0827024047
本科生毕业论文（设计）
题目：分光光度法同时测定食品中Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)
的方法探索
院专业学生
（系）班级姓名
化学化工系应用化学陈小艳
指导教师（职称）鲁绪会（高级实验师）提交
时间
2011年11月
分光光度法同时测定食品中Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的方法探索
陈小艳
（安康学院，化学化工系，安康，725000）
木耳中含有铁元素，因此常食用可以起到保健的作用。摘要:铁是人体所必需的微量元素，采用邻二氮菲分光光度法对蔬菜不同部位中铁的含量进行测定，方法简便、快速、准确，对指导人们合理食用蔬菜进行补铁及进一步开发蔬菜产品提供理论依据。关键词:疏菜;铁;盐酸羟胺;邻二氮菲;分光光度法
SimultaneousspectrophotometricdeterminationofFeinfoods
(II),Fe(III)methodexploration
Chenxiaoyan
(AnkangUniversity,Departmentofchemistryandchemicalengineering,Ankang,725000)Abstract:Ironisanessentialtraceelement,funguscontainingiron,oftenediblecanplaytheroleofhealth
care.UsingPhenanthrolinespectrophotometricmethodindifferentpartsofvegetablesofironcontentdetermination,themethodissimple,rapid,accurate,toinstructpeoplereasonablytoeatthevegetablestoreplenishironandprovidetheoreticalbasisforfurtherdevelopmentofvegetableproducts.KeyWords:
Thefruitofthevegetables;Iron;HydroxylamineHCl;1,10-Phenanthrotine;Spectrophotometry目录中文摘要·····················································································································Abstract·····················································································································1前言··············································································································…………..·1.1铁在人体中的意义··························································································1.2铁含量的测定方法
1.2.1磺基水扬酸分光光度法················································································
1.2.2邻二氮菲分光光度法···········································································1.2.3铬天青S(CAS)分光光度法·······················································
1.2.4亚硝基-R盐为显色剂的分光光度法···················································2实验部分···············································································································2.12.22.32.4
实验原理···································································································实验仪器··································································································实验试剂··································································································实验过程··································································································
