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冰淇淋理化检验方法

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第一部分 冰淇淋理化检验方法

一、 蔗糖的测定…………………………………………………第

22页

二、 脂肪的测定…………………………………………………第

24页

三、总固形物的测定 ……………………………………………第25页

四、酸度的测定 …………………………………………………第26页

五、冰淇淋蛋白质的测定 ………………………………………第26页

六、水的硬度的检测 ……………………………………………第29页

七、锅炉水碱度的测定 …………………………………………第32页

八、消毒工作液中过氧乙酸有效浓度的测定 …………………第

33页

九、水中亚硝酸及硝酸盐含量检测 ……………………………第34页

一、 蔗糖的测定(依据国标GB/T5009.8-2003)

(一)原理:试样经除去蛋白质后,其中蔗糖经盐酸水解转化为还原糖,再按还原糖测定。水解前后还原糖的差值为蔗糖含量。 反应原理:一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等体积混合后,生成天蓝色的氢氧化铜沉淀,这种沉淀很快与酒石酸钠反应,生成深蓝色的酒石酸钠铜的络合物。再加热条件下,以次甲基兰作指示剂,用样液直接滴定经标定的碱性酒石酸铜溶液,还原糖将二价铜还原为氧化亚铜。待二价铜全部被还原后,稍过量的还原糖将次甲基兰还原,溶液由兰色变为无色,即为终点。

+2[H]

次甲基兰(蓝色)∣←—→ 还原型次甲基兰(无色)+HCI +2[O]

(二)试剂:

1. HCl(1+1):量取50ml盐酸注入少量水中,用水稀释至100ml; 2. 乙酸锌溶液:称取21.9g乙酸锌,加入3ml冰乙酸,加蒸馏水溶

解并稀释至100ml;

3. 106g/l亚铁氰化钾溶液:称取10.6g亚铁氰化钾,加水溶解并稀释至100ml;

4. 碱性酒石酸铜溶液:

(1)甲液:称取15g硫酸铜(CuSO4·5H2O)和0.05g次甲基兰,加水溶解并稀释至1000ml;

(2)乙液:称取50g酒石酸钾钠和75gNaoH溶于水中,加入4g亚

铁氰化钾,加水溶解并稀释至1000ml;

5. 葡萄糖标准溶液: (1)配制:

精确称取1.0000g经过96±2℃干燥2小时的纯葡萄糖,加水溶解后,再加入5ml盐酸,并以水稀释至1000ml,注入滴定管备用。 (2)标定酒石酸铜溶液: a:预测:

精确吸取甲液,乙液各5ml置于150ml三角瓶中,加水10ml,加入玻璃珠2-3粒,置于电炉上,控制在2分钟内加热至沸腾,在沸腾状态下(沸腾15秒后),以先快后慢的速度从滴定管中滴加葡萄糖标准溶液,待溶液颜色变浅时,以每两秒一滴的速度滴定直至溶液蓝色消失即为终点,记录消耗葡萄糖标准溶液的体积数; b:标定:

精确吸取碱性酒石酸铜甲液,乙液各5ml,置于150ml锥形瓶中,加水10ml,加玻璃珠2-3粒,从滴定管中加入比预测体积少1ml的葡萄糖标液,将此锥形瓶置于电炉上,控制在2min内加热至沸腾(沸腾2分钟后),趁沸以每两秒一滴的速度继续加溶液直至蓝色消失即

为终点,记录消耗葡萄糖标准溶液的体积,同法平行操作三次,取其平均值,按下式计算A值 m1 × v1

A = -------------- 1000 式中:

A——10ml酒石酸铜溶液(甲、乙各5ml)相当于葡萄糖溶液的质量,g

m——葡萄糖的质量,g

V1——消耗葡萄糖标准溶液的体积的平均值,ml 1000——配制标准溶液的体积,ml (三)蔗糖的测定: 1. 沉淀:

称取固体试样2.50—5.00g,液体试样25.00-50.00ml(冰淇淋称2.50-5.00 g;花色奶称取10 g—15 g),置于250ml容量瓶中,加入50ml蒸馏水,稀释混匀,慢慢加入5ml乙酸锌及5ml亚铁氰化钾溶液,加蒸馏水至刻度,摇匀静置30min,用干燥滤纸过滤,弃去初滤液后备用; 2. 转化:

吸取50ml 滤液于100ml容量瓶中,加入5ml盐酸,在68—70℃恒温水浴中水浴15min,立刻取出冷却至35℃,加两滴1g/l(乙醇)甲基红指示剂,用NaoH(200 g/L)溶液中和置中性(即溶液由红色变为橙色)加水置刻度,混匀,即为转化液; 3. 滴定:

将试样滤液及转化液分别置于滴定管中滴定,记录消耗试样的体积,滴定方法与标定碱性酒石酸铜溶液方法相同; 4. 分析结果的计算式:

A

总糖(以葡萄糖计)%= -------------------------------- × 100 M × 50 × V2 250 100

A

还原糖(以葡萄糖计)%= ----------------------- × 100 m × V1 250 蔗糖%=(总糖 — 还原糖)×0.95 式中:

