酸堿滴定法測定蛋殼中鈣鎂總量的改進a

1、酸堿滴定法測定蛋殼中酸堿滴定法測定蛋殼中 鈣鎂總量的改進鈣鎂總量的改進 專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)專業(yè)：應(yīng)用化學(xué) 摘要：摘要： 對酸堿滴定法測定蛋殼中鈣鎂總含量進行了改進，對酸堿滴定法測定蛋殼中鈣鎂總含量進行了改進， 借助超聲加快試樣與鹽酸的反應(yīng)，縮短測定時間；借助超聲加快試樣與鹽酸的反應(yīng)，縮短測定時間； 以碳酸鈣基準物質(zhì)和比較滴定確定鹽酸、氫氧化以碳酸鈣基準物質(zhì)和比較滴定確定鹽酸、氫氧化 鈉溶液的準確濃度，使標定、測定條件相近，減鈉溶液的準確濃度，使標定、測定條件相近，減 小測定誤差。實驗結(jié)果表明，用改進的酸堿滴定小測定誤差。實驗結(jié)果表明，用改進的酸堿滴定 法測定實際樣品的鈣鎂總量，操作簡便、快速，法測

2、定實際樣品的鈣鎂總量，操作簡便、快速， 結(jié)果令人滿意。結(jié)果令人滿意。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： 鈣鎂測定；蛋殼；酸堿滴定；超聲波鈣鎂測定；蛋殼；酸堿滴定；超聲波 中圖分類號：中圖分類號：065606563 3 文獻標志碼：文獻標志碼：A A 文章編號：文章編號：10024956(2012)0600450310024956(2012)06004503 一、一、實驗部分實驗部分 1 11 1 儀器和試劑儀器和試劑 儀器：儀器：KQKQ一一50DB50DB型數(shù)控超聲波清洗器型數(shù)控超聲波清洗器( (昆山市昆山市 超聲儀器有限公司超聲儀器有限公司) )，電子分析天平，電子分析天平(METTLER TOL(MET

3、TLER TOL EDOEDO上海上海) )，另有滴定管、移液管和磁力攪拌，另有滴定管、移液管和磁力攪拌 器等。試劑：碳酸鈣基準物質(zhì)，器等。試劑：碳酸鈣基準物質(zhì)，0 015 15 m mololL HCL HC 1 1溶液，溶液，0 01 mol1 molL NaOHL NaOH溶液，溶液，0 02 2 % %甲基橙溶甲基橙溶 液，液，0 001 mol01 molL L EDTA EDTA 溶液，溶液，2O2O% % 三乙醇胺水三乙醇胺水 溶液，溶液， NHNH3 3-NH-NH 4 4C1C1溶液溶液(pH(pH一一1010O)O)，0 05 5 % %鉻黑鉻黑T T指示劑，指示劑， K-

4、BK-B指示劑等。實驗使用分析純試劑，用水為去離指示劑等。實驗使用分析純試劑，用水為去離 子水。子水。 雞雞( (鴨鴨) )蛋營養(yǎng)豐富而價廉，是人們?nèi)粘Ｉ畹氖车盃I養(yǎng)豐富而價廉，是人們?nèi)粘Ｉ畹氖?品，其殼是飼料、食品等的良好鈣源和制取多微營品，其殼是飼料、食品等的良好鈣源和制取多微營 養(yǎng)粉的原料。蛋殼中除了少量的有機質(zhì)和微量的養(yǎng)粉的原料。蛋殼中除了少量的有機質(zhì)和微量的 磷、鐵、鋁等外，主要為碳酸鈣和碳酸鎂。鈣、鎂含磷、鐵、鋁等外，主要為碳酸鈣和碳酸鎂。鈣、鎂含 的的 常用測定方法中，配位滴定法和酸堿滴定法能比常用測定方法中，配位滴定法和酸堿滴定法能比 較準確測定蛋殼中鈣和鎂的總量。本文主要針

5、對酸堿較準確測定蛋殼中鈣和鎂的總量。本文主要針對酸堿 滴定法耗時較多等的不足，做了以下改進：測定中對滴定法耗時較多等的不足，做了以下改進：測定中對 蛋蛋 殼樣品與鹽酸的反應(yīng)施加超聲波，利用超聲空化效應(yīng)殼樣品與鹽酸的反應(yīng)施加超聲波，利用超聲空化效應(yīng) 降低傳質(zhì)阻力和促進試樣反應(yīng)、溶解；以碳酸鈣基準降低傳質(zhì)阻力和促進試樣反應(yīng)、溶解；以碳酸鈣基準 物物 質(zhì)標定鹽酸、氫氧化鈉溶液。關(guān)于這些改進措施，在質(zhì)標定鹽酸、氫氧化鈉溶液。關(guān)于這些改進措施，在 蛋蛋 殼中的鈣和鎂總量測定的研究中未見相關(guān)報道。筆者殼中的鈣和鎂總量測定的研究中未見相關(guān)報道。筆者 用改進的方法測定了蛋殼樣品的鈣和鎂總量，并與配用改進的方法

