仪器分析实验指导-2010

实验一食品中锡的测定

一、实验原理

四价锡离子在弱酸性溶液中与苯芴酮生成微溶性橙红色络合物，此化合物可分散于有机相中形成胶体溶液，故需要加入动物胶使之稳定，在此情况下与标准液比色定量。

二、试剂

1. 10%酒石酸溶液；

2. 0.5%动物胶溶液，使用前配；

3. 1%抗坏血酸溶液，使用前配；

4. 0.03%苯芴酮无水乙醇溶液；

溶解0.03克苯芴酮于100毫升无水乙醇中，加数滴硫酸到溶液透明为止。贮存于棕色试剂瓶中备用，置于冰箱中保存。

5. 1：9硫酸

6. 锡标准溶液（10微克/毫升）

在50毫升浓硫酸，5毫升浓硝酸及25毫升水的混合物中，加热溶解0.5克（精确到0.0001克）纯锡。配好溶液后，加热到锡溶解，继续加热到冒烟，这时锡全部氧化成+4价的锡离子。

将溶液冷却，移入1000毫升容量瓶中，瓶内有116毫升浓硫酸和100毫升水。冷却，稀释至1000毫升，此溶液的硫酸浓度约为3mol/L，每毫升含锡500微克。

取上述溶液（500微克/毫升）20毫升，移入1000毫升容量瓶中，加入10毫升浓硫酸，并用水稀释至刻度，此溶液浓度为00.25mol/L，每毫升含锡10微克。

三、仪器

1. 721型分光光度计

2. 恒温水浴锅

3. 电炉

4. 100毫升容量瓶1只，50毫升容量瓶7只

5. 10毫升移液管1支，5毫升移液管2支，2毫升移液管2支，1毫升移液管1

支

6. 30毫升凯氏烧瓶2支

7. 50毫升量筒1支

8. 滴管1支

四、实验步骤

1. 锡标准曲线的绘制

（1）取50毫升容量瓶6只，分别移取锡标准溶液（10微克/毫升）0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5毫升。

（2）依次加入下列试剂：

①0.5毫升10%酒石酸溶液

②1.5毫升0.5%动物胶溶液

③5毫升1%抗坏血酸溶液

④1：9硫酸溶液10毫升

⑤2毫升0.03%苯芴酮溶液

（3）用蒸馏水稀释至刻度，混匀。

（4）在30℃水浴中保温30分。

（5）用1厘米比色皿在分光光度计上于500nm波长比色。

（6）制作标准曲线，以不加锡标准溶液的容量瓶中溶液作为空白调0。

2. 样品处理

（1）称取混匀样品1.50克于30毫升凯氏烧瓶中。每组做1个样品，每4组做一个试剂空白（即用1.50mL去离子水代替1.50g样品，后续操作和样品的完全相同）。

（2）加入浓硝酸10毫升，浓硫酸5毫升，放玻璃珠数粒，浸泡1～2小时。（3）然后在消化炉上加热消化，此时产生棕色浓烟。

（4）当棕色浓烟消失时，如瓶内溶液还有颜色，则需沿瓶壁徐徐加入硝酸数滴。继续加热消化，直至溶液澄清透明（或淡绿色）。继续加热至产生白色浓烟。（5）静止冷却。加饱和草酸铵溶液10毫升，再加热至产生白色浓烟，并保持20分钟，以驱除多余的硝酸。

（6）冷却定容至100毫升。

3. 样品测定

（1）移取上述消化液10毫升于50毫升容量瓶中。平行做2份样品。 （2）加入0.5毫升10%酒石酸溶液。 （3）加入1.5毫升0.5%动物胶溶液。 （4）加入5毫升1%抗坏血酸溶液。

（5）加入1：9硫酸溶液5毫升。（使溶液中总的硫酸含量相当于10毫升1：9硫酸溶液中的硫酸量）

（6）加入2毫升0.03%苯芴酮溶液，混合，定容，摇匀。 （7）在30℃水浴中保温30分。

（8）用1厘米比色皿在分光光度计上于500nm 波长处比色，以试剂空白（如样品处理步骤所述）调零。 五、计算

（1）1000

100

V W 1000B mg/kg ??