2.4.1样品处理················································································
2.4.2吸收曲线的数据记录及绘制························································
2.4.3·铁标准曲线的数据记录及绘制··································································3实验结果与分析·······························································································3.1样品中铁含量的测定·················································································3.2样品中铁含量的分析
··················································································
4结论······················································································································5参考文献··············································································································6致谢······················································································································
1前言
1.1铁在人体中的意义
铁作为人体必需的多种微量元素中的一种,对人体的健康十分重要。一般来说，铁的吸收要靠维生素C的帮忙，动物肝脏中的铁均为三价铁，三价铁是不能为人体所吸收的，必须在体内转化为二价铁之后，人体才能够吸收利用。在酸性环境下，三价铁易转变为易溶于水的二价铁,促进肠道内铁的吸收。二价铁是构成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素及其他酶系统的主要成分,帮助氧的运输,还能促
铁在人体内具有参与体温调节的功能，能通过调节体温最终达到增强人体进脂肪的氧化，
抵抗力的作用。人体缺铁会发生小细胞性贫血、免疫功能下降和新陈代谢紊乱。所以,食品中铁的测定具有很大的营养学意义。
木耳中铁含量丰富，在日常生活中，要注意多食用含铁量丰富的食品。牛奶中铁含量较少，被称为贫铁食品。
本实验通过测定木耳中铁的含量，从而指导人们合理地利用使用含铁丰富的食物。在此，感谢鲁绪会老师对实验的指导。1.2铁含量的测定方法
1.2.1磺基水扬酸分光光度法
磺基水扬酸分光光度法是测定铁最普遍的方法,在pH9～11的条件下,铁(Ⅲ)与磺基水扬酸生成黄色的二元配合物[1]。应用在循环水中铁含量测定,与邻菲罗啉光度法相比,测定灵敏度有不同程度的提高,也有很好的选择性,结果准确可靠。其主要干扰元素有铜、铋、锰、钴、镍等。1.2.2邻二氮菲分光光度法
在pH4～6的溶液中,邻二氮菲与铁(Ⅱ)生成桔红色二元络合物[2]。邻二氮菲光度法是一种使用多年的方法,很好应用在瓜果蔬菜中对铁含量的测定。瓜果蔬菜中的三价铁需要用盐酸羟胺将其还原为二价铁,二价铁与邻二氮菲形成络合物,此后可用分光光度法测定。此法灵敏度较高,选择性好,也是比较广泛使用的铁测定方法。
1.2.3铬天青S(CAS)分光光度法
在氟化铵和聚乙二辛苯基醚(OP)存在下,铁(Ⅲ)与铬天青S(CAS)形成组成比为1∶3的有色络合物[4]。该络合物在最大吸收波长654nm处,其表观摩尔吸光系数为1118×105L·mol-1·cm-1。
1.2.4亚硝基-R盐为显色剂的分光光度法