A——10ml酒石酸铜溶液(甲、乙各5ml)相当于葡萄糖溶液的质量g

V1——消耗试样糖液的体积,ml V2——消耗试样转化液的体积,ml

0.95——还原糖(以葡萄糖计)换算成蔗糖的系数 m——样品的质量,g

允许误差:同一样品两次测定结果之差不得超过平均值的5%。 (四)注意示项:

1. 加入乙酸锌-亚铁氰化钾目的是为沉淀蛋白质,滤出;

2. 转化时,温度不易太高,同时,时间不易太长,原因在于,糖液的转化属于水解反应,蔗糖分解为果糖和葡萄糖,果糖不稳定,若温度过高,或时间过长,果糖会分解为CO2和水,影响滴定结果; 3. 滴定时必须在沸腾状态下进行:

(1)滴定时,所发生的反应属氧化一还原反应,反应速度慢且需要能量;

(2)O2具有氧化性,若反应速度慢,会使酒石酸铜溶液与O2发生氧化一还原反应。当沸腾时,蒸气将瓶口气封隔绝空气的进入,防止氧化;

二、 脂肪的测定:[依据国标GB/T5009.6-2003(酸水解法)] (一)原理:

试样经酸水解后用乙醚提取,除去溶剂即得总脂肪含量。酸水解法测得的为游离及结合脂肪的总量, (二)试剂:

1.盐酸 2.乙醇(95%) 3.乙醚

4.石油醚(30-60℃沸程) (一) 仪器: 100 ml具塞刻度量筒 (四)分析步骤:

1.样品处理:将均匀的样品称取10.00克,置于50 ml烧杯中,加入10 ml 浓盐酸,放于70-80℃水浴中,每隔5-10分钟搅拌1次,至试样消化完全为止,约40-50分钟。

2.取出加入10 ml 95%乙醇,混合,冷却后移入100ml 具塞量筒中,以25 ml乙醚分次洗烧杯,一并倒入量筒中,待乙醚全部倒入量筒后,加塞振摇1分钟,小心开赛,放出气体,再塞好,静置12min,小心开塞,并用石油醚—乙醚等量混合液冲洗塞及筒口附着的脂肪,静置10—20min,待上部液体清晰,吸出上清液于已恒重的锥型瓶内,再加5ml乙醚于具塞量筒内,振摇,静置后,仍将上层乙醚吸出,放入原锥形瓶内,将锥形瓶置水浴中蒸干,置100±5℃烘箱中干燥2小时,取出放干燥器内冷却0.5小时后称量,重复以上操作至恒重 M1-M0

X= ----------- ×100 M2

X—试样脂肪含量,g/100 g M1—锥形瓶和脂肪的质量,g M0--锥形瓶的质量,g M2—试样的质量,g

三、总固形物的测定(依据标准 SB/T10009-1999)

精确称取经融化均匀的试样2—3克(精确至0.0001g),于已烘干至恒重的称量皿中,置于水浴上蒸干,移入100—105℃电烘箱(或水浴烘箱)中烘三个半小时,取出加盖置于干燥器中冷却(约25—

30分钟后),称量,重复干燥,冷却称量至恒重,计算式为:

W2-W1 总固形物%= ---------- × 100

W1-W

W——称量皿的质量,g W1——试样和称量皿的质量,g W2——烘干后试样和称量皿的质量,g 四、酸度的测定 (一) 试剂:

1%酚酞指示剂:称取1g酚酞溶入100ml95%的乙醇中; 0.1mol/L NaoH:依据标准溶液的配制方法进行配制; (二)方法:

精确称取融化均匀的样品4-5g于250ml 三角瓶中,加入120ml煮沸冷却后的蒸馏水,加入2-3滴1%的酚酞指示剂,用0.1 mol/L NaoH滴定至溶液呈粉色,并保持30秒钟不褪色,即为终点 计算:

V×N×0.09

酸度%= ---------------- ×100(以乳酸计) W

式中:W——样品重(g);

V——NaoH溶液滴定的体积数; 0.09——乳酸的系数;

五、冰淇淋蛋白质的测定:(依据国标GB/T5009.5-2003) 1.原理:

蛋白质是含氮的有机化合物。食品与硫酸和硫酸铜、硫酸钾一同加热消化,使蛋白质分解,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后以硫酸或盐酸标准滴定溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,即为蛋白质的含量。测定步骤:消化→ 蒸馏→滴定。 2.试剂与仪器:

1)硫酸铜(催化剂)、硫酸钾(提高硫酸沸点由3300C升至4000C)、浓硫酸.