?=

）锡含量（

式中：

B ——测定用样品消化液中的锡含量，即50毫升容量瓶中的锡含量（微克） W ——样品重量（克）

V ——测定时取用样品消化液的体积（10毫升） （2）计算平均值和相对平均偏差。

附录1-1：

比色皿的挑选

有些分光光度计（例如双光束分光光度计）需要同时放入参比池和样品池（为什么？），此时需要先选择一对比色皿。即先将仪器调节至测定波长，然后任意取两个比色皿，都加入蒸馏水，以其中的一个调零，测定另外一个的吸光度A ，如果A 的绝对值小于0.005，可以认为两个比色皿的差异较小，这两个比色皿可以作为选出的一对比色皿使用，若A 的绝对值大于0.005，则需要重新选择。

附录1-2：

相对平均偏差的计算

设有n 个测量值x1，x2，…xn ，它们的平均值为X ，则相对平均偏差为

%

100|

|1

?-∑=nX

X x

n

i i

实验二自动电位滴定测定溶液样品的酸度

一、实验目的：

1. 掌握自动电位滴定仪的使用技术。

2. 验证自动电位滴定的优点及该方法在化学分析自动化的工作中所起的作用。

二、原理：

可溶于水的有机酸是大多数食品的化学成分。果蔬中主要含有苹果酸(HOOC-CH2-CHOH-CHOH)、柠檬酸(HOOC-CH2-C(OH)(COOH)-CH2-COOH)、醋酸(CH3-COOH)、琥珀酸(HOOC-CH2-CH2-COOH)、酒石酸(HOOC-CHOH-CHOH-CHOH)、草酸(HOOC-COOH)等，鱼类和肉类主要含有乳酸)(CH3-CHOH-COOH)。食品中的有机酸除游离形式外，常以钾、钠和钙盐形式存在。酸度的意义包括总酸度（可滴定酸度）、有效酸度（氢离子活度、pH值）和挥发酸，总酸度是所有酸性成分的总量，通常以标准碱液来测定并以样品中所含主要酸的百分数表示。

食品中的有机酸用碱液滴定时，被中和生成盐类，反应式为

RCOOH＋NaOH →RCOONa＋H2O

在滴定时，以玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，其等当点pH值约为8.2（酚酞变色酸度，可加一滴酚酞，以利观测），控制滴定到此酸度，就确定了游离酸中和的终点。

三、仪器与药品：

1. ZD-2型自动电位滴定仪；

2. 0.1M氢氧化钠标准溶液；

3. 1％酚酞乙醇溶液；

4. 蒸馏水：应煮沸除去二氧化碳。

四、总酸度测定：

1. 仪器调节

按照附录2-1中的方法调节好仪器。

2. NaOH溶液标定

将分析纯邻苯二甲酸氢钾于120℃烘箱中烘约1小时至恒重，冷却25分钟，称取0.3000~0.4000克(精确到0.0001g)于100ml烧杯中，加入50ml蒸馏水，加

一滴酚酞指示剂，控制终点pH 为8.20，预控制pH 为2.00，用配制好的约0.1M 的NaOH 自动滴定到终点。做两个平行。按下式计算NaOH 的摩尔浓度：

1000

2.2041

??=

V m C

式中，

C ——NaOH 溶液的摩尔浓度（mol/L ） m ——邻苯二甲酸氢钾的质量（g ） V 1——消耗NaOH 溶液的体积（mL ） 3. 样品滴定曲线的制作和滴定终点的确定

在100mL 烧杯内用移液管量取样品20.00mL ，加入25mL 蒸馏水，放入磁力搅拌转子，置于磁力搅拌器上混合均匀；（可加入酚酞指示液1-2滴），插入电极和滴定管，进行手动滴定，并记录每次滴定的总体积与相应的pH 值，开始时可每1mL 记录一次，当pH 达5后可每0.5mL 记录一次，pH 达6后可每0.1mL 记录一次，pH 达7后可每滴一滴记录一次，pH 达9后可每0.1mL 记录一次，pH 达10后每0.25mL 记录一次，并继续滴定至消耗NaOH 溶液总体积为24.5mL 时停止滴定。以滴定体积作横坐标，以相应的pH 值为纵坐标，作滴定曲线。

