牛奶中鈣含量的測定

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重不足,尤其是兒童青少年和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、高錳酸鉀滴定法進行了比較,其中（KMnO）氧化-還原滴定法步驟繁瑣，原子4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=9~10，滴定前向樣品中加入指示劑鉻藍黑,它先與Ca2+生成紅色絡(luò)合物,反應(yīng)式為:Ca2++In2-—Caln（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-fCaY（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{色，即達到終點。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。以鉻藍黑作指示劑，鉻藍黑會隨溶液的pH值而改變顏色，pH值為810時，它本身才呈藍色。隨著配位反應(yīng)的進行，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，使其保持在能準確測定待測離子的pH范圍內(nèi)。本實驗使用pH~9」0的氨緩沖液。三、儀器、設(shè)備：分析天平：感量為0.oooig2，馬弗爐：溫度可調(diào)（500到600度）電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱堿式滴定管5,100mL燒杯6,表面皿7,量筒（10ml）&容量瓶（200ml100ml）可調(diào)式電爐坩堝漏斗與濾紙錐形瓶（250ml）臺式天平移液管（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(6mol/L)、HCl(2mol/L)3、六次甲基四胺固體粉4、二甲酚橙5、鉻藍黑6、 濃氨水、氨水(2mol/l)7、 EDTA二鈉鹽8、 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標準溶液：用分析天平準確稱取0.1328g的純金屬鋅于100mL燒杯中,蓋上表面皿，同時用量筒量取5mL蒸餾水和5mLHCl(6mol/L)配制成10mL(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200mL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20g六次甲基四胺固體粉末于燒杯中，加適量蒸餾水微熱溶解，冷卻后將其轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻；二甲酚橙指示劑：在分析天平上稱取0.5000g二甲酚橙，溶于100mL水中，將其轉(zhuǎn)入棕色瓶中，加蓋，搖勻；鉻藍黑指示劑：分析天平上稱取0.1000g鉻藍黑溶于5mL濃氨水，再加20mL無水乙醇，將其轉(zhuǎn)入棕色瓶中，加蓋，搖勻；EDTA溶液：臺式天平上稱取1.86g左右EDTA二鈉鹽，加水，溫?zé)崛芙猓鋮s后加入聚乙烯瓶中。牛奶（市售），四種牛奶五、操作步驟A、EDTA溶液濃度的標定：將潔凈堿式滴定管用EDTA潤洗2、3次，將EDTA溶液加入滴定管中，記下讀數(shù)。用Zn標準液潤洗后的移液管,平行移取20.00mLZn標準液于3個錐形瓶中，并分別在錐形瓶內(nèi)加入12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5mL。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，計算溶液的準確濃度。B、樣品鈣含量分析1、 取4個干燥燒杯，編號后稱重m、m、mm。將3份樣品分別移取100mLabc、d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、m、a1b1mm。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)c1、d1量m、m、mm.（m-m為粘稠液總質(zhì)量，m-m為移取的粘稠液的質(zhì)量）a2b2c2、d21123、 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°C、600°C灰化1、2h，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34次，將洗液一并轉(zhuǎn)移入燒杯中，再加入2mol/LHCl溶液，使其完全溶解，調(diào)節(jié)溶液pH~4。5、 向燒杯中加入過量飽和（NH4）CO溶液，約10mL，充分攪拌后過濾。2246、 用2mol/LHCl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2mol/LNH?HO溶液，調(diào)節(jié)溶液pH=93 2 ~7、 再滴加4、5滴鉻藍黑指示劑，用0.02mol/LEDTA標準溶液滴定至溶液由紫紅色恰變?yōu)樗{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基準物質(zhì)鋅粒的稱量瓶+Zn重(g)倒出Zn后重(g)Zn重(g)11.166411.02960.1368C2+=(o.1368G三65.39g/mol)/0.1L=0.02092mol/LZn6.2EDTA溶液濃度的標定(基準物質(zhì)：Zn)鋅粒定容體積(ml)100mL取液體積(ml)20mL滴定次數(shù)IIIIIIVEDTA(ml)終讀數(shù)19.3119.2919.30初讀數(shù)0.000.000.00凈用量19.3119.2919.30C (mol/L)EDTA0.021660.021680.02167C平均值EDTA0.02167絕對偏差-0.000010.000010.00000相對平均偏差(%)0.03076C=(Cv)/vEDTA zn?zn EDTA6.3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)IIIIII

所取粘稠液的質(zhì)量/g5.05.05.0Ca2+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)125.31125.14125.47lOOmlCa2+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)IIIIII所取粘稠液的質(zhì)量/g5.05.05.0Ca2+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26.1826.2526.235g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（%）0.103滴定次數(shù)IIIIII所取粘稠液的質(zhì)量/g5.05.05.0Ca2+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)117.88117.95118.11lOOmlCa2+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)IIIIII所取粘稠液的質(zhì)量/g5.05.05.0Ca2+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100ml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：分析化學(xué)實驗/湯又文主編.—北京：化