亚硝基-R盐在pH4～6的溶液中与铁形成稳定的络合物[3],可在水溶液中直接进行测定。在酸性镀铜液中铁是最常见的杂质,利用此法可以很好地测定微量铁,在720nm波长下,铁的质量浓度在012～210μg/mL范围内测得吸光度与质量浓度之间的关系遵守比耳定律,平均回收率为9814%。该显色体系稳定,方法简便快捷,并且具有良好的选择性。2实验部分2.1实验原理⒈确定适宜的条件的原因：在可见光分光光度法的测定中，通常是将被测物与显色剂反应，使之生成有色物质，然后测其吸光度，进而求得被测物质的含量。因此，显色条件的完全程度和吸光度的测量条件都会影响到测量结果的准确性。为了使测定有较高的灵敏度和准确性，必须选择适宜的显色反应条件和仪器测量条件。通常所研究的显色反应条件有显色温度和时间，显色剂用量，显色液酸度，干扰物质的影响因素及消除等，但主要是测量波长和参比溶液的选择。对显色剂用量和测量波长的选择是该实验的内容。⒉如何确定适宜的条件：条件试验的一般步骤为改变其中一个因素，暂时固定其他因素，显色后测量相应溶液吸光度，通过吸光度与变化因素的曲线来确定适宜的条件。⒊本试验测定工业盐酸中铁含量的原理：根据朗伯－比耳定律：A=εbc。当入射光波长λ及光程b一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度A与该物质的浓度c成正比。只要绘出以吸光度A为纵坐标，浓度c为横坐标的标准曲线，测出试液的吸光度，就可以由标准曲线查得对应的浓度值，即木耳中铁的含量。⒋邻二氮菲法的优点：用分光光度法测定试样中的微量铁，目前一般采用邻二氮菲法，该法具有高灵敏度、高选择性，且稳定性好，干扰易除等优点。⒌邻二氮菲法简介：邻二氮菲为显色剂，选择测定微量铁的适宜条件和测量条件，并用于木耳中铁的测定。⒍邻二氮菲可测定试样中铁的总量的条件和依据：邻二氮菲亦称邻菲咯啉（简写phen），是光度法测定铁的优良试剂。在pH=2～9的范围内，邻二氮菲与二价铁生成稳定的桔红色配合物（（Fe(phen)3）2+）。
配合物的lgK稳=21.3，摩尔吸光系数ε510=1.1×104L·mol-1·cm-1，而Fe3+能与邻二氮菲生成3∶1配合物，呈淡蓝色，lgK稳=14.1。所以在加入显色剂之前，应用盐酸羟胺(NH2OH·HCl)将Fe3+还原为Fe2+，其反应式如下：
2Fe3++2NH2OH·HCl→2Fe2++N2+H2O+4H++2Cl-测定时控制溶液的酸度为pH≈5较为适宜，用邻二氮菲可测定试样中铁的总量。2.2
实验仪器
722型光栅分光光度计(上海精密仪器有限公司);TG3288型电子天平(上海天平仪器厂);101C-2型干燥箱(上海市实验仪器厂);80-2离心沉淀器(上海手术器械厂)。2.3实验试剂·
10μg/ml铁标液:准确称取018634g十二水硫酸铁铵,置于烧杯中,用30ml2mol/LHCl溶液溶解后转1L容量瓶中,用蒸馏水稀释到刻度,摇匀,然后从中吸取50ml该溶液于500ml容量瓶中,加20ml2mol/LHCl溶液,用蒸馏水稀释到刻度,摇匀;浓硫酸(比重1.849g/ml);浓硝酸(比重1.429g/ml);2mol/L盐酸;10%盐酸羟胺(临用时配制);0.15%邻二氮菲(临用时配制,应用少许酒精溶解,再用蒸馏水稀释);1mol/LNaAc溶液。NaOH溶液；6mol·L-1HCl（工业盐酸试样）。2.4实验过程2.4.1样品处理
取市售新鲜干木耳各少许,洗净,削碎,烘干,研成粉末,准确称取木耳1.5023g,放入250ml锥形瓶中,加25ml浓硝酸和3ml浓硫酸,放置12h,然后将锥形瓶放在电炉上煮沸至棕色,冷却,逐滴加入1～2ml浓硝酸,再煮沸,重复以上操作,当最后一次加浓硝酸不再变棕色时,停止添加浓硝酸,继续煮到冒白烟并持续几分钟,溶液保持淡黄色,冷却后用离心沉淀器离心20min(2000r/min),取清液分别置于烧杯中,用较浓NaOH溶液调pH在4～6之间,然后分别移入50ml容量瓶,加蒸馏水到刻度,摇匀,作为储备液。2.4.2吸收曲线的数据记录及绘制
准确移取10μg/ml的铁标准溶液5ml于50ml容量瓶中，加入10%盐酸羟胺溶液1.0ml,摇匀,稍冷，加入1mol/ml的NaAc溶液5ml和0.2%的邻二氮杂菲溶液2ml，以水稀释至刻度，在722型分光光度计上，用1cm比色皿，以铁标液为参比液，用不同的波长从440nm开始到540nm为止，每隔5nm测定一次吸光度，然后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制出吸收曲线，从吸收曲线上确定该测定的适宜波长。实验数据记录：波长/nm440445450455460465470A0.1870.1940.20.2080.2220.2280.239吸收曲线的测绘：
由图可见，当波长为510nm时吸光度最大，所以最佳波长为510nm.4750.246
2.4.3·铁标准曲线的数据记录及绘制
准确吸取10μg/ml铁标液0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0ml依次加入到50ml容量瓶,再分别依次加入10%盐酸羟胺1ml,1mol/LNaAc5ml及0.15%邻二氮菲2ml,每加入1种试剂后都要摇匀,加蒸馏水到刻度,静置10min后,以0.0ml铁标液为空白,在510nm波长下测量上述各溶液的吸光度,后以含铁量(微克数)为横坐标,吸光度A为纵坐标绘制出标准曲线。准确吸取上述贮备液各5ml,分别置于50ml容量瓶中,然后分别加入10%盐酸羟胺1ml,1mol/LNaAc5ml及0.15%邻二氮菲2ml,每加入1种试剂后摇匀,用分光光度法在510nm波长以0.00ml铁标液进行对比,测定各样品的吸光度,并通过标准曲线算出各种样品中的含量。