2)硼酸溶液(20g/L):20g硼酸(分析纯)溶于1000ml热蒸馏水中,混匀备用。

3)混合指示液:1份甲基红乙醇溶液(1 g/L)与5份溴甲酚绿乙醇溶液(1 g/L)临用时混合。也可用2份甲基红乙醇溶液(1 g/L)与1份亚甲基蓝乙醇溶液(1 g/L)临用时混合。

4)氢氧化钠溶液(400g/L):400g 氢氧化钠溶于1000ml蒸馏水中。 5)硫酸标准溶液[c(1/2H2SO4)=0.0500moL/L]或盐酸标准溶液[c(HCI)=0.0500moL/L]。 3.操作步骤: (1)样品的制备:

固体样品0.20—2.00g(如乳粉),半固体样品2.00-5.00g,液体样品10—25ml(如牛奶)。把样品放入消化瓶中,同时加入6 g硫酸钾,0.2g硫酸铜,20ml浓硫酸。 (2)消化:

先微火加热到100。C左右,以防瓶内泡沫冲出而影响结果,当瓶内发泡停止,稍加大火力。当内溶物的颜色逐渐转化成透明的淡绿色时,继续消化0.5—1h(若消化瓶内壁沾有碳粒时,进行摇动或待冷却后,用过氧化氢溶液冲下,继续消化至透明的兰绿色为止)。然后从消化炉上取下放冷,小心加入20ml水。 (3)蒸馏和吸收:

方法一:(依据GB/T5009.5-2003)

1)将澄清的消化液放冷后,小心移入100ml容量瓶中,以水冲洗数次消化瓶,洗涤液一起并入上述容量瓶中,冷却后用蒸馏水定容至刻度,摇匀。

2)在冷凝器的下端放置一个盛有10 ml硼酸溶液1-2滴甲基红-溴甲

酚绿混合指示剂的300mL的锥型瓶(接收瓶)中,使冷凝器下端的玻璃管,在液面以下。吸取10ml消化液于定氮蒸馏瓶中,将氢氧化钠溶液慢慢地加入蒸馏瓶中,(溶液呈强碱性,加入量约10毫升),然后通入蒸汽进行蒸馏,蒸馏5min。提出冷凝器下端的玻璃管,用少量蒸馏水冲洗冷凝管下端,将洗液一并聚集于硼酸溶液中,让玻璃管靠在锥形瓶的瓶壁,再蒸馏1min。用少量蒸馏水冲洗冷凝管下端,取下锥型瓶(接收瓶)。

注:蒸馏时要注意蒸馏情况,避免瓶中的液体发泡冲出,进入接收瓶。火力太弱,蒸馏瓶内压力减低,则接受瓶内液体会倒流,造成实验失败。

方法二: 1)将澄清的消化液小心移入100ml容量瓶中,以水冲洗数次消化瓶,洗涤液一起并入上述容量瓶中,冷却后用蒸馏水定容至刻度,摇匀。

2)在冷凝器的下端放置一个盛有50 ml 硼酸溶液3滴甲基红-溴甲酚绿混合指示剂的300mL的锥型瓶中,使冷凝器下端的玻璃管,在液面以下。吸取10ml消化液于定氮蒸馏器中,将氢氧化钠溶液慢慢地加入蒸馏瓶中,(溶液呈强碱性,加入量约10毫升),然后通入蒸汽进行蒸馏,蒸至液面达到200mL时,提出冷凝器下端的玻璃管,用少量蒸馏水冲洗冷凝管下端,将洗液一并聚集于硼酸溶液中,让玻璃管靠在锥形瓶的瓶壁,出液口在250mL刻度线以上,继续蒸馏,蒸至液位达250ml。用少量蒸馏水冲洗冷凝管下端,取下锥型瓶(接收瓶)。 备注:不管采用那种蒸馏方法,必须保证NH3全部被回收,必要时可以采用PH试纸验证蒸馏物是否呈碱性。 备注:使用FOSS Kjeltec的定氮仪,使用方法二。 (4)滴定:

用硫酸或盐酸标准溶液滴定接收液,滴定至灰色或蓝紫色为终点(使用KDN-08A定氮仪蒸馏:终点颜色由兰绿色变为酒红色)。记

录所用硫酸标准溶液的体积。同时进行空白试验,并在结果中加以矫正。

(5)计算:

(V1—V0)×C×0.0140×F×100

Pro含量% = ------------------------------------- M×(V/100)

式中:V1——样品消耗酸体积,ml

V0——空白消耗酸的体积,ml C——酸标准溶液的浓度,moL/L; M——称取样品的质量,g;

V——从容量瓶中吸取消化液的体积,ml 0.0140——氮原子的摩尔质量,Kg/ moL

F——氮换算成粗蛋白的系数(一般食品为6.25;乳制品6.38;面粉为5.70;玉米、高粱为6.24;花生为6.45;米为5.95;大豆及其制品为5.71;肉及肉制品为6.25;大麦、小米、燕麦、裸麦为5.83;芝麻、向日葵为5.30;纯谷类配方食品5.90,含乳婴儿谷物配方食品6.25) 4.注意事项:

1)消化开始温度不宜过高,以防泡沫冲出。 2)消化时打开水阀,以利于废气导出。 3)消化完毕不得用冷水冷却,应自然冷却。 4)若需用H2O2水冲,必须在冷却后。 5)蒸馏时要打开水阀,作冷却水用。 6)吸收时必须伸入液面以下。 5、备注:

