食品中亞硝酸鹽含量測定實(shí)驗(yàn)的綠色化學(xué)探討

1、第29卷第3期2008年6月衡陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)Journal o f Heng yang N o rmal U niv ersit yN o.3V o l.29June12008食品中亞硝酸鹽含量測定實(shí)驗(yàn)的綠色化學(xué)探討劉夢琴,馮泳蘭,莫運(yùn)春,曾榮英,歐利(衡陽師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)系,湖南衡陽421008摘要:研究了在稀H Cl介質(zhì)中,亞硝酸鹽與堿性品紅發(fā)生重氮反應(yīng),用8-羥基喹啉作偶聯(lián)劑,在弱堿性條件下,生成茶紅色偶氮染料,其最大吸收峰位于490nm波長處,亞硝酸鹽在01230L g/25mL范圍內(nèi)服從比爾定律,表觀摩爾吸收系數(shù)E=2130104L/mo l1cm。通過在食品中亞硝酸鹽含量測定

2、實(shí)驗(yàn)中滲透綠色化學(xué)思想,使學(xué)生擁有一定設(shè)計(jì)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力,并應(yīng)用綠色化學(xué)理念,擬定了一種測定食品中亞硝酸鹽含量的新方案。關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);亞硝酸鹽;堿性品紅;8-羥基喹啉中圖分類號:O657132文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:16730313(200803008403綠色化學(xué)是二十一世紀(jì)化學(xué)發(fā)展的主要議題,是人類和自然和諧相處的化學(xué),是二十一世紀(jì)的化學(xué)新概念,它對化學(xué)教育教學(xué),特別是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了新課題1-3。在實(shí)際教學(xué)中如何結(jié)合當(dāng)前素質(zhì)教育,把綠色化學(xué)教育貫徹于實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中,值得研究與探討。食品中亞硝酸鹽含量測定是儀器分析經(jīng)典教學(xué)實(shí)驗(yàn)之一。長期以來,多種版本教材采用的測定方法都是G ris

3、s 法4-7,即采用對氨基苯磺酸與a-萘胺或鹽酸萘乙二胺的重氮偶聯(lián)反應(yīng)。該法成熟、可靠,但a-萘胺和鹽酸萘乙二胺均為強(qiáng)致癌試劑,對身體帶來危害,對環(huán)境污染較嚴(yán)重。同時(shí)對氨基苯磺酸、a-萘胺或鹽酸萘乙二胺的性質(zhì)不穩(wěn)定,見光易變質(zhì)變色。本文研究了在稀HCl介質(zhì)中,亞硝酸鹽與堿性品紅發(fā)生重氮反應(yīng),用8-羥基喹啉作偶聯(lián)劑,在弱堿性條件下,生成茶紅色偶氮染料,該偶氮染料在490nm處有最大吸收,試劑穩(wěn)定無毒,對分析人員損害較小。亞硝酸鹽在01230L g/25mL范圍內(nèi)服從比爾定律,表觀摩爾吸收系數(shù)E=2.30104L/mo l.cm,擬定了一種測定食品中亞硝 酸鹽含量的綠色化實(shí)驗(yàn)方案。該方法快速、簡便

4、,精密度不低于Gr iss法,同時(shí)對亞硝酸廢液進(jìn)行了處理,消除了G riss法存在的環(huán)境污染。1原理(1在稀鹽酸介質(zhì)中,亞硝酸鹽與堿性品紅的重氮化反應(yīng):2實(shí)驗(yàn)部分2.1儀器與試劑U V-2501PC型紫外-可見分光光度計(jì)(日本島津; H722S型分光光度計(jì)(天津市普瑞斯儀器有限公司;超級恒溫水浴鍋(余姚江南儀器儀表廠;A E200電子天平(0.1 mg;梅特勒-托利多儀器有限公司;pH S-3C型酸度計(jì)(上海雷磁儀器廠。堿性品紅溶液(310-3mo l/L:稱取0.2534g堿性品收稿日期:20080210基金項(xiàng)目:湖南省教育科學(xué)/十五0規(guī)劃課題(XJK03CG027;衡陽師范學(xué)院教改課題(2

