摘要
凱氏定氮儀的測(cè)試原理
內(nèi)容
凱氏定氮儀的測(cè)試原理
食用明膠作為一種增稠劑被廣泛使用于食品加工業(yè)，如果凍、食用色素、高級(jí)軟糖、冰激凌、干酷、酸奶、冷凍食品等，因此，明膠的安全與否與人們的健康有著極為密切的聯(lián)系。在明膠的生產(chǎn)過(guò)程中常被加入亞硫酸鹽及其鹽類等漂白劑，這種漂白劑中最不要的有害物質(zhì)就是二氧化硫。目前，國(guó)標(biāo)法規(guī)定的食物中二氧化硫及亞硫酸鹽的測(cè)定方法有兩種：鹽酸?？倒灞桨贩ê驼麴s法而專門針對(duì)明膠中二氧化硫的國(guó)標(biāo)方法為個(gè)玻璃蒸餾法，此方法需專門定制個(gè)套玻璃儀器，且蒸餾所需時(shí)間較長(zhǎng)，根木無(wú)法適應(yīng)檢測(cè)行業(yè)中批量樣品檢測(cè)。也有文獻(xiàn)報(bào)道利用直接蒸餾法測(cè)定明膠中二氧化硫含量雖省去了國(guó)標(biāo)中對(duì)成套蒸餾儀的要求，但蒸餾效率并沒(méi)有顯著提高，且直接蒸餾法的加熱源溫度不好控制，吸收液乙酸錯(cuò)污染環(huán)境。文章利用凱氏定氮儀與蒸餾法的原理相似之處，將凱氏定氮儀應(yīng)用于明膠中二氧化硫的測(cè)定，無(wú)需將儀器作任何配置改動(dòng)，且蒸餾時(shí)間大大縮短（＜10min），取得了很好的實(shí)驗(yàn)效果，方法精確度和準(zhǔn)確度均符合要求。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 原理
在密閉容器中對(duì)樣品進(jìn)行酸化井蒸餾，二氧化硫被蒸出，用過(guò)氧化氫吸收液吸收餾出液，然后用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定液進(jìn)行滴定，根據(jù)所消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定液計(jì)算二氧化硫的含量。
1.2 試劑與材料
二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心購(gòu)買），硫酸（1+4），30%過(guò)氧化硫，（1+9）氫氧化鈉滴定溶液（0.025 mol/L，需標(biāo)定），甲基紅-亞甲基藍(lán)棍合指小劑：0.5 g甲基紅和0.33 g亞甲基藍(lán)溶于200mL乙醇中。文章試劑除注明外均為分析純。
1.3 儀器設(shè)備
SKD-100蒸餾單元（上海沛歐公司），凱氏定氮儀蒸餾管，250 mL接受瓶，滴定臺(tái)，堿式滴定管。
1.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果計(jì)算
取約5.0 g明膠粉末于100 mL燒杯中，加入50 mL蒸餾水，使其完個(gè)溶脹，之后轉(zhuǎn)移到凱氏定氮儀蒸餾管中，再用50 mL蒸餾水少量多次沖洗燒杯，洗液也轉(zhuǎn)移至蒸餾管中。將蒸餾s};:安裝在凱氏定氮儀上，轉(zhuǎn)動(dòng)使其完個(gè)密封。在接受瓶中放入20 mL過(guò)氧化氫吸收液（1+9），并中和至終點(diǎn)（在過(guò)氧化氫溶液中加入2滴甲基紅-亞甲基藍(lán)棍合指小劑，溶液顯淺紫色，用氫氧化鈉溶液中和到終點(diǎn)時(shí)，顏色呈草綠色）。將接收管放入接受瓶中，井使其下端浸沒(méi)于過(guò)氧化氫溶液中。按動(dòng)加酸泵，加入20 mL硫酸（1+4），然后開(kāi)啟蒸餾開(kāi)關(guān)，進(jìn)行加熱蒸餾。當(dāng)接受瓶中約有120 mL時(shí)，使接收竹離開(kāi)液面，再蒸餾1 min，關(guān)閉蒸餾開(kāi)關(guān)，用少量蒸餾水沖洗接收管下端外部，取出接受瓶，補(bǔ)加指小劑1滴，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至顏色呈草綠色，且在30 s內(nèi)不褪色即為終點(diǎn)。
記求消耗的氫氧化鈉溶液的量。用相同步驟做空白實(shí)驗(yàn)。
結(jié)果計(jì)算公式為：X=c×（V-V0）×0.064×0.5×10/m