确定终点pH 值：从所作滴定曲线，求出滴定终点的pH 值及滴定终点体积。 4. 样品的自动电位滴定：

吸取20.00mL 样品于100mL 烧杯中，加入25mL 蒸馏水，放入磁力搅拌转子，置于磁力搅拌器上混合均匀；（可加入酚酞指示液1-2滴），插入电极和滴定管，以从样品滴定曲线求出的滴定终点设定自动电位滴定的终点（pH8.20左右），预控制pH 为2.00，接好线路，用氢氧化钠标准溶液滴定至终点。平行滴定两次。 五、计算：

求两次自动滴定和一次手动滴定所得酸度的平均值并计算相对平均偏差。

100M

K CV % 2?=

）（酸度

式中：

C ——NaOH 标准溶液的摩尔浓度（mol/L ）； V 2——NaOH 标准溶液的用量（mL ）；

K ——换算系数（与1mL 1mol/L 的NaOH 标准溶液相当的酸的质量，单位g ，

本实验以醋酸计）：果酸0.067，柠檬酸0.064，含1分子水的柠檬酸0.070，醋酸0.060，酒石酸0.075，乳酸0.090；

M——样品质量（g，样品的密度近似为1g/mL）

附录2-1：

自动电位滴定仪操作步骤：

1.将电极从饱和KCl溶液中取出，用蒸馏水冲洗干净；

2.分别用pH6.86（混合磷酸盐）和pH9.18（四硼酸钠）的标准缓冲液校正自动

电位滴定仪

校正具体步骤：

1）调节温度旋钮至溶液温度；

2）将斜率旋钮顺时针拧到底（100%）；

3）将清洗过的电极插入pH值为6.86的缓冲液中，调节定位旋钮，使仪器显示的数值与缓冲液在测定温度下的pH值一致；

4）用蒸馏水清洗电极，再插入pH为9.18的标准缓冲液中，调节斜率旋钮使仪器的显示数值与该缓冲液在测定温度下的pH值一致；

5）重复步骤3）和4），直至不用再调节定位旋钮和斜率旋钮，仪器的显示数值和缓冲液的实际pH仍然保持一致。

3.用NaOH溶液润洗滴定管，并调节电磁阀上螺丝的松紧，使之每次手动滴定

时都加入合适体积的NaOH溶液；

4.获得标准NaOH溶液滴定样品的手动滴定曲线；

5.设定自动电位滴定的终点pH为8.20，预控点pH为2.00，自动电位滴定，注

意：自动电位滴定进行两次。

附录2-2：

缓冲液的pH值与温度关系对照表

℃邻苯二甲酸氢钾混合磷酸盐四硼酸钠

10 4.00 6.92 9.33

15 4.00 6.90 9.28

20 4.00 6.88 9.23

25 4.00 6.86 9.18

30 4.01 6.85 9.14

实验三气相色谱法测定苯甲酸含量

(内标法：适用于测定酱油、果汁等液体样品中的苯甲酸含量)

