氟试剂比色法

更新时间:2023-06-27 22:19

氟试剂比色法是检测氟离子含量灵敏度较高的一种方法。

原理

食品中氟化物在扩散盒内与酸作用,产生氟化氢气体,经扩散被氢氧化钠吸收。氟离子与镧、氟试剂(茜素氨羧络合剂)在适宜pH下生成蓝色三元络合物,颜色随氟离子浓度的增加而加深,用或不用含胺类有机溶剂提取,与标准系列比较定量。用含胺类有机试剂提取为单色法,其灵敏度较高,最低检出量为0.1mg/kg;不用含胺类有机试剂提取为复色法,操作简便,最低检出量为0.2mg/kg。

试剂

本方法所用水均为不含氟的去离子水,所用试剂均为分析纯试剂,全部试剂贮于聚乙烯塑料瓶中。

2.120g/L硫酸银-硫酸溶液:称取2g硫酸银,溶于硫酸(3+1)溶液中并稀释至100ml,混匀。

2.240g/L氢氧化钠-乙醇溶液:取4g氢氧化钠,溶于乙醇并稀释至100ml。

2.31mol/L乙酸:取3ml冰乙酸,加水稀释至50ml。

2.4茜素氨羧络合剂溶液:称取0.19g茜素氨羧络合剂,加少量水及40g/L氢氧化钠溶液使其溶解,加0.125g乙酸钠,用1mol/L乙酸调节pH为5.0(红色),加水稀释至500ml,置冰箱内保存。

2.5250g/L乙酸钠溶液。

2.6硝酸镧溶液:称取0.22g硝酸镧,用少量1mol/L乙酸溶解,加水至约450ml,用250g/L乙酸钠溶液调节pH为5.0,加水稀释至500ml,置冰箱内保存。

2.7缓冲液(pH4.7):称取30g无水乙酸钠,溶于400ml水中,加22ml冰乙酸,再缓缓加冰乙酸调节pH为4.7,然后加水稀释至500ml。

2.8丙酮。

2.9二乙基苯胺+异戊醇溶液(5+100):量取25ml二乙基苯胺,溶于500ml异戊醇中。

2.10100g/L硝酸镁溶液。

2.1140g/L氢氧化钠溶液:称取4g氢氧化钠,溶于水并稀释至100ml。

2.12氟标准溶液:精密称取0.2210g经100℃干燥4h冷的氟化钠,溶于水,移入100ml容量瓶中,加水至刻度,混匀,置冰箱中保存。此溶液每毫升相当于10mg氟。

2.13氟标准使用液:吸取1.0ml氟标准溶液,置于200ml容量瓶中,加水至刻度,混匀。此溶液每毫升相当于5μg氟。

2.14圆滤纸片:剪内径4.5cm圆滤纸片,浸于40g/L氢氧化钠-乙醇液中,取出于60℃烘干,备用。

仪器

3.1塑料扩散盒:内径4.5cm,深2cm,盖内壁顶部光滑,并带有突起的圈(盛放氢氧化钠吸收液用),盖紧后不漏气。其他类型塑料盖亦可使用。

3.2恒温箱:55±1℃。

3.3分光光度计

3.4酸度计:pHS-2型或其他型号。

3.5灰化炉。

操作方法

4.1扩散单色法(1)样品处理

扩散单色法

A.谷类样品:稻谷要去壳,其他粮食要除去可见杂质,取有代表性样品50~100g,粉碎,过40目筛。

B.蔬菜、水果:取可食部分,洗净、晾干、切碎、混匀,称取100~200g样品,80℃鼓风干燥,粉碎,过40目筛。结果以鲜样表示,同时要测水分。

C.特殊样品(含脂肪高、不易粉碎过筛的样品,如花生、肥肉。含糖份高的果实等):称取研碎的样品1.00g,于坩埚(镍、银、瓷等)内,加4ml100g/L硝酸镁溶液,加40g/L氢氧化钠溶液使呈碱性,混匀后浸泡0.5h,将样品中的氟固定,然后在水浴上挥干,再加热炭化至不冒烟,再于600℃马弗炉内灰化6h,待灰化完全,取出放冷,取灰分进行扩散。

