungen mit anderen Elementgehalten eingesetzt w

37、erden, sind die entsprechenden Einwaagen so zu whlen, dass die in diesem Verfahren festgelegten Elementgehalte so gut wie mglich eingehalten werden. Die genauen Gehalte der Bezugslsungen sind unter Bercksichtigung der exakten Einwaagen zu berechnen. Alle hergestellten Bezugslsungen mssen durch krfti

38、ges Schtteln homogenisiert werden. ANMERKUNG Es wird empfohlen, die zur Kalibrierung eingesetzten Lsungen jeweils frisch anzusetzen. 7.2 Interner Standard 100 mg/kg 2 g 0,01 g Yttrium- oder Scandium- oder Cobalt-Standard lgelst mit 1000 mg/kg (4.2.3) werden in eine 30-ml-HDPE-Flasche (5.1.3) eingewo

39、gen und mit Kerosin (4.1) bis zu einem Gesamtgewicht von 20 g 0,01 g aufgefllt. ANMERKUNG Es wird empfohlen, eine ausreichend groe Menge des internen Standards herzustellen. 7.3 Herstellung einer 10 mg/kg Zwischenverdnnung 0,2 g 0,01 g einer Element-Stammlsung (4.2) werden in ein 30-ml-HDPE-Gef (5.1

40、.3) eingewogen und mit Kerosin (4.1) bis zu einem Gesamtgewicht von 20 g 0,01 g aufgefllt. Die hier angegebenen Einwagen basieren auf einem angenommenen Nominal-Elementgehalt von 1000 mg/kg. Falls eine Element-Stammlsung (4.2) einen anderen Nominal-Elementgehalt hat, muss die Herstellung entsprechen

41、d angepasst werden. 7.4 Null-Lsung 5 g 0,01 g Weil (4.3) werden in eine 30-ml-HDPE-Flasche (5.1.3) eingewogen, 2 g 0,01 g interner Standard (7.2) zugegeben und mit Kerosin (4.1) bis zu einem Gesamtgewicht von 20 g 0,01 g aufgefllt. Die angegebene Menge Weil ist nur beispielhaft zu sehen. Sie muss je

42、 nach Lsemittel an die Viskositt der Probe angepasst werden. 7.5 Kalibrierlsung, mit einem nominalen Elementgehalt von 0,3 mg/kg Fr die Elemente Phosphor, Calcium und Magnesium werden angenhert 0,6 g 0,01 g der Zwischenverdnnung (7.3) in ein 30-ml-HDPE-Gef (5.1.3) eingewogen. Anschlieend werden 5 g

43、0,01 g Weil (4.3), 2 g 0,01 g interner Standard (7.2) zugegeben und mit Kerosin (4.1) auf ein Gesamtgewicht von 20 g 0,01 g aufgefllt. 7.6 Kalibrierlsung, mit einem nominalen Elementgehalt von 1 mg/kg Fr die Elemente Phosphor, Calcium und Magnesium werden angenhert 2 g 0,01 g der Zwischenverdnnung (

44、7.3) in ein 30-ml-HDPE-Gef (5.1.3) eingewogen. Anschlieend werden 5 g 0,01 g Weil (4.3), 2 g 0,01 g interner Standard (7.2) zugegeben und mit Kerosin (4.1) auf ein Gesamtgewicht von 20 g 0,01 g aufgefllt. 7 DIN 51627-6:2011-03 7.7 Kalibrierlsung, mit einem nominalen Elementgehalt von 3 mg/kg Fr die

45、Elemente Phosphor, Calcium und Magnesium werden angenhert 6 g 0,01 g der Zwischenverdnnung (7.3) in ein 30-ml-HDPE-Gef (5.1.3) eingewogen. Anschlieend werden 5 g 0,01 g Weil (4.3), 2 g 0,01 g interner Standard (7.2) zugegeben und mit Kerosin (4.1) auf ein Gesamtgewicht von 20 g 0,01 g aufgefllt. 7.8

46、 Kontroll-Lsung, mit einem Elementgehalt von 0,2 mg/kg Die Kontroll-Lsung sollte aus einer unabhngigen Standard-Stammlsung hergestellt werden. Die hier angegebenen Einwagen basieren auf einem angenommenen Nominal-Elementgehalt von 10 mg/kg. Falls eine oder mehrere der Element-Standardlsungen (4.2) e

47、inen anderen Nominal-Elementgehalt haben, muss die Herstellung entsprechend angepasst werden. Fr die Elemente Phosphor, Calcium und Magnesium werden angenhert 0,4 g 0,01 g einer Element-Stammlsung (4.2) in ein 30-ml-HDPE-Gef (5.1.3) eingewogen. Anschlieend werden 5 g 0,01 g Weil (4.3), 2 g 0,01 g in

48、terner Standard (7.2) zugegeben und mit Kerosin (4.1) auf ein Gesamtgewicht von 20 g 0,01 g aufgefllt. 8 Kalibrierung 8.1 Allgemeines Das simultane oder geeignete Sequenz-ICP OES-Spektrometer (5.3) wird anhand der Bedienungsanleitung des Herstellers in Betrieb genommen und auf der Basis dieser Bedienungsanleitung ebenfalls auf seine ordnungsgeme Funktionsweise berprft (siehe auch DIN 51008-2). 8.2 Aufstellen der Kalibrierkurven Die Kalibrierung des ICP OES-Spektrometers hat durch die Messung der Null-Lsung (7.4) und der hergestellten