① 加入硫酸钾的作用:提高硫酸的沸点(338℃),增进反应速度。加入定量的硫酸钾将硫酸沸点提高到400℃,但过多的硫酸钾会造成沸点太高。生成的硫酸铵在513℃会分解,故此加入硫酸钾量一定要准确。

② 加入硫酸铜的作用:催化剂,使氧化作用加速。 六、水的硬度的检测:(依据国标GB 5750-1985)

水的硬度原系指沉淀肥皂的程度。使肥皂沉淀的原因主要是由于水中的钙、镁离子,此外铁、铝、锰、锶及锌等金属离子也有同样的作用。

多采用乙二胺四乙酸二钠容量法测定钙、镁离子的总量,并经过换算,以每升水中碳酸钙的毫克数表示。

本法的干扰物质有以下两类。

1.悬浮性或胶体有机物可影响终点的观察。此时可将水样蒸干并于550℃灰化,干扰即可除去。

2.金属离子如Cu2+、Ni2+、Co2+、Al3+、Fe3+及高价锰等,由于封闭现象使指示剂褪色或终点延长。硫化钠及氯化钾可掩蔽重金属的干扰,盐酸羟胺可使高铁离子及高价锰离子还原为低价离子而消除其干扰。

若取50ml水样,本法测定的最低检测浓度为1.0mg/L。 (一)原理:

乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)在PH值为10的条件下与水中的钙、镁离子生成无色可溶性络合物,指示剂铬黑T则与钙、镁离子生成紫红色络合物。用EDTA-2Na滴定钙、镁离子至终点时,钙、镁离子全部与EDTA-2Na络合而使铬黑T游离,溶液即由紫红色变为蓝色。 (二)仪器:

150ml三角瓶;10或25ml滴定管。 (三)试剂:

1.0.01mol/L乙二胺四乙酸二钠标准溶液:称取3.72g乙二胺四乙酸二钠(C10H14N2O8Na2·2H2O,简称EDTA-2Na),溶于纯水中,并稀释至1000ml,按如下步骤标定其准确浓度。

(1)锌标准溶液:准确称取0.6~0.8g的锌粒,溶于1+1盐酸中,置于水浴上温热至完全溶解。移入容量瓶中,定容至1000ml。

W

M1= -----------

m 式中:M1——锌标准溶液的摩尔浓度,mol/L;

W——锌的重量,g;

m——锌的分子量是65.37,g。

(2)吸取25.00ml锌标准溶液于150ml三角瓶中,加入25ml纯水,加氨水调至近中性,再加2ml缓冲溶液及5滴铬黑T指示剂,用EDTA-2Na溶液滴定至溶液由紫红变为蓝色。按式(30)计算。 M1×V1

M2= ---------

V2

式中:M2——EDTA-2Na溶液的摩尔浓度,mol/L;

M1——锌标准溶液的摩尔浓度,mol/L; V1——锌标准溶液体积,ml; V2——EDTA-2Na溶液体积,ml。

(3)校正EDTA-2Na溶液的摩尔浓度为0.0100mol/L。

注:0.0100mol/L EDTA-2Na溶液也可依据国标GB/T5009.1-2003中方法进行配制和标定。 2.缓冲溶液(pH10)

(1)氯化铵-氢氧化铵:称取16.9g氯化铵(NH4Cl),溶于143ml浓氢氧化铵中。

(2)称取0.780g硫酸镁(MgSO4·7H2O)及1.178g乙二胺四乙酸二钠(C10H14N2O8Na2·2H2O),溶于50ml纯水中,加入2ml氯化铵-氢氧化铵溶液和5滴铬黑T指示剂(此时溶液应呈紫红色,若为天蓝色,应再加极少量硫酸镁使呈紫红色)。用EDTA-2Na溶液滴定至溶液由紫红色变为天蓝色,合并(1)及(2)两种溶液,并用纯水稀释至250ml,合并后如溶液又变为紫色,在计算结果时应扣除试剂空白。

注:①氢氧化铵-氯化铵缓冲液应贮存于聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶中。防止使用中因反复开盖,使氨水浓度降低而影响pH值。

②配制缓冲溶液时,加入EDTA-Mg是为了使某些含镁较低的水样滴定终点更敏锐。如果备有市售EDTA-Mg试剂,则可直接取1.25gEDTA-Mg,配人250ml缓冲溶液中。

③EDTA-2Na滴定钙、镁离子时,以铬黑T为指示剂其溶液在pH值9.7~11的范围内,越偏碱终点越敏锐。但可使碳酸钙及氢氧化镁沉淀,从而造成滴定误差。因此滴定选用pH值10为宜。 3. 固体指示剂:称取0.5g铬黑T,加100g氯化钠,研磨均匀,贮于棕色瓶内,密塞备用,可较长期保存。

注:铬黑T指示剂配成溶液后较易失效。如果在滴定时终点不敏锐,而且加入掩蔽剂后仍不能改善,则应重新配制指示剂。 4.5%硫化钠溶液:称取5.0g硫化钠(Na2S·9H2O)溶于纯水中,并稀释至100ml。