6、測定了蛋殼樣品的鈣和鎂總量，并與配 位滴定法位滴定法(EDTA(EDTA法法) )測定結(jié)果作了比較。測定結(jié)果作了比較。 1 12 2 實驗方法實驗方法 1 12 21 1 測定原理測定原理 蛋殼試樣中的碳酸鈣、碳酸鎂與鹽酸在超蛋殼試樣中的碳酸鈣、碳酸鎂與鹽酸在超 聲波作用下反應(yīng)完全后，過量的酸以聲波作用下反應(yīng)完全后，過量的酸以NaOH NaOH 標準溶標準溶 液回滴，滴定反應(yīng)的計量點用甲基橙指示劑指示。液回滴，滴定反應(yīng)的計量點用甲基橙指示劑指示。 CaCOCaCO3 3主要反應(yīng)主要反應(yīng)(MgCO(MgCO3 3類同類同) )如下如下: : 根據(jù)測定所用標準鹽酸和氫氧化鈉的量，可求根據(jù)測定所用標

7、準鹽酸和氫氧化鈉的量，可求 得蛋殼中鈣和鎂的總量，以得蛋殼中鈣和鎂的總量，以CaCOCaCO。的質(zhì)量分數(shù)表。的質(zhì)量分數(shù)表 示：式中示：式中m m 為樣品質(zhì)量為樣品質(zhì)量(g)(g)，M M 為為CaCOCaCO3 3的摩爾質(zhì)的摩爾質(zhì) 量，量，C C為物質(zhì)的量濃度為物質(zhì)的量濃度(mol(molI )I )，V V為溶液體積為溶液體積 (mL)(mL)。 1 12 22 2 酸堿溶液的標定酸堿溶液的標定 準確稱取準確稱取CaCOCaCO3 3基準物基準物0 01Og(1Og(精確到精確到0 01 1 m mg)g) 放入錐形瓶中，滴幾滴去離子水潤濕后，小心放入錐形瓶中，滴幾滴去離子水潤濕后，小心 加

8、入加入2525O0 mI O0 mI 、0 015 mol15 molI HC1I HC1溶液，待溶液，待C C aCOaCO3 3反應(yīng)溶解完全，加入反應(yīng)溶解完全，加入1 12 2滴甲基橙指示劑，滴甲基橙指示劑， 用用NaOH NaOH 溶液溶液( (體積為體積為V V ) )回滴至剛好變?yōu)辄S色回滴至剛好變?yōu)辄S色 為止；再移取該為止；再移取該HC1HC1溶液溶液2525O0 mLO0 mL與與NaOH NaOH 溶液溶液 ( (體積為體積為VV ) )作比較滴定作比較滴定( (空白試驗空白試驗) )，然后根據(jù)，然后根據(jù) 下式求出它們的準確濃度：下式求出它們的準確濃度： 1 12 23 3 樣品

9、預(yù)處理樣品預(yù)處理 將所選雞蛋和鴨蛋的外殼洗凈，去其蛋清、蛋將所選雞蛋和鴨蛋的外殼洗凈，去其蛋清、蛋 黃，搓洗除去其內(nèi)膜，再用去離子水洗凈，然后黃，搓洗除去其內(nèi)膜，再用去離子水洗凈，然后 在在105105溫度下烘干，研磨成粉并過溫度下烘干，研磨成粉并過8O8O目篩。目篩。 1 12 24 4 樣品的測定樣品的測定 準確稱取經(jīng)預(yù)處理的蛋殼粉準確稱取經(jīng)預(yù)處理的蛋殼粉0 010 g(10 g(精確到精確到 0 01 1m mg)g)置于錐形瓶中，滴幾滴去離子水使樣品潤置于錐形瓶中，滴幾滴去離子水使樣品潤 濕；小心地加入濕；小心地加入252500 mL00 mL、0 015 mol15 molL L的的