样品灰化时,要注意马弗炉和试剂是否含微量氟。氟是最活泼的非金属元素,在自然界普遍存在,在马弗炉的耐火砖中往往含有微量氟,在高温下释放出的氟有可能污染样品。纯度差的试剂也可能含微量氟,因此做试剂空白试验是必要的,避免由于污染出现假阳性。

(2)测定:取塑料盒若干个,分别于盒盖中央加0.2ml40g/L氢氧化钠乙醇溶液,在圈内均匀涂布,于55℃恒温箱中烘干,形成一层薄膜,取出备用,或把滤纸片贴于盒盖内。

称取1.0g处理后样品于塑料盒内,加4ml水,使样品均匀分布,不能结块。加4ml20g/L硫酸银-硫酸溶液,立即盖紧,轻轻摇匀。如样品经灰化处理,则先将灰分全部移入塑料盒内,用4ml水分数次将坩埚洗净,洗液均倒入塑料盒内,并使灰分均匀分散,如坩埚还未完全洗净,可加4ml20g/L硫酸银-硫酸溶液于坩埚内连续洗涤,将洗液倒入塑料盒内,立即盖紧,轻轻摇匀,样品在扩散时,首先要检查所用的扩散盒是否漏气,气密性不好的扩散盒不宜使用。在扩散时,样品加酸后要立即盖紧轻轻摇匀,切勿将盒中的酸溅到盖上。置55±1℃恒温箱内保温20h。

氟试剂比色法,Al3+、Fe3+、Pb2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Co2+等金属离子和有机酸干扰测定,扩散法使氟离子与试样分离有效的去除干扰。大量的氯化物对扩散和测定有干扰,加入硫酸银使其固定去除干扰。

将盒取出,取下盒盖,分别用20ml水,少量多次地将盒盖内氢氧化钠薄膜溶解,用滴管小心完全地移入100ml分液漏斗中。

分别于分液漏斗中加3.0ml茜素氨羧络合剂溶液、3.0ml缓冲液、8.0ml丙酮、3.0ml硝酸镧溶液,13.0ml水,混匀,放置10min。各加入10.0ml二乙基胺-异戊醇溶液(5+100),振摇2min,待分层后,弃去水层,分出有机层,并用滤纸过滤于10ml带塞比色管中。

用1cm比色杯于580nm波长处以零管调节零点,测吸光度绘制标准曲线比较。

4.2扩散复色法(1)样品处理:同4.1(1)。

扩散复色法

将盒取出,取下盒盖,分别用10ml水分次将盒盖内的氢氧化钠薄膜溶解,用滴管小心完全地移入25ml带塞比色管中。

分别于带塞比色管中加2.0ml茜素氨羧络合剂溶液、3.0ml缓冲液、6.0ml丙酮、2.0ml硝酸镧溶液,再加水至刻度,混匀,放置20min,以3cm比色杯,以零管调节零点,测各管吸光度,绘制标准曲线比较。

4.3计算A×1000

计算

X1=-------------------

M×1000

式中:X1-样品中氟的含量,mg/kg;

A-样品测定液中氟的质量,μg;

m-样品的质量,g。

扩散电极法

1.原理食品中氟化物在扩散盒内与酸作用,产生氟化氢气体,经扩散被氢氧化钠吸收。氟离子选择电极的氟化镧单晶膜对氟离子产生选择性的对数响应,氟电极和饱和甘汞电极在被测试液中,电位差可随溶液中氟离子的活度的变化而改变,电位的变化规律符合能斯特(Nernst)方程式。

原理

E=E0-2.303RT/FlgCF-

E与lgCF-成线性关系。2.303RT/F为该直线的斜率(25℃时为59.16)。

与氟离子形成络合物的Fe3+、Al3+及SiO22-等离子干扰测定,其他常见离子无影响。测定溶液的酸度为pH5~6,用总离子强度调节缓冲液,消除干扰离子及酸度的影响。