实验数据记录：铁含量吸光度00200.064400.143600.21800.2791000.35
铁标准曲线的绘制:
3实验结果与分析
3.1样品中铁含量的测定结果
用吸量管取木耳贮备溶液5ml置于50ml容量瓶中，加入10%盐酸羟胺溶液1ml摇匀，2min后加入1mol/LNaAc溶液5.0ml，再加入0.15%邻二氮菲溶液2ml，静置24h。
实验数据记录：木耳溶液(加盐酸羟胺)木耳溶液(未加盐酸羟胺)
0.3650.346
吸光度0.3640.343
0.3650.343
平均值0.3650.344
标准曲线的回归方程是y=0.0035x-0.0015
由标准曲线找到吸光度为0.365时铁标液为104.7ug
吸光度为0.344时铁标液为98.7ug
故
木耳中总铁含量为10*104.7/1.5003=697.86mgFe/(kg木耳)木耳中二价铁含量为10*98.7/1.5003=657.87mgFe/(kg木耳)由上述可知木耳中三价铁含量为697.89-657.87=39.99mgFe/(kg木耳)3.2
样品中铁含量的分析
本实验结果表明,木耳含铁量很高,其他蔬菜含铁量相对较低。用分光光度法测定疏菜中铁的含量,方法简便、快速、准确、这对于指导人们食用薯果疏菜进行补铁以防治缺铁性贫血疾病和开发薯果类疏菜产品提供了可靠的理论依据。
4结论
铁元素在人体中具有造血功能,参与血蛋白、细胞色素及各种酶的合成，促进生长；铁还在血液中起运输氧和营养物质的作用；人的颜面泛出红润之美，离不开铁元素。人体缺铁会发生小细胞性贫血、免疫功能下降和新陈代谢紊乱；如果铁质不足可导致缺铁性贫血，使人的脸色萎黄，皮肤也会失去了美的光泽。缺铁还会造成体重增长迟缓、骨骼发育异常，对儿童及青少年影响较大。缺铁性贫血是世界上最常见的贫血。在多数发展中国家,约2/3的儿童和育龄妇女缺铁,其中1/3是缺铁性贫血。正常人体每天从食物中摄取1～1.5mg的铁即可维持体内铁的平衡(孕妇和哺乳的妇女铁的需要量为2～4mg)。如食物中铁的含量不足,就容易发生缺铁[3]。
而经过此次实验，我们测得，木耳中铁含量为697.86mgFe/(kg木耳)。还是比较多的。因此常吃蔬菜，既可以补充人体必需的铁元素，又可以起到保健预防治疗疾病的目的。
参考文献
[1]黄锁义,章超风,羊金梅,等.邻二氮菲分光光度法测定广西山区瓜果类蔬菜类中铁的含量[J].广东微量元素科学,2004,11(11):48～49.
[2].武汉大学.分析化学实验[M].北京:北京高等教育出版社,1995.8(2)：146~149.
[3]鲁长豪.食品理化检验学[M].北京:人民卫生出版社,1993.17:236~238.
[4]李国祥.5-Br-PADAP分光光度法测定微量铁[J].内蒙古石油化工,2000,26:49～51.
[5]郭航鸣,叶素芳.乳化剂CTMAB-5-BR-PADAP分光光度法测定微量铁[J].光谱实验室,2001,18(4):506～508.
[6]吴方琼.BPT-OP分光光度法测定食品中的微量铁[J].西南民族大学学报(自然科学版),2003,29(1):63～64。
[7]成都科技大学分析化学教研组。分析化学实验。北京：高等教育出版社，1999,15(6):134～137.
[8]武汉大学。分析化学实验。北京：高等教育出版社，1996,8:332～345.
[9]叶世柏，食品理化方法检验指南。北京：北京大学出版社，1991,18(2):76～83.
致谢光阴似箭，日月如棱。短短的大学生活是最真诚的青春，是最纯真的岁月，是最美丽的……我们的自学能力在这里得提升，我感谢所有的恩师：是您们赋予我们最有意义的收获；是您们带领我们走进知识殿堂，使我们不但丰富了知识；是您们给了我们一个全新的角度去发现美、创造美、欣赏美，感悟生活的美；是您们给了我们看世界的眼睛，是您们用博大的胸怀，给予我们最无私的关怀和奉献。在这次的毕业论文中，鲁绪会老师对该论文从选题、构思、资料收集到最后定稿的各个环节给予我细心的指导，使我对论文的内容、目的等有了更加深入的认识。在毕业论文设计这段时间里，我不仅从老师那里学到了许多专业知识，还学会了开展科研工作的思路和方法，更为重要的是老师丰富渊博的知识以及对科学的严谨态度、敏锐的学术思维、对工作一丝不苟的精神，对我们耐心细致的指导，使我深受感动。在此，我谨向尊敬的鲁老师表示最诚挚的谢意。这些都将是我终生学习的楷模。同时也要向我实验室里所有的师兄师姐及同实验室的同学表示感谢，是你们陪我一起奏完了本科生活的最后乐章。并借此机会感谢化学化工系全体园丁的辛勤工作和无私奉献，并祝愿你们工作顺利、身体健康。
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