5.1.0%盐酸羟胺溶液:称取1.0g盐酸羟胺〔NH2OH·HCl〕,溶于纯水中,并稀释至100ml。

6.10%氰化钾溶液:称取10.0g氰化钾(KCN)溶于纯水中,并稀释至100ml。注意,此溶液剧毒! (四)方法步骤:

1.取水样50ml(若硬度过大,可少取水样用水稀释至50ml。若硬度过小,改取100ml),置于150ml三角瓶中。

注:为防止碳酸钙及氢氧化镁在碱性溶液中沉淀,滴定时水样中的钙、镁离子含量不能过多,若取50ml水样,所消耗的0.01mol/L EDTA-2Na溶液体积应少于15ml。

2.若水样中含有金属干扰离子使滴定终点延迟或颜色发暗,可另取水样,加入0.5ml盐酸羟胺溶液及1ml硫化钠溶液或0.5ml氰化钾溶液。

3.加入1~2ml氢氧化铵-氯化铵缓冲溶液及5滴铬黑T指示剂(或一小勺固体指示剂),立即用EDTA-2Na标准溶液滴定,充分振摇,至溶液由紫红色变为蓝色,即表示到达终点。 4.计算:

V1×C1×1000

p(CaCO3)= ---------------- m mol/L

V水样

式中:P——水样的硬度,m mol/L

V1—消耗EDTA-2Na的体积数,ml C1——EDTA-2Na的摩尔浓度,mol/L 注意:检测自来水时取水样25 ml,其它步骤同上。 p(CaCO3)=(V1×C1×100.09×1000)/V自来水样 [mg/L]

总硬度除用碳酸钙表示外,尚可用度及毫克当量/升表示。其相

互换算方法见表: 硬度单位的换算 硬度单位 毫克当量/升 度 碳酸钙,[mg/L] 毫克当量/升 1 0.35663 0.01998 度 2.804 1 0.0560 碳酸钙,[mg/L] 50.045 17.847 1 七、锅炉水碱度的测定(依据国标GB 1576-2001) 1.目 的:

锅炉水的碱度对锅炉设备的结垢、腐蚀和蒸汽品质均有重大的影响,碱度过高则易引起锅炉设备的碱性腐蚀和苛性脆化,并易使锅炉水起泡及汽水共腾,恶化蒸汽品质。但是过低则锅炉易结生水垢,不利于锅炉的安全运行。因此,需要控制其碱度。 2.原 理:

水的碱度是指水中含有能接受氢离子的物质的量,例如氢氧根、碳酸盐、重碳酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、硅酸盐、硅酸氢盐、亚硫酸盐、腐植酸盐和氨等,都是水中常见的碱性物质,它们都能与酸反应。

因此,用标准酸溶液进行滴定,便可测出水中的碱度的含量。 3.试 剂:1)1%的酚酞指示剂 2)0.1%甲基橙(水溶液)

3)0.1000mol/L(1/2H2SO4)硫酸标准溶液 4.测 定:

取100ML水样注入锥形瓶,加2—3滴1%酚酞,此时若溶液显红色,则用硫酸标准溶液滴定至恰好无色,记录耗酸体积V1,然后再加入2滴甲基橙指示剂,继续用硫酸标准溶液滴至呈橙红色为止,记录第二次耗酸体积V2(不包括V1) 计算式:

C×(V1+V2) × 1000 m mol/L V

式中:C——硫酸(1/2H2SO4)标准溶液的浓度,mol/L;

V1、V2——耗酸的体积,ML; V—— 水样的体积,ML.

八、消毒工作液中过氧乙酸有效浓度的测定 1.用滴管加入A液5滴,摇匀; 2.用滴管加入B液5滴,摇匀; 3.用滴管加入C液5滴,摇匀;

3.用滴管吸取D液(硫代硫酸钠溶液)一滴一滴的加入试管中,边加边摇,滴加至溶液蓝色消失为终点,记录所消耗滴数N。 4.过氧乙酸浓度计算:过氧乙酸(ppm)=5ppm×N

因使用浓度控制在100——300 ppm,所以,滴定液消耗滴数为10——30滴。 5.注意事项:

(1)取样前必须将试管用待测工作液清洗3次。

(2)保证试管溶液的凹面与刻度线平行。保持滴定液的液滴大小一致。

(3)滴定试剂须在低温条件下放置,并保持不被污染。 (4)待测定的工作液测试前温度应低于30℃,必要时应冷却。 备注: 快速滴定试剂的配制 A 液 2mol/lH2SO4

量取112ml的浓硫酸(分析纯)加入50ml蒸馏水中,搅拌均匀后加蒸馏水至1000ml即可。 B 液 10%KI

称取10g KI (分析纯)溶于100ml蒸馏水中,即可。 C 液 0.5%淀粉指示剂

称取0.5g可溶性淀粉(化学纯)加5ml水,使成糊状,加到90ml

沸水中,煮沸1-2分钟,稀释至100ml。 D 液 0.025NaS2O3滴定液的配制:

