甲醛溶液吸收_盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定白砂糖中的二氧化硫

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1、甘蔗糖业 2007 年第 1 期 Sugarcane and Canesugar 2007 年 2 月 -41- 作者简介：余娟，硕士研究生，主要研究方向为糖品分析。 甲醛溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 测定白砂糖中的二氧化硫 余 娟1 卢家炯1 莫海涛2 闵亚光1 马 利1 （1 广西大学轻工与食品工程学院，南宁 530004；2 广西大学糖业工程技术研究中心，南宁 530004） 摘 要 本文建立了用甲醛溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定白砂糖中二氧化硫的方法。该法用甲醛代替汞盐,减少了对环境的污染。样品经处理后加入甲醛，样液中二氧化硫与甲醛生成稳定的羟基甲基磺酸，加氢氧化钠后,与盐

2、酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色化合物,在 579 nm 处测定其吸光度。白砂糖中二氧化硫浓度在 060 mg/kg 范围内与吸光度值呈良好的线性关系 （r0.9998） ， 检出限为 0.81 mg/kg。样品测定的相对标准偏差在 2.84.1，回收率在 93.898.6之间。与国标方法测定结果比较，两者无显著性差异，结果令人满意。 关键词 甲醛；盐酸副玫瑰苯胺；白砂糖；二氧化硫 0 导言 二氧化硫含量是白砂糖的一项重要质量指标。 最新的白砂糖国家标准 GB317-2006 对二氧化硫指标1进行了更为严格的修订：一级、二级白砂糖30 mg/kg，优级白砂糖15 mg/kg，精制白砂糖6 mg/k

3、g。 国标 GB3172006 中规定，白砂糖中二氧化硫测定方法参照 GB/T5009.34-2003食品中亚硫酸盐的测定 ， 即四氯汞钠盐酸副玫瑰苯胺比色法2。该方法使用了有毒试剂四氯汞钠，且用量较大，对环境造成汞污染，同时也危害到有关化验人员的身体健康。为消除这一不足，大气中二氧化硫的检测方法为甲醛溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法3，其原理为二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲基磺酸，化学反应式如下：加入氢氧化钠后，与盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色化合物，以比色定量。 本文采用甲醛溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定白砂糖中的二氧化硫，并与国标方法进行比较，结果令人满意。 1

4、 材料与方法 1.1 仪器和设备 UV2501PC 紫外/可见分光光度计；25 mL 带塞 羟基甲基磺酸甘蔗糖业 2007 年第 1 期 Sugarcane and Canesugar -42- 比色管；恒温水浴槽。 1.2 试剂 甲醛吸收贮备液：称取 2.040 g 邻苯二甲酸氢 钾 和 0.364 g 乙 二 胺 四 乙 酸 二 钠 （ 简 称EDTA-2Na）溶于水中，移入 1 L 容量瓶中，再加入 5.30 mL37甲醛溶液，用水稀释至刻度。贮于冰箱，可保存一年；甲醛吸收工作液：临用时，将上述吸收贮备液用水稀释 10 倍；2 mol/L 氢氧化钠溶液；0.5 mol/L 氢氧化钠溶液；

5、0.25 mol/L硫酸溶液；0.3氨磺酸钠溶液：称取 0.3g 氨磺酸,加入 3.0 mL 2 mol/L 氢氧化钠溶液,用水稀释至 100 mL；盐酸副玫瑰苯胺溶液4:25 mL 0.2盐酸副玫瑰苯胺溶液+30 mL 磷酸（85）+ 12 mL浓盐酸，摇匀，避光贮存；二氧化硫标准贮备液：称取 0.2g 亚硫酸钠及 0.01g 乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）溶于 200 mL 新煮沸并冷却的水中，放置 23 h 后标定。按标定计算的结果，立即用甲醛吸收工作液稀释成每毫升含 25 g 二氧化硫的标准贮备液，于冰箱贮存可保存 3 个月；二氧化硫标准工作液：用甲醛吸收工作液将二氧化硫标准贮备

6、液稀释成每毫升含 3 g二氧化硫的标准工作液，于冰箱贮存可保存 1 个月。 以上所用试剂均为分析纯，水为去离子水。 1.3 测定方法 1.3.1 标准曲线绘制 吸取 0.0、1.0、2.0、3.0、5.0、10.0 mL二氧化硫标准工作溶液,分别置于比色管中， 用甲醛吸收工作液定容至 10 mL。 各管中分别加入 1 mL氨磺酸钠溶液、0.5 mL 氢氧化钠溶液（2 mol/L）和 1 mL 盐酸副玫瑰苯胺溶液，充分混匀后，室温下静置 20 min。用 1 cm 比色皿，用零管调节零点， 于波长 579 nm 处测定吸光度， 绘制标准曲线。 1.3.2 样品测定 称取10.00g白砂糖,用少量

7、水溶解， 置于100 mL容量瓶中，加入 4mL 氢氧化钠溶液（0.5 mol/L） ，混匀，5 min 后加入 4 mL 硫酸（0.25 mol/L） ， 然后加入 20 mL 甲醛吸收工作液，用水稀释至刻度，混匀。 吸取 5 mL 白砂糖样液，用甲醛吸收工作液定容至 10 mL，再加入 1 mL 氨磺酸钠溶液、0.5 mL氢氧化钠溶液（2 mol/L）和 1 mL 盐酸副玫瑰苯胺溶液， 充分混匀后， 室温下静置 20 min。 用 1 cm比色皿，于波长 579 nm 处测定吸光度，按标准曲线和国标方法计算公式2计算结果： 1000 100 1000 1000AXm V=式中：X试样中二氧

8、化硫的含量（g/kg） ；A测定用样液中二氧化硫的质量（g） ；m白砂糖质量（g） ；V测定用样液的体积(mL)。 其中，m10.00g，V5mL，所以上式可化简为：X=0.002A（A 值由标准曲线方程计算得出） 。 2 结果和讨论 2.1 测定波长的选择 吸取 5.0 mL二氧化硫标准工作溶液于比色管中，用甲醛吸收工作液定容至 10 mL，再加入 1 mL氨磺酸钠溶液、0.5 mL 氢氧化钠溶液（2 mol/L）和 1 mL 盐酸副玫瑰苯胺溶液，充分混匀后，室温下静置 20 min，在 500600 nm 波长范围内测定吸光度 A，绘制吸收光谱图，结果见图 1。可见，在波长 579 nm

9、处有最大吸收峰。因此，本实验以579 nm 作为测定波长。 2.2 氨磺酸钠用量的选择 实验使用氨磺酸钠是为了消除氮氧化合物（如 NO3- 等）的干扰。吸取 5.0 mL 二氧化硫标准工作溶液于比色管中，改变氨磺酸钠用量（0.0、0.5、1.0、1.5、2.0 mL） ，分别测定不同体积的氨磺酸钠对吸光度的影响，结果见图 2。由图可见，氨磺酸钠用量小于 1 mL 时，吸光度值较大；当氨磺酸钠用量大于 1 mL 时， 吸光度值变化缓慢。因此，综合各方面考虑，本次实验选择氨磺酸钠的用量为 1 mL。 2.3 氢氧化钠用量的选择 实验使用氢氧化钠是因为羟基甲基磺酸与盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色化合物

10、需在碱性条余 娟等：甲醛溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定白砂糖中的二氧化硫 -43- 件下进行,对其用量并无太明确要求。 但由于氢氧化钠含有助色基团-OH,因此,氢氧化钠的用量将导致该反应的最大吸收波长发生红移或蓝移5。 吸取 5.0 mL二氧化硫标准工作溶液于比色管中，改变氢氧化钠用量（0.0、0.5、1.0、1.5、2.0 mL） ，分别测定不同体积的氢氧化钠对最大吸收波长和吸光度的影响，结果见图 3 和表 1。实验研究表明，随着氢氧化钠用量的增加，最大吸收波长发生蓝移，即最大吸收波长向短波方向移动。 00.050.10.150.20.250.30.350.45005205405605

11、80600波长(nm)A图 1 吸收光谱图 图 2 氨磺酸钠用量对反应体系的影响 表 1 氢氧化钠用量对最大吸收波长的影响 氢氧化钠用量（mL） 最大吸收波长（nm） 吸光度 A0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 572.0 579.0 575.5 569.5 550.0 0.0601 0.3672 0.3724 0.3644 0.3606 注：表中的吸光度 A 为最大吸收波长处的吸光度值。 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0 0.511.522.5 A 氨磺酸钠（mL）甘蔗糖业 2007 年第 1 期 Sugarcane and Canesugar -44- 00.

12、10.20.30.40.50.60.70.80.91200300400500600700800波长（nm）A（A 为氢氧化钠体积为 2.0 mL 时吸收光谱图，B 为氢氧化钠体积为 0.5 mL 时吸收光谱图） 图 3 氢氧化钠用量对吸收曲线的影响 由上表可以得出，实验反应必须在碱性条件下进行。综合各方面因素，本次实验选择氢氧化钠的用量为 0.5 mL。 2.4 盐酸副玫瑰苯胺用量的选择 吸取 5.0 mL二氧化硫标准工作溶液于比色管中， 改变盐酸副玫瑰苯胺用量 （0.5、 1.0、 1.5 mL） ，分别测定不同体积的盐酸副玫瑰苯胺对吸光度的影响，结果见图 4。考虑显色反应完全和节约实验成本

13、两个因素，选择盐酸副玫瑰苯胺的用量为1 mL。 图 4 盐酸副玫瑰苯胺用量对反应体系的影响 2.5 反应时间和稳定时间的选择 吸取 5.0 mL二氧化硫标准工作溶液于比色管中，根据糖厂所在区域的特殊性，选择 1530为测定范围，在不同温度下测定其反应时间和稳定时间，见表 2。 在实际测定中，可以不用水浴控制温度，以减少操作的繁琐性。我们可以根据表 2，选择与室温最为接近的显色温度以确定稳定时间。如本次实验测定时室温为 24，可以近似看作显色温度为 25，故选择 20 min 为稳定时间。 0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4 0

14、 0.511.52AAB 盐酸副玫瑰苯胺（mL）余 娟等：甲醛溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定白砂糖中的二氧化硫 -45- 表 2 反应时间和稳定时间与温度的关系 显色温度（） 反应时间（min） 稳定时间（min） 15 20 40 20 15 30 25 10 20 30 5 10 2.6 标准曲线与检出限 结合标准曲线方程 Abs0.0248A 和国标方法计算公式 X0.002A（简化后） ，得出最终计算公式为：Abs12.4X。白砂糖中二氧化硫浓度在00.06 g/kg 范围内与吸光度 Abs 呈良好的线性关系， 相关系数 r0.9998。 按吸光度 Abs0.010时所对应得二氧

15、化硫浓度计算检出限，白砂糖样品中的二氧化硫的检出限为 0.00081 g/kg。 2.7 精密度实验 取 4 个不同糖厂生产的白砂糖样品，重复测定 6 次，计算相对偏差，结果见表 3。 2.8 准确度实验 取 3 个不同糖厂生产的白砂糖样品，配制好样液后，加入一定量的二氧化硫标准工作溶液，测定其含量并计算回收率，回收率在 93.898.6之间，结果见表 4。 表 3 精密度测定结果（n6） 样品 相对偏差（RSD，） 1 2 3 4 3.4 2.8 3.1 4.1 表 4 样液的加标回收率 样 液 原有值（mg/mL） 加标值（mg/mL） 测定值（mg/mL） 回收率 （）1 2 3 0.4

16、62 0.485 0.334 0.90 0.90 0.60 1.350 1.352 0.897 98.6 96.3 93.8 2.9 测定结果对比实验 取 6 个不同糖厂生产的白砂糖样品，分别用本法和国标法对其二氧化硫含量进行测定，测定结果见表 5。对表 5 数据进行 t 检验（显著性水平 0.05） ，t1.936，查 t 值表6，t0.05/2（61）= 2.5076t1.936，说明 2 种测定方法测定结果无显著性差异。 表 5 本法与国标法的测定结果比较 （单位：g/kg） 样 品 本 法 国标法 差 值 1 2 3 4 5 6 0.01819 0.00667 0.00924 0.00970 0.00886 0.00835 0.01784 0.00596 0.00890 0.01018 0.00837 0.00775 0.000