10、HC1HC1 標準溶液，蓋上表面皿，將錐形瓶置于超聲波清標準溶液，蓋上表面皿，將錐形瓶置于超聲波清 洗器中，在超聲相對功率為洗器中，在超聲相對功率為99 99 % %、溫度、溫度25253535 下反應(yīng)下反應(yīng)10 min10 min；然后加入甲基橙指示劑；然后加入甲基橙指示劑1 12 2滴，滴， 以以NaOHNaOH標準溶液回滴至剛好變?yōu)辄S色為止。標準溶液回滴至剛好變?yōu)辄S色為止。 二、二、結(jié)果與討論結(jié)果與討論 2 21 1 超聲功率的影響超聲功率的影響 固定超聲波頻率固定超聲波頻率40 kHz40 kHz和超聲時間，考察超聲和超聲時間，考察超聲 波輸出功率對蛋殼試樣與鹽酸在室溫下的反應(yīng)速波輸出

11、功率對蛋殼試樣與鹽酸在室溫下的反應(yīng)速 度和反應(yīng)完全程度的影響，結(jié)果如圖度和反應(yīng)完全程度的影響，結(jié)果如圖1 1所示。由圖所示。由圖 1 1看出，增大輸出功率，試樣與鹽酸反應(yīng)的完全程看出，增大輸出功率，試樣與鹽酸反應(yīng)的完全程 度高，即鹽酸反應(yīng)量增加，回滴消耗的度高，即鹽酸反應(yīng)量增加，回滴消耗的NaOH NaOH 液的液的 量減少，這是由于超聲空化作用的強弱與超聲波量減少，這是由于超聲空化作用的強弱與超聲波 功率的大小有關(guān)。功率較小時，所產(chǎn)生的空化泡功率的大小有關(guān)。功率較小時，所產(chǎn)生的空化泡 較少，功率升高時，空化作用產(chǎn)生的微射流強，較少，功率升高時，空化作用產(chǎn)生的微射流強， 空化泡增多，使傳質(zhì)、反

12、應(yīng)和溶解加快。因此，空化泡增多，使傳質(zhì)、反應(yīng)和溶解加快。因此， 本實驗選擇超聲波輸出相對功率為本實驗選擇超聲波輸出相對功率為99 99 % %。 2 22 2 超聲時間的影響超聲時間的影響 在超聲波頻率在超聲波頻率40 kHz40 kHz、功率、功率9999% %下，室溫下超下，室溫下超 聲時間對試樣與鹽酸反應(yīng)的影響情況如圖聲時間對試樣與鹽酸反應(yīng)的影響情況如圖2 2所示。所示。 由反應(yīng)情況看，施加超聲由反應(yīng)情況看，施加超聲4 4 m minin時，反應(yīng)體系中存時，反應(yīng)體系中存 在的不溶物在的不溶物( (蛋白質(zhì)等蛋白質(zhì)等) )和泡沫較多；施加超聲和泡沫較多；施加超聲8 m8 m inin以上時，

13、泡沫少，溶液清亮許多，試樣與鹽酸以上時，泡沫少，溶液清亮許多，試樣與鹽酸 反應(yīng)已基本完全。不加超聲時，反應(yīng)反應(yīng)已基本完全。不加超聲時，反應(yīng)30 30 m minin以上以上 反應(yīng)才可能完全，而且體系中不溶物和泡沫多。反應(yīng)才可能完全，而且體系中不溶物和泡沫多。 考慮到施加超聲時間太長時，可能會使鹽酸揮發(fā)考慮到施加超聲時間太長時，可能會使鹽酸揮發(fā) 造成較大誤差，本實驗選擇超聲時間為造成較大誤差，本實驗選擇超聲時間為10 10 m minin。 2 23 3 鹽酸濃度和用量的影響鹽酸濃度和用量的影響 鹽酸與試樣中的碳酸鹽有良好的反應(yīng)性能，其鹽酸與試樣中的碳酸鹽有良好的反應(yīng)性能，其 濃度和加入量影響試

14、樣反應(yīng)的速度和程度。鹽酸濃度和加入量影響試樣反應(yīng)的速度和程度。鹽酸 濃度過高時，揮發(fā)性大，而且反應(yīng)劇烈，容易引濃度過高時，揮發(fā)性大，而且反應(yīng)劇烈，容易引 起溶液飛濺；濃度過低時，反應(yīng)太慢。試驗表明，起溶液飛濺；濃度過低時，反應(yīng)太慢。試驗表明， 鹽酸濃度為鹽酸濃度為0 01 10 05 mol5 molL L時，試樣能順利反時，試樣能順利反 應(yīng)而且反應(yīng)不至過于劇烈?？紤]到測量誤差和操應(yīng)而且反應(yīng)不至過于劇烈?？紤]到測量誤差和操 作的方便性及回滴時消耗標準堿溶液不至于過多作的方便性及回滴時消耗標準堿溶液不至于過多 或過少，本文選擇加入或過少，本文選擇加入2525O0mLO0mL、0 015 mol1