配制 称取6.5g硫代硫酸钠NaS2O3.5H2O(或4g无水硫代硫酸钠)溶于1000ml水中,缓缓煮沸10分钟,冷却标定后备用。 九、水中亚硝酸及硝酸盐含量检测:(依据国标GB 5750-1985) (一)亚硝酸盐氮(重氮化偶合分光光度法)

水中亚硝酸盐氮是标志水体被有机物污染的指标之一。它是含氮化合物分解的中间产物,不稳定,易氧化成硝酸盐,也可被还原成氨。它的含量与硝酸盐和氨的含量结合考虑,可推测水体污染程度及净化能力。 1.应用范围

(1)本法适用于测定生活饮用水及其水源水中亚硝酸盐氮。 (2)水中三氯胺产生红色干扰。三价铁、铅等离子可产生沉淀,引起干扰。二价铜离子起催化作用,可分解重氮盐,因而使结果偏低。有色离子有干扰作用,也不应存在。

注:试剂加入的次序改为先加盐酸N-(1—萘基)-乙烯二胺,后加对氨基苯磺酰胺,可稍减低三氯胺产生的红色干扰。但三氯胺浓

度大时仍能产生橙色。

(3)本法最低检测量为0.05μg亚硝酸盐氮,若取50ml水样测定,则最低检测浓度为0.001mg/L。 2.原理

在pH1.7以下,水中亚硝酸盐与对氨基苯磺酰胺起重氮作用,再与盐酸N—(1—萘基)—乙烯二胺产生偶合反应,生成紫红色的偶氮染料,比色定量。 3.仪器

(1)50ml具塞比色管。 (2)分光光度计。 4.试剂

(1)亚硝酸盐氮标准贮备溶液:称取0.2463g在干燥器内放置24h的亚硝酸钠(NaNO2)。溶于纯水中,并定容至1000ml。每升内加2ml氯仿保存。此溶液1.00ml含50.0μg亚硝酸盐氮。

(2)亚硝酸盐氮标准溶液:取10.00ml亚硝酸盐氮贮备溶液,用纯水稀释至500ml,再从中吸取出10.00ml,用纯水定容100ml。1.00ml含0.10μg亚硝酸盐氮。

(3)氢氧化铝悬浮液:称取125g硫酸铝钾〔KAl(SO4)2·12H2O〕或硫酸铝铵〔NH4Al(SO4)2·12H2O〕,溶于1000ml纯水中。加热至60℃,慢慢加入55ml浓氨水,使成氢氧化铝沉淀。充分搅拌后静置,弃去上清液。反复用纯水洗涤沉淀,至倾出液无氯离子(用硝酸银检定)为止。最后加入300ml纯水成悬浮液。使用前振荡均匀。 (4)1%对氨基苯磺酰胺溶液:称取5g对氨基苯磺酰胺(NH2C6H4SO3NH2),溶于350ml 1+6盐酸中。用纯水稀释至500ml。此试剂可稳定数月。

(5)0.1%盐酸N—(1—萘基)—乙烯二胺溶液:称取0.5g盐酸N-(1-萘基)-乙烯二胺(C10H7NH2CHCH2NH2·2HCl,又名N

-甲萘基盐酸二氨基乙烯,简称NEDD),溶于500ml纯水中。贮于棕色瓶内,于冰箱内保存,可稳定数周。如变为深棕色,则应重配。 5.步骤

(1)若水样浑浊或色度较深,可先取100ml,加入2ml氢氧化铝悬浮液,搅拌后静置数分钟,过滤。

(2)先将水样或经处理后的水样,用酸或碱调节至中性,取50.0ml,置于比色管中。

(3)另取50ml比色管8支,分别加入亚硝酸盐氮标准溶液0、0.50、1.00、2.50、5.00、7.50、10.00及12.50ml,用纯水稀释至50ml。 (4)向水样及标准色列管中分别加入1ml对氨基苯磺酰胺溶液,摇匀后放置2~8min。加入1.0ml盐酸N—(1—萘基)—乙烯二胺溶液,立即混匀。

(5)于540nm波长下,用1cm比色皿以纯水作参比,在10min至2h内,于分光光度计上测定吸光度。如亚硝酸盐氮浓度低于4μg/L时,改用3cm比色皿。

(6)绘制校准曲线,从曲线上查出水样管中亚硝酸盐氮含量。 6.计算

M

C=-------

V

M——从校准曲线上查得样品管中亚硝酸盐氮含量,μg; V——水样体积,ml。 (二)硝酸盐氮(镉柱还原法) 1.应用范围

(1)本法适用于测定生活饮用水及水源水中硝酸盐氮的含量。 (2)本法不经稀释直接还原测定的适用范围为0.006~0.25mg/L的硝酸盐氮加亚硝酸盐氮。将水样稀释,可使测定范围扩大。

式中:C——水样中亚硝酸盐氮(N)浓度,mg/L;