5、007年作者簡介:劉夢琴(1972-,女,湖南衡南人,衡陽師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)系,副教授,碩士,主要從事分析化學(xué)教學(xué)及光譜分析研究.2008年第3期劉夢琴,馮泳蘭,莫運(yùn)春等:食品中亞硝酸鹽含量測定實(shí)驗(yàn)的綠色化學(xué)探討85紅,溶于水中,定容到250mL 容量瓶中。8-羥基喹啉貯備溶液(710-2mo l/L:稱取1.0161g 8-羥基喹啉,溶于甲醇,并用甲醇稀釋至100mL 。此時(shí)溶液濃度為710-2mo l/L ,臨用時(shí)再稀釋至710-3mol/L 作為工作濃度。亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲備液(0.2mg/mL:準(zhǔn)確稱取0.1000g 干燥24h 的分析純亞硝酸鈉,用水溶解后定量轉(zhuǎn)入500mL 容量瓶中

6、,加水稀釋至刻度并搖勻。臨用時(shí)準(zhǔn)確移取上述儲備液5.0mL 于100mL 容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻,作為工作液(10L g /mL ,并用高錳酸鉀法進(jìn)行標(biāo)定;1.0mol/L 鹽酸;3.0mol/L 氨水;0.02mol/L EDT A ;1.0mo l/L 硫酸鋅溶液;1%K Cl;10L g /mL FeCl 3;10L g/mL CuSO 4;香腸(購自衡陽市丁家牌樓菜市場; 飽和硼砂溶液:稱取12.5g 硼砂(N a 2B 4O 7#10H 2O溶于250mL 熱水中,冷卻備用;所用試劑均為分析純,實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。2.2 實(shí)驗(yàn)方法移取一定量的亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(<3

7、0L g 于25mL 的容量瓶中,依次加入1mol/L 鹽酸1.5mL,堿性品紅溶液1.5mL ,待溶液由紫色變?yōu)榈S色后,再加人2.5mL 8-羥基喹啉,1.5mL 氨水,稀釋至25mL 后,靜置,待溶液變?yōu)榉€(wěn)定的茶紅色后,以試劑空白為參比,用1cm 比色皿,在紫外-可見分光光度計(jì)上掃描吸收光譜,于490.0nm 處測定溶液的吸光度。3 結(jié)果與討論3.1 吸收光譜按上述實(shí)驗(yàn)方法顯色,試劑和絡(luò)合物的吸收光譜見圖1。 圖1 吸收曲線11試樣(亞硝酸鹽:20L g/25mL/試劑空白;21試劑空白/水由圖1可見,在實(shí)驗(yàn)條件下,偶氮染料(曲線1的最大吸收波長為490nm ,試劑空白(曲線2的最大吸收

8、波長為340nm,對比度v K =150nm,本文選用490.0nm 為測定波長。3.2 酸度介質(zhì)的影響由于堿性品紅對pH 的敏感性,試驗(yàn)了兩種酸度介質(zhì):鹽酸(1mol/L 和0.1mol/L 和醋酸(1mol/L 。加人0.1mo l/L 鹽酸后,在490nm 處雖有最大吸收,且吸光度較高,但有絮狀物生成;加入1mol/L 醋酸后,在510nm 處有最大吸收,但溶液顏色不穩(wěn)定;加人1mo l/L 鹽酸后,在490nm 處有最大吸收,且顏色穩(wěn)定,因此實(shí)驗(yàn)選用1mo l/L 鹽酸。3.3 酸度用量的影響在擬定的試驗(yàn)條件下,鹽酸用量分別取0.5mL 、1.0mL 、1.5mL 、2.0mL 、2.

9、5mL 、3.0mL 、3.5mL 、4.0mL 在490nm 處測定體系吸光度(圖2。圖2 酸度用量的影響圖2表明,pH 在0.81.1之間,即1mol/L 鹽酸加人量在0.51.5mL 時(shí),體系吸光度最大且恒定。超出此范圍,體系穩(wěn)定性下降,K max 紅移至510nm,顏色變?yōu)槊倒寮t色,故本實(shí)驗(yàn)加入1mo l/L 鹽酸1.5mL 。3.4 顯色劑用量試驗(yàn)加入不同用量的顯色劑,顯色體系吸光度的變化。結(jié)果表明,堿性品紅用量在0.81.7mL ,8-羥基喹啉用量在1.53.5mL 時(shí),體系吸光度最大且恒定。試驗(yàn)中選擇310-3mo l/L 的堿性品紅加入量為1.5mL ,710-3mo l/L