一、实验目的：

掌握气相色谱法测定食品添加剂苯甲酸的含量，进一步学会仪器操作条件的设定及进样方法，掌握氢火焰离子化检测器的检测条件设置。学会利用内标法测定样品中的待测物含量。

二、基本原理：

样品经乙醚与石油醚的混合溶剂萃取后，采用毛细管气相色谱法分离萃取物中的各组分并利用氢火焰离子化检测器进行检测。以山梨酸为内标测定样品中的苯甲酸含量。

三、试剂

1. 85%磷酸

2. 乙醚

3. 石油醚(沸程60~90℃)。

4. 乙醚与石油醚混合溶液(1:3)：此混合液每毫升含0.125mg山梨酸(以山梨酸作为内标测定苯甲酸)。

5. 苯甲酸标准溶液：称取25mg苯甲酸，以0.01M氢氧化钠（为什么？）稀释到100mL。此溶液每毫升相当于0.25mg苯甲酸。

四、仪器

1. 具塞的试管

2. 气相色谱仪，附氢火焰离子化检测器。

3. 色谱条件：

（1）色谱柱：添加剂分析柱，15m×0.53mm×1μm

（2）柱温：160℃；

（3）气化室温度：200℃；

（4）检测器温度：200℃；

（5）载气（氮气）流速：30mL/min；

（6）氢气流速：30mL/min；

（7）空气流速300mL/min；

（8）进样量：1μL 。 五、操作方法

1. 样品的提取和测定：

准确称取样品1.00g ，移入具磨口塞的试管内，加入磷酸2滴，置于涡旋振荡器上混合1分钟，然后加入含内标山梨酸的乙醚与石油醚混合液2mL ，盖上磨口塞（为什么？），置于涡旋振荡器上振荡1分钟，静置5min ，溶液分层，将大约0.5mL 上层有机相（为什么？）倒入小塑料试管中（切勿将底层的水倒入其中），然后向小塑料试管中加入少量无水硫酸钠（为什么？），稍稍振荡，静置，用经过待测液润洗并排出气泡的微量进样器从小塑料试管中取1μL 溶液，进行气相色谱测定。测得样品中苯甲酸色谱峰面积与山梨酸色谱峰面积之比，计算苯甲酸的含量。

2. 相对校正因子的测定：

准确吸取0.25mg/mL 的苯甲酸标准溶液1.00mL ，移入具磨口塞的试管内。加入磷酸2滴，置于涡旋振荡器上混合1分钟，再加入含有内标山梨酸的乙醚与石油醚混合溶液2mL 。盖上磨口塞，振荡1分钟，静置5min ，溶液分层，将大约0.5mL 上层有机相倒入小塑料试管中，然后向小塑料试管中加入少量无水硫酸钠，稍稍振荡，静置，用经过待测液润洗并排出气泡的微量进样器从小塑料试管中取1μL 溶液，进行气相色谱测定。根据色谱图中苯甲酸与山梨酸的峰面积之比求得苯甲酸对山梨酸的相对校正因子。 六、计算

1. 相对校正因子计算：1f '=s ，i

s

i i A A m m f s '

?

=

，表达式中下标i 代表苯甲酸，s 代

表山梨酸。

其中：m i = 0.25mg/mL×1mL=0.25mg m s =0.125 mg/mL×2mL=0.25mg A s /A i 可由气相色谱仪测定。 2. 苯甲酸的含量计算：100

A f A f m

m %s

's '

s ??i i ＝

苯甲酸

其中m 代表样品质量(mg)， m s =0.125 mg/mL×2mL=0.25mg 。 A i /A s 可由气相色谱仪测定。

附录3-1：

GC4000A气相色谱仪使用说明

一、氢火焰检测器开机步骤：

1. 氮载气流量调节：开启氮载气高压钢瓶，减压阀低压压力调至0.4－0.5MPa，用机内稳压阀将载气总压力调至0.3MPa，然后分别调节各路稳流阀至所需值(0.02－0.2MPa)。

2. 空气流量调节：开启空气高压钢瓶，减压阀低压压力调至0.3MPa，将机内空气总压调至0.2MPa，然后分别调节针形阀，至各路流量至所需值。

3. 氢气流量调节：开启氢气高压钢瓶，减压阀低压压力调至0.2MPa，将机内稳压阀调至0.05MPa。

4. 开启电源按以下步骤设置参数。

二、柱温、气化室、检测器温度设定：

1. 温度设定顺序：

Ⅰ路阶数→柱箱→热导→汽化→氢焰→保护→初时。Ⅱ路阶数→柱箱→热导→汽化→氢焰→保护→初时。阶数为0为恒温，阶数不为0时，为程序升温，还有升速→升时→保持。

2. 调整方法：

按［总清］键仪器进入设置状态，输入新值前，按［清除］键，新值输入后按［输入］键确认，设置为0则不设置该点温度，柱箱温度不能为0，［保护］是设定柱箱保护温度，不能低于柱温。最后，连按两次［运行］键，则机器开始运行。

3. 适时温度监控：

运行后，按［2］键显示柱温，按［3］键显示热导温度，按［4］键显示汽化室温度，按［5］键显示氢焰温度。

三、色谱工作站设置：

1. 启动电脑，打开色谱工作站软件，工作站自动侦测A或B工作通道，并开始记录色谱基线，按点火按钮，可听见“噗”声，即点着氢火焰，基线应有波动，用冷铁器靠近氢火焰排汽孔，应见结露，对相应通道点击“停止”，则停止该通道记录。

2. 在进样的同时，按动通道按钮，则开始记录色谱流出曲线。

3. 记录结束，对色谱峰进行相应处理，并积分峰面积，并进行相关数据处理。