(3)本法最低检测量为0.05μg硝酸盐氮,若取50ml水样测定,则最低检测浓度为0.001mg/L硝酸盐氮。 2.原理

在一定条件下,镉还原剂能将水中的硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮,还原生成的亚硝酸盐氮(包括水样中原有的亚硝酸盐氮)与对氨基苯磺酰胺重氮化,再与盐酸N-(1-萘基)乙烯二胺偶合,形成玫瑰红色偶氮染料,用光度法测定,减去不经镉柱还原,用重氮化偶合比色法测得的亚硝酸盐氮含量,即可得出硝酸盐氮含量。

水样浑浊或有悬浮固体时会堵塞柱子,可先将水样过滤。浊度高的水样,在过滤之前可加硫酸锌和氢氧化钠预处理,以去除水样中存在的大部分颗粒物质。

注:镉还原剂指汞-镉颗粒、铜-镉颗粒和海绵状镉,可选用其中一种。

于水样中加入乙二胺四乙酸二钠,以消除铁、铜或其他金属的干扰。 3.仪器

(1)还原柱:见下图。

(2)250ml容量瓶。 (3)100ml三角瓶。 (4)分光光度计。 4.试剂

(1)苯酚:如苯酚不纯或有颜色,将盛苯酚(C6H5OH)的容器隔水加热,融化后倾出适量于具空气冷凝管的蒸馏瓶中,加热蒸馏,收集182~184℃的馏分,置棕色瓶中,冷暗处保存。精制苯酚应为无色纯净的结晶。

(2)二磺酸酚试剂:称取15g苯酚,置于250ml三角瓶中,加入105ml浓硫酸,瓶上放一小漏斗,置沸水浴内加热6h。试剂应为浅棕色稠液,保存于棕色瓶内。

(3)硝酸盐氮标准贮备溶液:称取7.218g在105~110℃烘过1h的硝酸钾(KNO3),溶于纯水中,并定容至1000ml。加2ml氯仿作保存剂,至少可稳定6个月。此贮备溶液1.00ml含1.00mg硝酸盐氮。

(4)硝酸盐氮标准溶液:吸取5.00ml硝酸盐氮标准贮备溶液,置于瓷蒸发皿内,在水浴上加热蒸干,然后加入2ml二磺酸酚,迅速用玻璃棒摩擦蒸发皿内壁,使二磺酸酚与硝酸盐充分接触,静置30min,加人少量纯水,移入500ml容量瓶中,再用纯水冲洗蒸发皿,合并于容量瓶中,最后用纯水稀释至刻度。此溶液1.00ml含10.0μg硝酸盐氮。

(5)1%对氨基苯磺酰胺溶液:称取5g对氨基苯磺酰胺(NH2C6H4SO3NH2),溶于350ml 1+6盐酸中。用纯水稀释至500ml。此试剂可稳定数月。

(6)0.1%盐酸N-(1-萘基)-乙烯二胺溶液:称取0.5g盐酸N-(1-萘基)-乙烯二胺(C10H7NH2CHCH2NH2·2HCl,又名N

-甲萘基盐酸二氨基乙烯,简称NEDD),溶于500ml纯水中。贮于棕色瓶内,于冰箱内保存,可稳定数周。如变为深棕色,则应重配。 (7)氯化铵-乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)溶液:称取100g氯化铵(NH4Cl)和1gEDTA-2Na(C10H14N2O8Na2·2H2O);溶于纯水中,并稀释至500ml。

(8)10%硫酸锌溶液:称取100g硫酸锌(ZnSO4·7H2O),溶于纯水中,并稀释至1000ml。 (9)镉还原剂

1)海绵状镉:如无市售品,可用下法制备。投入足够的锌片(或锌棒)于500ml 20%硫酸镉溶液中,3~4h后将置换出来的海绵状镉用玻棒轻轻刮下,捣碎至20~40目,用纯水冲洗后置0.5%氯化铵溶液中保存。

2)汞-镉颗粒:取40~60目的金属镉粒(用过的也可重复使用)约50g,置于烧杯中,先用1+1盐酸溶液洗涤,弃去溶液后用纯水冲洗镉粒数次,再加入1%氯化汞溶液100ml,搅拌3min,倾去溶液,用纯水冲洗汞-镉颗粒数遍,然后用1+99硝酸溶液很快冲洗一下,再用1+99盐酸溶液洗数次,用纯水洗至水中不含亚硝酸根为止。置0.5%氯化铵溶液中保存。

3)铜-镉颗粒:取40~60目的金属镉粒(用过的也可重复使用)约50g,置于烧杯中。先用1+1盐酸洗涤,弃去溶液后用纯水冲洗数次,再加入2%硫酸铜溶液100ml,摇动5min或至溶液蓝色变浅。倾去溶液,再加入新的硫酸铜溶液,重复处理,直到在镉粒上出现褐色胶体沉淀为止。用纯水洗涤铜-镉粒至少10次,以去除所有沉淀,置于0.5%氯化铵溶液中保存。 5.镉还原柱的制备

(1)填料的装柱与老化:放入一小团玻璃棉于还原柱的底部,加满纯水,再分次加入镉填料至30cm高度(加填料时应注意避免在填料

中间引入空气泡)。在200ml纯水中加入2ml氯化铵-EDTA溶液,用活塞控制流速为每分钟7~10ml,让其流过新制备的镉填料,再用每升含0.1%硝酸盐氮、8ml氯化铵-EDTA溶液的水溶液200ml流过柱子,使镉填料老化。