10、的8-羥基喹啉加入量為2.5mL 。3.5 反應(yīng)溫度、顯色時(shí)間及偶氮染料的穩(wěn)定性在擬定的試驗(yàn)條件下,分別于10e 、20e 、30e 、40e 、50e 的水浴環(huán)境中,測定重氮化反應(yīng)時(shí)間、偶聯(lián)反應(yīng)時(shí)間及偶氮染料的穩(wěn)定時(shí)間(表1。表1 反應(yīng)溫度、顯色時(shí)間及偶氮染料的穩(wěn)定性水浴溫度重氮化時(shí)間偶聯(lián)時(shí)間穩(wěn)定時(shí)間吸光度10e 7min 11m in 8h 0.29820e 5min 8m in 7h 0.29430e4min 7m in 6h 0.28540e 3min 6m in 4.5h 0.26150e2.5min5.5m in4h0.316不同溫度的試驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)溫度升高,反應(yīng)時(shí)間縮短,但是

11、體系的穩(wěn)定性降低。本試驗(yàn)選擇20e 測定,重氮化時(shí)間為5min,偶聯(lián)反應(yīng)時(shí)間為8min,茶紅色偶氮染料穩(wěn)定時(shí)間為7h 。86衡陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)2008年第29卷3.6工作曲線配制一系列亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,按實(shí)驗(yàn)方法繪制工作曲線。結(jié)果表明,在25mL溶液中,亞硝酸鹽含量在0.230L g范圍內(nèi)符合比爾定律?；貧w方程為:A=0.0133C(L g/25mL+0.0039,r=0.9967,E=2.30104L/mol.cm。3.7共存離子的影響試驗(yàn)了常見離子的干擾,對于10L g/25mL亞硝酸鹽的測定,相對誤差在?10%以內(nèi)時(shí),共存離子允許量為:2800倍K+,N H+4,C1-,PO3-4,F

12、-,I-,S2O2-3,N O-3,A c-;1800倍Br-;200倍Ba2+;120倍SO2-3;100倍Ca2+;50倍Zn2+,Ni2+;10倍Co2+,M n2+;A13+、F e3+、Cu2+有干擾,可加入ED T A加以消除。4樣品分析4.1試樣的預(yù)處理準(zhǔn)確稱取5克經(jīng)絞碎均勻的香腸樣品于50mL燒杯中,加入硼砂飽和溶液12.5mL,以玻璃棒攪拌,然后用70e左右的水約150mL,將其稀釋轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中,沸水浴中加熱15分鐘,取出,在輕輕搖動下滴加2.5mL硫酸鋅溶液,以沉淀蛋白質(zhì)。冷卻到室溫,用水定容,搖勻。放置5min后,過濾,棄去最初10mL濾液,測定用濾液應(yīng)為無色

13、透明。4.2試樣的測定移取一定量樣品試液于25mL容量瓶中,加入0.5mL0.02mo l/L EDT A,按實(shí)驗(yàn)方法測其吸光度,分析結(jié)果見表2。表2樣品中NO-2的測定結(jié)果(n=5及標(biāo)準(zhǔn)加入實(shí)驗(yàn)樣品測定值(L g相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(%加入N O-2量(L g回收N O-2量(L g回收率(%1#本法Griss法本法Griss法10本法Griss法本法Gri ss法H N O2廢液的處理方法是加入少量尿素,直至反應(yīng)液不再冒出氣泡為止。H2N CON H2+2H NO2y CO2+N2+3H2O5結(jié)論經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),用本法測定所得結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在誤差允許范圍內(nèi),與Gr iss法測定結(jié)果基本一致,說明本

14、法的分析結(jié)果與G riss法無明顯差異,而且該法所用試劑穩(wěn)定無毒,對環(huán)境污染較小,靈敏度高,測定效果好,為開設(shè)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了一定的實(shí)驗(yàn)參考價(jià)值。參考文獻(xiàn):1謝志剛,宋仲容,王家平.無機(jī)化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)理念的滲透J.化學(xué)教育,2006(6:25-27.2方巧芳.在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中滲透綠色化學(xué)的教育思想J.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2006,6(6:86-88.3陳自然,楊麗華.實(shí)現(xiàn)無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的探索J.四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2007,17(1:115-116. 4華中師范大學(xué)編.分析化學(xué)M.3版.北京:高等教育出版社,2001.5華中師范大學(xué),東北師范大學(xué)等編.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)M.3版.北京:高等教育出版社,2001.6朱澤華.環(huán)境中硝酸鹽和亞硝酸鹽光譜測定法研究進(jìn)展J.分析實(shí)驗(yàn)室,2006,20(4:240-241.7付連社.亞硝酸根的光度測定法J.理化檢測化學(xué)分冊,1997,33(4:23-24.Disscussion on Environmentally Friendly ChemistryThrough Determination of Nitrite in FoodsL I U M eng-qin,FE