METODA DE IDENTIFICARE PENTRU ZIRCONIU SI METODA DE DETERMINARE CANTITATIVA PENTRU ZIRCONIU, ALUMINIU SI CLOR DIN ANTIPERSPIRANTE NON- -AEROSOLICE

METODA DE IDENTIFICARE PENTRU ZIRCONIU SI METODA DE DETERMINARE CANTITATIVA PENTRU ZIRCONIU, ALUMINIU SI CLOR DIN ANTIPERSPIRANTE NON- -AEROSOLICE

Metoda cuprinde cinci capitole:

A. Idenficarea zirconiului

B. Determinarea zirconiului

C. Determinarea aluminiului

D. Determinarea clorului

E. Calcularea raportului intre atomii de aluminiu si atomii de zirconiu, si a raportului intre atomii de aluminiu plus zirconiu si atomii de clor.

A. IDENTIFICAREA ZIRCONIULUI

1.SCOP SI DOMENIU DE APLICATIE

Metoda reglementeaza identificarea zirconiului in produsele cosmetice tip antiperspirant non-aerosol. Nu exista metode stabilite pentru identificarea complexului hidroxiclorura de aluminiu si zirconiu [Al_xZr(OH)_y Cl_z nH₂O].

2.PRINCIPIU

Zirconiul este identificat prin precipitatul caracteristic rosu-violet pe care il formeaza cu alizarin rosu S in conditii puternic acide.

3.REACTIVI

Toti reactivii trebuie sa fie de puritate analitica.

3.1. Acid clorhidric, concentrat (d₂₀ = 1,18 g/ml)

3.2. Alizarin rosu S solutie (CI. 58005): solutie apoasa 2% (m/v) de alizarin sulfonat de sodiu

4.APARATURA

4.1.Echipament uzual de laborator

5.PROCEDEU

5.1. Intr-o eprubeta se adauga 2 ml apa la circa 1g de proba. Se astupa si se agita.

5.2. Se adauga trei picaturi de solutie alizarin rosu S (3.2) urmata de 2 ml acid clorhidric concentrat (3.1). Se astupa si se agita.

5.3. Se lasa sa stea circa 2 minute.

5.4. O solutie supranatanta colorata rosu-violet si precipitat indica prezenta zirconiului.

B. DETERMINAREA ZIRCONIULUI

1.SCOP SI DOMENIU DE APLICARE

Aceasta metoda reglementeaza determinarea zirconiului in complecsii hidroxiclorurii de aluminiu si zirconiu pana la o concentratie de 7,5% (m/m) zirconiu in antiperspirantii non-aerosolici.

2.PRINCIPIU

Zirconiul este extras din produs in conditii acide si determinat prin spectrometrie de absorbtie atomica in flacara.

3.REACTIVI

Toti reactivii trebuie sa fie de puritate analitica.

3.1.Acid clorhidric, concentrat (d₂₀ = 1,18 g/ml)

3.2.Solutie acid clorhidric, 10% (v/v): intr-un pahar se adauga 100 ml acid clorhidric concentrat (3.1) la 500 ml de apa, amestecand continuu. Se aduce aceasta solutie intr-un balon cotat de un litru si se adauga apa pana la semn.

3.3. Solutie standard de zirconiu stoc, 1000mg/ml in solutie acid clorhidric 0,5 M ("SpectrosoL" sau echivalent).

3.4. Reactiv clorura de aluminiu (hidratata) [AlCl₃ . 6H₂O]: se dizolva 22,6g clorura de aluminiu hexahidratata in 250ml solutie acid clorhidric 10 % (v/v) (3.2).

3.5.Reactiv clorura de amoniu: se dizolva 5,0g clorura de amoniu in 250ml solutie acid clorhidric 10 % (v/v) (3.2).

4.APARATURA

4.1. Echipament uzual de laborator

4.2. Agitator magnetic prevazut cu incalzire sau plita electrica prevazuta cu agitator magnetic

4.3. Hartie de filtru (Whatman nr. 41 sau echivalent)

4.4. Spectrofotometru de absorbtie atomica echipat cu lampa cu catod tubular de zirconiu.

5. PROCEDEU

5.1.Preparare proba

5.1.1. Se cantareste cu precizie circa 1,0 g ("m" grame) de proba omogena de produs intr-un pahar de 150ml. Se adauga 40ml apa si 10ml acid clorhidric concentrat (3.1).

5.1.2.Se pune paharul pe agitatorul magnetic prevazut cu incalzire (4.2). Se porneste agitarea si se incalzeste pana la fierbere. Pentru a preveni evaporarea rapida se pune peste pahar o sticla de ceas. Se fierbe cinci minute, se ia paharul de pe plita de incalzire si se raceste la temperatura camerei.

5.1.3. Se filtreaza continutul paharului folosind hartie de filtru (4.3), intr-un balon cotat de 100ml. Se clateste paharul cu doua portii a cate 10ml apa si se adauga apele de clatire dupa filtrare in balon. Se adauga apa pana la semn si se omogenizeaza. Aceasta solutie se foloseste de asemenea pentru determinarea aluminiului (Partea C).