15、5 molL L 鹽酸標準溶液。鹽酸標準溶液。 2 24 4 其他因素的影響其他因素的影響 由于蛋殼粉難溶，試樣量太多時不僅反應(yīng)耗時由于蛋殼粉難溶，試樣量太多時不僅反應(yīng)耗時 多，而且消耗試劑量大，因此在保證常量組分測多，而且消耗試劑量大，因此在保證常量組分測 定的準確度下，本文選擇樣品質(zhì)量為定的準確度下，本文選擇樣品質(zhì)量為0 010 g10 g。對。對 難溶物，一般采用加熱和攪拌的方法加快其反應(yīng)，難溶物，一般采用加熱和攪拌的方法加快其反應(yīng)， 但加熱易使揮發(fā)性組分逸出而引起損失，故本測但加熱易使揮發(fā)性組分逸出而引起損失，故本測 定選擇蛋殼試樣在常溫下與鹽酸反應(yīng)，以避免加定選擇蛋殼試樣在常溫下與鹽

16、酸反應(yīng)，以避免加 熱造成鹽酸揮發(fā)而產(chǎn)生誤差。熱造成鹽酸揮發(fā)而產(chǎn)生誤差。 酸堿滴定法用鹽酸、氫酸堿滴定法用鹽酸、氫 氧化鈉標準溶液一般用氧化鈉標準溶液一般用NaNa 2 2CO CO3 3和鄰苯二甲酸氫鉀基準和鄰苯二甲酸氫鉀基準 物來標定，其操作過程與物來標定，其操作過程與 測定蛋殼中鈣和鎂含量的測定蛋殼中鈣和鎂含量的 差異可能會引起較大誤差。差異可能會引起較大誤差。 為使標定與測定的條件相為使標定與測定的條件相 近，本文使用近，本文使用CaCOCaCO3 3基準試基準試 劑結(jié)合比較滴定來確定鹽劑結(jié)合比較滴定來確定鹽 酸和氫氧化鈉溶液濃度。酸和氫氧化鈉溶液濃度。 2 25 5 樣品的測定樣品的測

17、定 按照實驗方法進行測定，按照實驗方法進行測定， 同時與同時與EDTAEDTA法對照。鈣和法對照。鈣和 鎂總含量的測定結(jié)果鎂總含量的測定結(jié)果( (本文本文 以以CaCOCaCO3 3的質(zhì)量分數(shù)叫表示的質(zhì)量分數(shù)叫表示) ) 見表見表l l。各種樣品各測。各種樣品各測4 4次次 取平均值。取平均值。 三、三、結(jié)結(jié)束語語 本法由于在蛋殼試樣與鹽酸的反應(yīng)過程中本法由于在蛋殼試樣與鹽酸的反應(yīng)過程中 施加了超聲波，降低了傳質(zhì)阻力，加快了反施加了超聲波，降低了傳質(zhì)阻力，加快了反 應(yīng)速度和溶解速度，大大縮短了測定時間；應(yīng)速度和溶解速度，大大縮短了測定時間； 而使用碳酸鈣基準物質(zhì)和比較滴定來標定鹽而使用碳酸鈣基

18、準物質(zhì)和比較滴定來標定鹽 酸和氫氧化鈉溶液，其標定、測定條件相近，酸和氫氧化鈉溶液，其標定、測定條件相近， 可降低測定誤差。用此法測定蛋殼樣品，其可降低測定誤差。用此法測定蛋殼樣品，其 結(jié)果與結(jié)果與EDTAEDTA法測定的結(jié)果基本一致?？梢?，法測定的結(jié)果基本一致?？梢?， 本法比原酸堿滴定法更簡便、快速，而且準本法比原酸堿滴定法更簡便、快速，而且準 確度和精密度也較好，能滿足定量分析一般確度和精密度也較好，能滿足定量分析一般 要求。要求。 參考文獻參考文獻( (ReRef ferences)erences) 11張曉旭，趙國琦蛋殼的開發(fā)與利用張曉旭，趙國琦蛋殼的開發(fā)與利用JJ飼料工業(yè)，飼料工業(yè)，20092009，3030 (11)(11)：55-5855-58 22 李彥坡，馬美湖蛋殼及蛋殼膜的研究和利用李彥坡，馬美湖蛋殼及蛋殼膜的研究和利用EJEJ糧油與食品糧油與食品 工業(yè)，工業(yè)，20082008，15(5)1