2.试剂本方法所用水均为去离子水,所有试剂为分析纯试剂,全部试剂贮于聚乙烯塑料瓶中。

试剂

2.1氟标准储备液精密称取0.2210克经100摄氏度干燥4小时的氟化钠溶于水,移入100.0ml容量瓶中,加水至刻度,摇匀,置冰箱中保存,此溶液为1.0mg/ml。

2.2氟标准使用液吸取1.0ml氟标准储备液置于200.0ml容量瓶中,加水至刻度,混匀,相当于5.0ug/ml。

2.30.25M氢氧化钠-乙醇溶液称2克NaOH溶于乙醇中并稀释至100.0ml。

2.42%硫酸银-硫酸溶液取2克硫酸银溶于100ml(3:1)硫酸中。

2.510%氧化镁取10克氧化镁溶于水并稀释至100ml。

2.610%氢氧化钠取10克氢氧化钠溶于水并稀释至100.0ml。

2.7缓冲液I称58克NaCl,34.8克柠檬酸三钠,57.0ml冰乙酸,加700.0ml去离子水,用NaOH调PH至5.0~5.5,加水至1L。

2.8缓冲液II缓冲液I及去离子水以1:2混和。

3.仪器(1)氟电极:CSB-F-1型或其他型号。

仪器

(2)酸度计:pHS-2型或电位计。

(3)磁力搅拌器

(4)232型甘汞电极。

(5)扩散盒

(6)恒温箱

4.操作方法(1)在扩散盒中央加入0.2mL0.25M氢氧化钠-乙醇溶液,轻轻摇匀,使其布满盒盖,然后置于55℃恒温箱中至蒸干后取出待用。

操作方法

(2)对于含水分高样品需进行干燥处理。取适量样品于平皿中,置于80℃恒温箱中鼓风干燥,然后转入研钵中磨碎,混匀备用。计算干样占原样的百分含量。

(3)扩散氟离子:称取1.0克干样于扩散盒内,加入4.0mL去离子水润湿混匀后,加入4.0mL2%硫酸银-硫酸溶液迅速盖紧盒盖,水平摇动使其混匀,放置于55℃恒温箱中保持20小时。取下盒盖,用4.0mL去离子水分次洗涤盒盖,洗液转入小烧杯中,在小烧杯中再加入4.0mL缓冲液II,混匀,待测。

(4)标准曲线的制备:分别取5.0微克/毫升的氟标准使用液0,0.2,0.4,0.8,1.2,1.6,2.0mL于扩散盒中,加去离子水至4.0mL,加入2%硫酸银-硫酸溶液4.0mL,其余同2.2。

(5)测定将氟电极依次插入氟标准系列溶液中,读出电位值,绘制标准曲线。同样方法测得样品的电位值,在标准曲线上查出含量,再换算成原样品的氟含量。对于低于1.0微克F/8.0毫升的,先在烧杯中加入1.0微克氟再测定。然后从结果中减去加入的氟即为样品的氟含量。

离子选择电极应在磁力搅拌器搅拌下测定。温度对测定有一定影响。随着温度的升高,电极的斜率增大,因此,在绘制标准曲线与测试样品时的温度要一致,不得相差±2℃。

5.计算A2×V2×1000

计算

X2=---------------------

M2×1000

式中:X2-样品氟的含量,mg/kg;

A2-测定用样液中氟的浓度,μg/ml;

V2-样液总体积,ml;

M2-样品质量,g。

说明

(1)氟离子选择电极法的回收率为95%~120%,当氟电极的响应极限为0.025μg/ml时,如取样量为1g时,最低检出限为1.25mg/kg。

(3)电极不宜在水中长期保存,如长期不用,应冲洗干净干放,在使用前用水浸泡数小时,待电位值平衡后可以使用。避免在高浓度溶液中长时间浸泡,以免损坏电极。一支电极长时间使用后,会发生迟钝现象,可用金相纸擦或牙膏擦,以将表面活化。

每支电极都有一定的响应极限,电极的性能越好,最低检出浓度越低。初次使用新电极应先测试其响应极限,即可计算出对样品的最低检出量。小于电极响应极限的浓度不成对数响应,测定很微量的氟会产生误差。

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