式中：X—樣品中二氧化硫的含量，mg/kg；c—標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉滴定溶液的摩爾濃度，mol/L；V—樣品消耗氫氧化鈉溶液的體積，mL；V0—空白消耗氫氧化鈉溶液的體積，mL；0.064-二氧化硫的毫摩爾值，mg/mol；m-稱取樣品的質(zhì)量，g。
2 結(jié)果與討論
2.1 吸收液的選擇
研究人員利用乙酸錯(cuò)作為吸收液，但乙酸錯(cuò)是有毒物質(zhì)，錯(cuò)兀素更是公認(rèn)的環(huán)境污染物，長(zhǎng)期大量接觸容易引發(fā)錯(cuò)中毒。文章根據(jù)國(guó)標(biāo)方法采用過(guò)氧化氫溶液作為吸收液，環(huán)境友好，不會(huì)產(chǎn)生有毒產(chǎn)物。比較了不同過(guò)氧化氫濃度（1:19,1:9，3:17）對(duì)結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)過(guò)氧化氫濃度太低（1:19）影響對(duì)二氧化硫的吸收，導(dǎo)致結(jié)果偏低；中濃度過(guò)氧化氫（1:9）和高濃度過(guò)氧化氫（3:17）之間并無(wú)HV著性差異，囚此本文采用過(guò)氧化氫（1+9），作為吸收液。
2.2 稱樣量的選擇
同一份明膠稱取3g, 5g, 8g, lOg分別進(jìn)行6次測(cè)定，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯小，樣品量較少時(shí)，結(jié)果誤差較大；樣品量大時(shí)，溶脹時(shí)容易凝結(jié)，且由于凱氏定氮儀蒸餾管本身容量有限，太多的溶脹凝膠使蒸餾困難，導(dǎo)致不能蒸餾完全。因此，取59進(jìn)行測(cè)試較佳。
2.3 餾出液量的選擇
各稱同一明膠5.0 g測(cè)定，當(dāng)餾出液為120 mL, 150 mL時(shí)停止蒸餾，經(jīng)6次重復(fù)性測(cè)定統(tǒng)計(jì)，經(jīng)t檢驗(yàn)計(jì)算得出t=1.04，小于t（t0.05,5）=2.57，兩者無(wú)HV著性差異，故選擇餾出液為120 mL。
2.4 方法的精密度實(shí)驗(yàn)
取河南漯河產(chǎn)明膠（1號(hào)）和浙江杭州產(chǎn)明膠（2號(hào)）用木法進(jìn)行測(cè)定，每份樣品重復(fù)測(cè)定6次，結(jié)果見(jiàn)表1。
表1精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.5 方法的準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)
分別取10份明膠樣本5.0 g進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，其中5份加入50 ug二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)品，另外5份加入100 ug二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)品，利用本法進(jìn)行二氧化硫含量的測(cè)定，測(cè)定結(jié)果和回收率實(shí)驗(yàn)見(jiàn)表2。
表2回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.6 比對(duì)實(shí)驗(yàn)
取5份不同樣品，分別用個(gè)玻璃蒸餾儀和凱氏定氮儀對(duì)二氧化硫的含量重復(fù)測(cè)定6次，結(jié)果見(jiàn)表3。經(jīng)過(guò)t檢驗(yàn)計(jì)算得出t=1.75，t（0.05,5）=2.57，t 3 結(jié)論
采用半自動(dòng)凱氏定氮儀蒸餾單元對(duì)明膠中二氧化硫的測(cè)定取得了良好的效果，儀器無(wú)需作任何改裝就能直接用來(lái)測(cè)試（需開(kāi)機(jī)后頂熱3~5個(gè)循環(huán)），每分析一個(gè)樣品只需5~7 min，大大縮短了蒸餾時(shí)間，提高了檢測(cè)效率。此力一法操作簡(jiǎn)便，精密度好，準(zhǔn)確度高，與個(gè)玻璃蒸餾儀無(wú)顯著性差異，擴(kuò)大了凱氏定氮儀的應(yīng)用范圍，可為企事業(yè)單位節(jié)約檢測(cè)成本。
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