牛奶中鈣含量的測定

1、EDTA 絡(luò)合滴定法測定不同品質(zhì)牛奶中鈣含量指導(dǎo)老師： 梁 勇摘 要：本實驗采用采用干式灰化法處理牛奶，配合EDTA絡(luò)合滴定法測定牛奶中鈣含量。100ml的伊利高鈣奶、伊利純牛奶、風(fēng)行鮮牛奶、晨光鮮牛奶中鈣含量分別為125.30mg、103.38mg、117.98mg、98.78mg。關(guān)鍵詞：牛奶; 鈣含量; EDTA 絡(luò)合滴定法1、 前言：鈣與身體健康息息相關(guān), 鈣除成骨以支撐身體外, 還參與人體的代謝活動, 它是細(xì)胞的主要陽離子, 還是人體最活躍的元素之一, 缺鈣可導(dǎo)致兒童，佝僂病, 青少年發(fā)育遲緩, 孕婦高血壓, 老年人的骨質(zhì)疏松癥。目前, 我國居民攝入鈣量嚴(yán)重不足, 尤其是兒童青少年和

2、老年人缺鈣比例比較高。喝牛奶是補鈣最常見的方式之一。測定各種牛奶鈣含量有助于我們選擇哪種牛奶來補鈣。牛奶中鈣含量大約在100-125mg/100ml.測定牛奶中鈣的含量含量方法包括: 配位滴定法、酸堿滴定法、高錳酸鉀滴定法、原子吸收法等。實驗前對配位滴定法、酸堿滴定法、高錳酸鉀滴定法進(jìn)行了比較,其中（KMnO4）氧化-還原滴定法步驟繁瑣，原子吸收法測定條件較高，不易于操作，而絡(luò)合滴定法所用儀器普通易得, 成本低廉, 分析時間短, 操作簡單, 條件要求也不高。在進(jìn)行定量分析時，樣品處理方法很關(guān)鍵，選擇正確的樣品處理方法是獲得準(zhǔn)確分析結(jié)果的基本保證。目前，常用的預(yù)處理方法有干式灰化法（干法）、濕式

3、消化法（濕法）、直接酸溶法等，本實驗采用干式灰化法處理牛奶，配合EDTA絡(luò)合滴定法測定牛奶中鈣含量。二、試驗原理：EDTA 與金屬離子配位反應(yīng)具有廣泛性, 生成的配合物穩(wěn)定、顏色明顯, 易判斷滴定終點, 并且是1:1 配位, 沒有分級現(xiàn)象。本實驗中調(diào)節(jié) pH=910,滴定前向樣品中加入指示劑鉻藍(lán)黑, 它先與 Ca2+ 生成紅色絡(luò)合物, 反應(yīng)式為: Ca2+In2-CaIn(紅色)。當(dāng)在樣品中滴入 EDTA 溶液時, EDTA 首先與溶液中未絡(luò)合的 Ca2+反應(yīng)生成無色絡(luò)合物, 其反應(yīng)式為:Ca2+Y2-CaY(無色)。因為鈣與指示劑形成的絡(luò)合物不如鈣與 EDTA 形成的絡(luò)合物穩(wěn)定, 所以過量的

4、滴定液便能奪取紅色絡(luò)合物中的 Ca2+ 而使鈣指示劑游離還原為原來的形態(tài), 于是溶液中紅色又變?yōu)樗{(lán)色, 即達(dá)到終點。其反應(yīng)式為: CaIn+Y2-CaY+In2-, 其中 In2-代表指示劑: Y2-代表 EDTA 二鈉。 pH 值控制是 EDTA 滴定時的重要條件。 以鉻藍(lán)黑作指示劑, 鉻藍(lán)黑會隨溶液的 pH 值而改變顏色, pH 值為 810 時, 它本身才呈藍(lán)色。隨著配位反應(yīng)的進(jìn)行, 溶液的酸度將增大, 這樣不僅會降低已生成的配合物的穩(wěn)定性, 且會破壞指示劑變色的適宜酸度范圍, 導(dǎo)致產(chǎn)生很大的誤差。因此在測定溶液中必須加入適量的緩沖劑, 以控制溶液的酸度,使其保持在能準(zhǔn)確測定待測離子的

5、pH 范圍內(nèi)。本實驗使用 pH910 的氨緩沖液。三、儀器、設(shè)備：1，分析天平：感量為0.0001g2，馬弗爐：溫度可調(diào)（500到600度）3，電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱4，堿式滴定管5，100 mL 燒杯6，表面皿7，量筒（10ml）8, 容量瓶（200ml 100ml）10，可調(diào)式電爐11，坩堝12，漏斗與濾紙13，錐形瓶（250ml）14，臺式天平15.移液管（20ml）16棕色瓶17聚乙烯瓶18酒精燈19酸式滴定管四、試劑: 1、純金屬鋅、2 、HCl(6 mol / L)、HCl（2 mol/L）3、六次甲基四胺固體粉4、二甲酚橙5、鉻藍(lán)黑6、濃氨水、氨水（2mol/l）7、EDTA二鈉鹽8