5.1.4. Intr-un balon cotat de 50 ml se pun cu pipeta 20,00ml din solutia proba (5.3.1), 5,00ml de reactiv clorura de aluminiu (3.4), si 5,00ml de reactiv clorura de amoniu (3.5). Se aduce la semn prin adaugarea unei solutii de acid clorhidric 10% (v/v) (3.2) si se omogenizeaza.

5.2.Conditii pentru spectrometria de absorbtie atomica

Flacara: oxid azotos/acetilena

Lungime de unda: 360,1 nm

Corectie fond: nu

Stare combustibil: bogat; pentru o absorbanta maxima, este necesara optimizarea inaltimii arzatorului si starilor combustibilului     

5.3.Etalonare

5.3.1. Intr-o serie de baloane cotate de 50ml se se pun cu pipeta 5,00, 10,00, 15,00, 20,00, 25,00ml de solutie standard de zirconiu stoc (3.3). In fiecare balon se se pun cu pipeta 5,00ml reactiv clorura de aluminiu (3.4) si 5,00ml reactiv clorura de amoniu (3.5). Se aduce la semn cu solutie de acid clorhidric 10 % (v/v) (3.2) si se amesteca. Aceste solutii contin 100, 200, 300, 400 si respectiv 500mg de zirconiu per mililitru.

In mod similar, se prepara o solutie martor omitand solutia standard de zirconiu.

5.3.2.Se masoara absorbanta solutiei oarbe (5.3.1) si se foloseste valoarea obtinuta drept concentratie de zirconiu zero pentru curba de etalonare. Se masoara absorbanta fiecarui standard de etalonare de zirconiu (5.3.1). Se traseaza curba de etalonare prin punerea in relatie a valorilor absorbantei cu concentratia de zirconiu.

5.4.Determinare

Se masoara absorbanta solutiei proba (5.1.4). De pe curba de etalonare se citeste concentratia de zirconiu corespunzatoare valorii absorbantei obtinute pentru solutia proba.

6.CALCUL

Folosind formula urmatoare, se calculeaza continutul de zirconiu din proba, in procente masice:

in care:

m = masa in grame a probei pentru testare (5.1.1)

c = concentratia de zirconiu in solutia proba (5.1.4), in micrograme per mililitru, obtinuta din curba de etalonare.

REPETABILITATE (ISO 5725)

Pentru un continut de zirconiu de 3,00% (m/m), diferenta dintre rezultatele a doua determinari efectuate in paralel pe aceeasi proba nu trebuie sa depaseasca 0,10% (m/m).

OBSERVATIE

Folosirea spectrometriei de emisie optica cu plasma cuplata inductiv, este permisa ca o alternativa la spectrometria de absobtie atomica in flacara.

C. DETERMINAREA ALUMINIULUI

1.SCOP SI DOMENIU DE APLICARE

Metoda reglementeaza determinarea aluminiului prezent in complecsii hidroxiclorurii de aluminiu si zirconiu pana la o concentratie a aluminiului in antiperspirantii non-aerosolici de 12% (m/m).

2.PRINCIPIU

Aluminiul este extras din produs in conditii acide si determinat prin spectrometrie de absorbtie atomica in flacara.

3.REACTIVI

Toti reactivii trebuie sa fie de puritate analitica.

3.1. Acid clorhidric, concentrat (d₂₀ = 1,18 g/ml)

3.2. Solutie acid clorhidric, 1% (v/v): intr-un pahar se adauga 10ml acid clorhidric concentrat (3.1) la 500ml de apa, amestecand continuu. Se transfera aceasta solutie intr-un balon cotat de un litru si se adauga apa pana la semn.

3.3. Solutie standard de aluminiu stoc, 1000 mg/ml in solutie acid azotic 0,5 M ("SpectrosoL" sau echivalent).

3.4. Reactiv clorura de potasiu: se dizolva 10,0g clorura de potasiu in 250 ml solutie acid clorhidric 1% (v/v) (3.2).

4.APARATURA

4.1.Echipament uzual de laborator

4.2.Spectrofotometru de absorbtie atomica echipat cu lampa cu catod tubular de aluminiu

5.PROCEDEU

5.1.Preparare proba

Solutia preparata la B.5.1..3 se foloseste pentru determinarea continutului de aluminiu.

5.1.1. Intr-un balon cotat de 100 ml se pun cu pipeta 5,00ml din solutia proba (B.5.3.1) si 10,00ml de reactiv clorura de potasiu (3.4). Se aduce la semn prin adaugarea unei solutii 1 % (v/v) acid clorhidric (3.2) si se omogenizeaza.

5.2.Conditii pentru spectrometria de absorbtie atomica

Flacara: oxid azotos/acetilena

Lungime de unda: 309,3 nm

Corectie de fond: nu

Starea combustibilului: bogat; pentru o absorbanta maxima, este necesara optimizarea inaltimii arzatorului si starilor combustibilului

5.3.Etalonare

5.3.1. Intr-o serie de baloane cotate de 100ml se pun cu pipeta 1,00, 2,00, 3,00, 4,00 si 5,00 ml solutie standard de aluminiu stoc (3.3). In fiecare balon se pun cu pipeta 10,00ml reactiv clorura de potasiu (3.4). Se aduce la semn cu solutie de acid clorhidric (3.2) 1 % (v/v) si se omogenizeaza. Aceste solutii contin 10, 20, 30, 40 si respectiv 50mg aluminiu per mililitru.