注:新镉填料还原能力较强,司将亚硝酸盐氮进一步还原为氮,必须用硝酸盐氮溶液处理,使镉柱适当老化。

(2)镉柱还原率的检查:为了检查镉柱的还原率,可在每天作样品分析前,按步骤6(2),将0.1~0.2mg/L的硝酸盐氮标准溶液经柱还原、显色,用1cm比色皿测定吸光度,与相同浓度的亚硝酸盐标准溶液显色测得的吸光度相比较,可确定还原柱的还原率。

为了计算方便,可用因数F来表征还原柱的还原效率:

Cs×L F=-----------

As×Ab 式中:Cs——硝酸盐氮标准溶液的浓度,mg/L;

L——比色皿厚度,cm;

As——硝酸盐氮标准溶液经柱还原显色后测得的吸光度; Ab——流经还原柱的试剂空白的吸光度。

F值应用标准溶液三个平行测定结果的平均值求得。如果在一天中测定多批样品,应在分析开始、中间、末尾用硝酸盐氮标准溶液校验F值。计算F值常选用0.1~0.2mg/L的硝酸盐氮标准溶液,1cm比色皿。

当选用汞-镉颗粒和铜-镉颗粒作填料时,随使用时间延长,其还原效率会逐渐降低,当F值持续高于0.33时,应分别按4(9)2)或4(9)3)所述方法重新活化。 6.步骤 (1)预处理

1)去除浊度:水样中有悬浮物时,可用孔径0.45μm的滤膜过滤。当水样的浊度很高时,则取100ml水样,加入1ml硫酸锌溶液,充

分混合,滴加氢氧化钠溶液调节pH值为10.5。放置数分钟待絮凝状沉淀析出,倾出上清液供分析用。

2)去除油和脂:如水样中有油和脂,取100ml水样,用浓盐酸调pH值为2,每次用25ml氯仿,萃取2次。

3)调节水样的pH值:如水样的PH在5以下或9以上,则用浓盐酸或浓氨水调pH为5~9。

注:溶液的pH值对镉柱的还原效率有影响,必须控制pH值在3.3~9.6的范围内。 (2)测定

1)试剂空白吸光度的测定:分析前用100~200ml纯水,流经还原柱后弃去,再取5ml氯化铵-EDTA溶液,用纯水稀释至200ml,分次倒入还原柱贮液池,以每分钟7~10ml的流速通过还原柱,弃去最初流出的约50ml溶液,再用2个50ml量杯交替各接取25ml流出液3次,按6(2)3)测定吸光度,取平均值。

2)硝酸盐氮还原:在250ml容量瓶中加入5ml氯化铵-EDTA溶液,吸取一定量的水样移入容量瓶中(控制容量瓶中硝酸盐氮的浓度在0.20mg/L以下),加纯水至刻度。将10~20ml容量瓶中的水样溶液倾于贮液池中,让其从柱内流过后弃去,再倒入30~40ml,控制流速每分钟7~10ml,其流出液用来冲洗2只50ml量杯后弃去。将容量瓶中剩下的水溶液分次倾入贮液池,用2只量杯交替各接取25ml流出液共3次,并分别转入3个100ml三角瓶中(如还要分析另外的水样,两样品之间不用洗柱,只要用30~40ml另一样品溶液流经还原柱后弃去,即可接取另一样品作测定)。

注:①水样与镉填料应有足够的接触时间,硝酸盐氮才能定量还原,因此流速不宜太快。但太慢将增加分析时间,且可能使结果偏低。

②溶液中加入氯化铵,可与镉离子络合,减少柱内镉盐沉淀及缓解对亚硝酸根的还原作用。

3)显色与测定吸光度:还原后的水样应立即加入0.5ml对氨基苯磺酰胺试剂,摇匀后2~8min内加入0.5mlNEDD试剂,放置10min后,于2h内测定吸光度(波长540nm,纯水为参比)。求出3个三角瓶中溶液的平均吸光度。

注:①溶液的pH值对显色有影响,pH值在1.7以下时颜色最深,如果用于还原的水样pH在8以下,一般均能达到业硝酸盐重氮化所需的酸度条件(pH值1.4),并使加入NEDD试剂后pH在1.7以下,否则溶液的吸光度大大降低。

②显色后颜色的稳定性与室温有关。在10℃时放置24h,吸光度值降低2~3%;20℃时放置2h,吸光度值开始降低;30℃时显色后1h颜色开始变浅;在40℃的室温下,显色45min后吸光度值即迅速下降。 7.计算

F

C= (Aw-Ab)×N×---- - CNO2

L Aw——试样的吸光度; Ab——试剂空白的吸光度; N——水样稀释倍数;

F——表征镉还原柱还原效率的因数; L——比色皿的厚度,cm;

CNO2——水样中亚硝酸盐氮(N)的浓度,mg/L。

式中:C——水样中硝酸盐氮(N)的浓度,mg/L;

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