6、、無水乙醇9、飽和 (NH4)2C2O410、晨光鮮牛奶、伊利高鈣奶、伊利純牛奶、風(fēng)行鮮牛奶( 所有試劑，除注明者外，皆為分析純，水均指蒸餾水或去離子水。)1, Zn 標(biāo)準(zhǔn)溶液: 用分析天平準(zhǔn)確稱取 0.1328 g 的純金屬鋅于 100 mL 燒杯中, 蓋上表面皿, 同時用量筒量取 5 mL 蒸餾水和 5 mL HCl(6 mol / L)配制成 10 mL(1+1)HCl 溶液, 將其慢慢加入放有純金屬鋅的燒杯中, 待完全溶解后, 用水沖洗表面皿和燒杯內(nèi)壁, 將溶液轉(zhuǎn)入 200 mL 容量瓶中, 用水稀釋至刻度, 搖勻; 2,20%六次甲基四胺溶液: 稱取 20 g 六次甲基四胺固體粉末于

7、燒杯中, 加適量蒸餾水微熱溶解, 冷卻后將其轉(zhuǎn)入100 mL 容量瓶中, 加水稀釋至刻度, 搖勻; 3,二甲酚橙指示劑: 在分析天平上稱取 0.500 0 g 二甲酚橙, 溶于100 mL 水中, 將其轉(zhuǎn)入棕色瓶中, 加蓋, 搖勻; 4,鉻藍(lán)黑指示劑: 分析天平上稱取 0.1000 g 鉻藍(lán)黑溶于 5mL 濃氨水, 再加 20 mL 無水乙醇, 將其轉(zhuǎn)入棕色瓶中, 加蓋, 搖勻; 5，EDTA溶液：臺式天平上稱取 1.86g左右 EDTA二鈉鹽，加水，溫?zé)崛芙?，冷卻后加入聚乙烯瓶中。6,牛奶(市售)，四種牛奶五、操作步驟A、EDTA 溶液濃度的標(biāo)定：將潔凈堿式滴定管用 EDTA 潤洗 2 3

8、次, 將EDTA 溶液加入滴定管中, 記下讀數(shù)。用 Zn 標(biāo)準(zhǔn)液潤洗后的移液管, 平行移取 20.00 mL Zn 標(biāo)準(zhǔn)液于 3個錐形瓶中, 并分別在錐形瓶內(nèi)加入 1 2 滴二甲酚橙指示劑。滴加 20% 六次甲基四胺溶液至溶液呈現(xiàn)穩(wěn)定的紫紅色后, 再多加 5 mL 。用EDTA滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色為終點。平行滴定3次，取平均值，計算溶液的準(zhǔn)確濃度。B、樣品鈣含量分析1、取 4個干燥燒杯, 編號后稱重ma、m b、mc、 md。 將 3份樣品分別移取 100 mL 于4個燒杯內(nèi), 記錄樣品名稱與對應(yīng)編號，并稱重、記錄。2、將樣品置于酒精燈上蒸發(fā)至粘稠狀, 停止加熱, 待冷卻至室溫后稱重m

9、a1、mb1、mc1、md1。轉(zhuǎn)移包疊好一部分樣品的濾紙到對應(yīng)編號的坩堝中, 再次稱量燒杯的質(zhì)量ma2、mb2 、mc2、 md2.( m m1 為粘稠液總質(zhì)量，m1 - m2 為移取的粘稠液的質(zhì)量)3、將樣品放于電熱恒溫干燥箱烘干, 然后在可調(diào)式電爐上先小火炭化至無煙, 再移入馬弗爐 550 600 灰化1 2 h, 灼燒為固體粉末。4、將灼燒后的樣品轉(zhuǎn)移到燒杯中, 用蒸餾水洗滌坩堝 3 4 次, 將洗液一并轉(zhuǎn)移入燒杯中, 再加入 2 mol/L HCl 溶液, 使其完全溶解,調(diào)節(jié)溶液 pH4。5、 向燒杯中加入過量飽和(NH4)2C2O4 溶液, 約 10mL, 充分?jǐn)嚢韬筮^濾。6、用 2