In mod similar, se prepara o solutie martor omitand solutia standard de aluminiu.

5.3.2.Se masoara absorbanta solutie martor (5.3.1) si se foloseste valoarea obtinuta drept concentratie zero de aluminiu pentru curba de etalonare. Se masoara absorbanta fiecarui standard de etalonare aluminiu (5.3.1). Se traseaza curba de etalonare prin punerea in relatie a valorilor absorbantei cu concentratia de aluminiu.

5.4.Determinare

Se masoara absorbanta solutiei proba (5.1.4). De pe curba de etalonare se citeste concentratia de aluminiu corespunzatoare valorii absorbantei obtinute pentru solutia proba.

6.CALCUL

Folosind formula urmatoare, se calculeaza continutul de aluminiu din proba:

in care:

m = masa in grame a probei luate in analiza (B.5.1.1)

c = concentratia de aluminiu in solutia proba (5.1.4), in micrograme per mililitru, obtinuta de pe curba de etalonare.

REPETABILITATE (ISO 5725)

Pentru un continut de aluminiu de 3,50% (m/m), diferenta dintre rezultatele a doua determinari efectuate in paralel pe aceeasi proba nu trebuie sa depaseasca 0,10% (m/m).

OBSERVATII

Folosirea spectrometriei de emisie optica cu plasma cuplata inductiv, este permisa ca o alternativa la spectrometria de absobtie atomica in flacara.

D. DETERMINAREA CLORULUI

1.SCOP SI DOMENIU DE APLICARE

Metoda reglementeaza determinarea clorului prezent ca ion de clorura in complecsii hidroxiclorurii de aluminiu si zirconiu in antiperspirantele non-aerosolice.

2.PRINCIPIU

Ionul clorura din produs este determinat prin titrare potentiometrica cu solutie de azotat de argint standard.

3.REACTIVI

Toti reactivii trebuie sa fie de puritate analitica.

3.1. Acid azotic, concentrat (d₂₀ = 1,42 g/ml)

3.2. Solutie acid azotic, 5% (v/v): intr-un pahar se adauga 25ml acid azotic concentrat (3.1) la 250ml de apa, amestecand continuu. Se aduce aceasta solutie intr-un balon cotat de un litru si se adauga apa pana la semn.

3.3. Acetona

3.4. Azotat de argint, solutie volumetrica 0,1 M ("AnalaR" sau echivalent)

4. APARATURA

4.1.Echipament uzual de laborator

4.2.Agitator magnetic cu incalzire

4.3.Electrod de argint

4.4.Electrod de referinta de calomel

4.5.pH-metru/milivoltmetru adecvat titrarii potentiometrice

5. PROCEDEU

5.1.Preparare proba

5.1.1.Intr-un pahar de 250ml se cantaresc cu precizie circa 1,0g ("m" grame) de proba omogena de produs. Se adauga 80ml apa si 20ml solutie acid azotic 5 % (v/v) (3.2).

5.1.2. Se pune paharul pe agitatorul magnetic cu incalzire (4.2). Se porneste amestecarea si se incalzeste pana la fierbere. Pentru a preveni uscarea rapida se pune peste pahar o sticla de ceas. Se fierbe cinci minute, se ia paharul de pe incalzitor si se raceste la temperatura camerei.

5.1.3.Se adauga 10ml acetona (3.3), se scufunda electrozii (4.3 si 4.4) in solutie si se porneste amestecarea. Se titreaza potentiometric cu solutie de azotat de argint 0,1 M (3.4) si se traseaza o curba diferentiala pentru a determina punctul final ("V" ml).

6.CALCUL

Folosind formula urmatoare, se calculeaza continutul de clor din proba, in procente masice:

in care:

m = masa in grame a probei pentru testare (5.1.1)

V       = volumul de azotat de argint 0,1 M, in mililitri, titrat la punctul final

REPETABILITATE (ISO 5725)

Pentru un continut de clor de 4,00% (m/m), diferenta dintre rezultatele a doua determinari efectuate in paralel pe aceeasi proba nu trebuie sa depaseasca 0,10% (m/m).

E. CALCULAREA RAPORTULUI ATOMILOR DE ALUMINIU LA ATOMII DE ZIRCONIU, SI A ATOMILOR DE ALUMINIU PLUS ZIRCONIU LA ATOMII DE CLOR

1.CALCULAREA RAPORTULUI ATOMILOR DE ALUMINIU LA ATOMII DE ZIRCONIU

Pentru calcularea raportului Al : Zr se foloseste formula:

CALCULAREA RAPORTULUI ATOMILOR DE ALUMINIU PLUS ZIRCONIU LA ATOMII DE CLOR

Pentru calcularea raportului (Al + Zr) : Cl se foloseste formula: