摘要
凯氏定氮仪的测试原理
内容
凯氏定氮仪的测试原理
食用明胶作为一种增稠剂被广泛使用于食品加工业，如果冻、食用色素、高级软糖、冰激凌、干酷、酸奶、冷冻食品等，因此，明胶的安全与否与人们的健康有着极为密切的联系。在明胶的生产过程中常被加入亚硫酸盐及其盐类等漂白剂，这种漂白剂中最不要的有害物质就是二氧化硫。目前，国标法规定的食物中二氧化硫及亚硫酸盐的测定方法有两种：盐酸?？倒灞桨贩ê驼袅蠓ǘ耪攵悦鹘褐卸趸虻墓攴椒ㄎ霾Ａд袅蠓ǎ朔椒ㄐ枳哦ㄖ聘鎏撞Ａб瞧?，且蒸馏所需时间较长，根木无法适应检测行业中批量样品检测。也有文献报道利用直接蒸馏法测定明胶中二氧化硫含量虽省去了国标中对成套蒸馏仪的要求，但蒸馏效率并没有显着提高，且直接蒸馏法的加热源温度不好控制，吸收液乙酸错污染环境。文章利用凯氏定氮仪与蒸馏法的原理相似之处，将凯氏定氮仪应用于明胶中二氧化硫的测定，无需将仪器作任何配置改动，且蒸馏时间大大缩短（＜10min），取得了很好的实验效果，方法精确度和准确度均符合要求。
1 实验部分
1.1 原理
在密闭容器中对样品进行酸化井蒸馏，二氧化硫被蒸出，用过氧化氢吸收液吸收馏出液，然后用氢氧化钠标准滴定液进行滴定，根据所消耗的氢氧化钠标准滴定液计算二氧化硫的含量。
1.2 试剂与材料
二氧化硫标准溶液（国家标准物质中心购买），硫酸（1+4），30%过氧化硫，（1+9）氢氧化钠滴定溶液（0.025 mol/L，需标定），甲基红-亚甲基蓝棍合指小剂：0.5 g甲基红和0.33 g亚甲基蓝溶于200mL乙醇中。文章试剂除注明外均为分析纯。
1.3 仪器设备
SKD-100蒸馏单元（上海沛欧公司），凯氏定氮仪蒸馏管，250 mL接受瓶，滴定台，碱式滴定管。
1.4 实验过程及结果计算
取约5.0 g明胶粉末于100 mL烧杯中，加入50 mL蒸馏水，使其完个溶胀，之后转移到凯氏定氮仪蒸馏管中，再用50 mL蒸馏水少量多次冲洗烧杯，洗液也转移至蒸馏管中。将蒸馏s};:安装在凯氏定氮仪上，转动使其完个密封。在接受瓶中放入20 mL过氧化氢吸收液（1+9），并中和至终点（在过氧化氢溶液中加入2滴甲基红-亚甲基蓝棍合指小剂，溶液显浅紫色，用氢氧化钠溶液中和到终点时，颜色呈草绿色）。将接收管放入接受瓶中，井使其下端浸没于过氧化氢溶液中。按动加酸泵，加入20 mL硫酸（1+4），然后开启蒸馏开关，进行加热蒸馏。当接受瓶中约有120 mL时，使接收竹离开液面，再蒸馏1 min，关闭蒸馏开关，用少量蒸馏水冲洗接收管下端外部，取出接受瓶，补加指小剂1滴，用氢氧化钠标准溶液滴定至颜色呈草绿色，且在30 s内不褪色即为终点。
记求消耗的氢氧化钠溶液的量。用相同步骤做空白实验。
结果计算公式为：X=c×（V-V0）×0.064×0.5×10/m
式中：X—样品中二氧化硫的含量，mg/kg；c—标准氢氧化钠滴定溶液的摩尔浓度，mol/L；V—样品消耗氢氧化钠溶液的体积，mL；V0—空白消耗氢氧化钠溶液的体积，mL；0.064-二氧化硫的毫摩尔值，mg/mol；m-称取样品的质量，g。
2 结果与讨论
2.1 吸收液的选择
研究人员利用乙酸错作为吸收液，但乙酸错是有毒物质，错兀素更是公认的环境污染物，长期大量接触容易引发错中毒。文章根据国标方法采用过氧化氢溶液作为吸收液，环境友好，不会产生有毒产物。比较了不同过氧化氢浓度（1:19,1:9，3:17）对结果的影响，发现过氧化氢浓度太低（1:19）影响对二氧化硫的吸收，导致结果偏低；中浓度过氧化氢（1:9）和高浓度过氧化氢（3:17）之间并无HV着性差异，囚此本文采用过氧化氢（1+9），作为吸收液。
2.2 称样量的选择
同一份明胶称取3g, 5g, 8g, lOg分别进行6次测定，统计结果显小，样品量较少时，结果误差较大；样品量大时，溶胀时容易凝结，且由于凯氏定氮仪蒸馏管本身容量有限，太多的溶胀凝胶使蒸馏困难，导致不能蒸馏完全。因此，取59进行测试较佳。
2.3 馏出液量的选择
各称同一明胶5.0 g测定，当馏出液为120 mL, 150 mL时停止蒸馏，经6次重复性测定统计，经t检验计算得出t=1.04，小于t（t0.05,5）=2.57，两者无HV着性差异，故选择馏出液为120 mL。
2.4 方法的精密度实验
取河南漯河产明胶（1号）和浙江杭州产明胶（2号）用木法进行测定，每份样品重复测定6次，结果见表1。
表1精密度实验结果
2.5 方法的准确度实验
分别取10份明胶样本5.0 g进行加标回收实验，其中5份加入50 ug二氧化硫标准品，另外5份加入100 ug二氧化硫标准品，利用本法进行二氧化硫含量的测定，测定结果和回收率实验见表2。
表2回收率实验结果
2.6 比对实验
取5份不同样品，分别用个玻璃蒸馏仪和凯氏定氮仪对二氧化硫的含量重复测定6次，结果见表3。经过t检验计算得出t=1.75，t（0.05,5）=2.57，t 3 结论
采用半自动凯氏定氮仪蒸馏单元对明胶中二氧化硫的测定取得了良好的效果，仪器无需作任何改装就能直接用来测试（需开机后顶热3~5个循环），每分析一个样品只需5~7 min，大大缩短了蒸馏时间，提高了检测效率。此力一法操作简便，精密度好，准确度高，与个玻璃蒸馏仪无显着性差异，扩大了凯氏定氮仪的应用范围，可为企事业单位节约检测成本。
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