10、mol / L HCl 溶液洗滌漏斗中的沉淀及濾紙 4 6 次, 并將洗液轉(zhuǎn)移入250mL 錐形瓶中, 加適量水, 滴加 2 mol /L NH3 ·H2O溶液, 調(diào)節(jié)溶液 pH = 9 107、 再滴加 4 5 滴鉻藍(lán)黑指示劑, 用 0.02 mol/L EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紫紅色恰變?yōu)樗{(lán)色, 即為終點。8、平行測定 3 次,根據(jù)消耗EDTA的體積計算出被滴定的鈣的含量及每100ml牛奶中鈣的含量六、結(jié)果與處理6.1 基準(zhǔn)物質(zhì)鋅粒的稱量瓶+Zn重（g）倒出Zn后重（g）Zn重（g）11.166411.02960.1368CZn2+=(0.1368G÷65.39g

11、/mol)/0.1L=0.02092mol/L6.2 EDTA溶液濃度的標(biāo)定（基準(zhǔn)物質(zhì)：Zn）鋅粒定容體積（ml）100mL取液體積（ml）20mL滴定次數(shù)VEDTA(ml)終讀數(shù)19.3119.2919.30初讀數(shù)0.000.000.00凈用量19.3119.2919.30CEDTA（mol/L）0.021660.021680.02167CEDTA平均值0.02167絕對偏差-0.000010.000010.00000相對平均偏差（%）0.03076CEDTA=( Cznvzn ) / vEDTA6.3 牛奶中鈣含量的分析1、伊利高鈣奶粘稠液的總質(zhì)量：23.9g滴定次數(shù)所取粘稠液的質(zhì)量/g5

12、.0 5.05.0Ca2+含量的測定VEDTA(ml)終讀數(shù)30.1930.1430.22初讀數(shù)0.000.000.00凈用量30.1930.1430.225g粘稠液中Ca2+含量(g)26.2226.1826.25100ml牛奶Ca2+含量（mg）125.31125.14125.47100mlCa2+含量平均值（mg）125.30絕對偏差0.01-0.160.17相對平均偏差（%）0.09042、伊利純牛奶粘稠液的總質(zhì)量：22.7g滴定次數(shù)所取粘稠液的質(zhì)量/g5.0 5.05.0Ca2+含量的測定VEDTA(ml)終讀數(shù)26.1826.2526.23初讀數(shù)0.000.000.00凈用量26.

13、1826.2526.235g粘稠液中Ca2+含量(mg)22.7422.8022.78100ml牛奶Ca2+含量（mg）103.22103.50103.41100mlCa2+含量平均值（mg）103.38絕對偏差-0.160.120.04相對平均偏差（%）0.1033、風(fēng)行鮮牛奶粘稠液的總質(zhì)量：21.6g滴定次數(shù)所取粘稠液的質(zhì)量/g5.0 5.05.0Ca2+含量的測定VEDTA(ml)終讀數(shù)31.4230.4330.47初讀數(shù)0.000.000.00凈用量31.4230.4330.485g粘稠液中Ca2+含量(g)27.2927.3027.34100ml牛奶Ca2+含量（mg）117.881

14、17.95118.11100mlCa2+含量平均值（mg）117.98絕對偏差-0.10-0.030.13相對平均偏差（%）0.07344、晨光鮮牛奶粘稠液的總質(zhì)量：19.8g滴定次數(shù)所取粘稠液的質(zhì)量/g5.0 5.05.0Ca2+含量的測定VEDTA(ml)終讀數(shù)28.6928.7628.70初讀數(shù)0.000.000.00凈用量28.6928.7628.705g粘稠液中Ca2+含量(mg)24.9224.9824.93100ml牛奶Ca2+含量（mg）98.6898.9298.74100mlCa2+含量平均值（mg）98.78絕對偏差-0.100.14-0.04相對平均偏差（%）0.0945七、結(jié)論： 各品種牛奶中鈣含量品種序號100 ml 中平均鈣含量/mg平均相對偏差/%伊利高鈣奶a125.300.0904伊利純牛奶b103.380.1030風(fēng)行鮮牛奶c117.980.0734晨光鮮牛奶d98.780.0945八、結(jié)果與分析：從上表可得：a>c>b>d,即伊利高鈣奶的鈣含量最高，晨光鮮牛奶的鈣含量最低。該方法的平均相對偏差為: 0.0700% 0.1030%, 方法準(zhǔn)確可靠。九、結(jié)論：根據(jù)自身年齡、性別、身體狀況來選擇適合自己的牛奶進(jìn)行科學(xué)補鈣; 根據(jù)牛奶的品牌、功能與口感選擇自己喜歡的牛奶合理補鈣。十、參考文獻(xiàn)：1分析化學(xué)實驗/湯又文主編. 北京：