酸性紅褪色分光光度法測(cè)定食鹽中碘的含量

孫 洋 李占清 魏海英

(河北大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071002)

酸性紅褪色分光光度法測(cè)定食鹽中碘的含量

孫 洋 李占清 魏海英*

(河北大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071002)

研究了在H2SO4-KBr的介質(zhì)中，碘酸鉀能夠氧化酸性紅并使之褪色，且褪色的程度與碘酸根的含量在一定范圍內(nèi)有很好的線性關(guān)系，從而建立了一種新的測(cè)定碘的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，酸性紅的最大吸收波長(zhǎng)為510 nm，碘的含量在0～50 μg/50mL范圍內(nèi)，符合比耳定律，其回歸方程為A=0.004 13C+0.032 14，相關(guān)系數(shù)R2=0.998 3，檢出限為0.78 μg/50mL。方法操作簡(jiǎn)單，快速準(zhǔn)確，用于食鹽中碘含量的測(cè)定，結(jié)果令人滿意。

酸性紅；褪色分光光度法；碘

0 前言

有“智力元素”之稱的碘是人體的必需微量元素之一。健康成人體內(nèi)碘的總量為30 mg，其中70%～80%存在于甲狀腺。甲狀腺分泌的甲狀腺素對(duì)人體的生長(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝有著至關(guān)重要的作用，是腦組織正常發(fā)育必不可少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。缺碘易患大脖子病，即地方性甲狀腺腫，同時(shí)會(huì)影響大腦的發(fā)育，導(dǎo)致智力低下。但如果長(zhǎng)期攝入過(guò)量的碘或一次性攝入大劑量的碘，也會(huì)對(duì)人體健康造成危害，比如碘致甲狀腺亢進(jìn)、甲狀腺癌，碘過(guò)敏或碘中毒[1]。

對(duì)于碘的分析測(cè)定，現(xiàn)在已有很多測(cè)定方法，有滴定分析法[2]、離子選擇電極法[3]、氣相色譜法[4]、聯(lián)用技術(shù)[5]、分光光度法[6-9]等。分光光度法儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便、快速，靈敏度高，應(yīng)用廣泛[10]。在硫酸介質(zhì)中碘酸根能定量氧化酸性紅褪色，且褪色前后的吸光度差與碘的濃度成正比。由此建立了測(cè)定碘的新方法，用于測(cè)定食鹽中的碘含量，結(jié)果滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

分析天平(奧豪斯儀器有限公司)；TU-1810紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用有限公司)；恒溫器；容量瓶；吸量管；移液管。

碘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(1.0 mg/mL)：稱取優(yōu)級(jí)純碘酸鉀0.168 6 g，用少量水溶解并轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中定容，每次用時(shí)稀釋為10 μg/mL的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液。

KBr溶液(0.4 mol/L)；H2SO4溶液(9.0 mol/L)；酸性紅溶液(1.5 g/L)。

實(shí)驗(yàn)用水為二次去離子水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

取兩支50 mL的比色管，再分別依次加入1.0 mL H2SO4溶液、2.0 mL酸性紅溶液、1.0 mL KBr溶液，再向其中的一支比色管中加入5 mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液(10 μg/mL)，然后加蒸餾水至刻度搖勻，置于恒溫器中，70 ℃水浴加熱20 min，取出并用流水冷卻至室溫，在波長(zhǎng)510 nm處測(cè)定試劑空白吸光度A0及樣品吸光度A，最后計(jì)算吸光度差值A(chǔ)=A-A0。

2 結(jié)果與討論

2.1 波長(zhǎng)選擇

按照實(shí)驗(yàn)方法制取溶液，在400～600 nm范圍內(nèi)分別測(cè)定不含及含碘的酸性紅溶液的吸光度值，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，兩條曲線的形狀相似，說(shuō)明發(fā)生褪色反應(yīng)后，沒(méi)有新的吸收峰干擾，且在510 nm處有最大吸收波，所以選擇510 nm為測(cè)量波長(zhǎng)。

圖1 吸收光譜譜圖Figure 1 Absorption spectra.

2.2 硫酸用量

碘酸根的氧化性一定酸度下才能更好地發(fā)揮，所以考察了硫酸的用量。分別準(zhǔn)確移取0.00、0.20、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL硫酸(9.0 mol/L)于10 mL比色管中，再按實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定它們的吸光度A，結(jié)果如圖2所示，硫酸(9.0 mol/L)的用量在0.50～2.00 mL時(shí)，吸光度比較穩(wěn)定，故實(shí)驗(yàn)選用硫酸(9.0 mol/L)的用量為1.00 mL。

圖2 硫酸(9.0 mol/L)體積對(duì)吸光度的影響Figure 2 Effect of the volume of H2SO4on the absorption.

2.3 溴化鉀的用量

溴化鉀在反應(yīng)中有一定的催化作用，加入適量溴化鉀能加快褪色反應(yīng)的速度。依次準(zhǔn)確移取0.00、0.20、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL溴化鉀溶液(0.4 mol/L)于10 mL比色管中，按實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定溶液的吸光度A，結(jié)果如圖3所示，溴化鉀用量在0.50～2.00 mL范圍內(nèi)吸光度較穩(wěn)定，故實(shí)驗(yàn)選用溴化鉀用量為1.00 mL。

圖3 溴化鉀體積對(duì)吸光度的影響Figure 3 Effect of the volume of KBr on the absorption.

2.4 反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間的影響

按照實(shí)驗(yàn)方法，分別間隔10 ℃測(cè)定30～100℃下含碘(50 μg/50mL)的酸性紅溶液與不加碘的酸性紅溶液的吸光度之差A(yù)，結(jié)果表明，反應(yīng)溫度在70 ℃時(shí)，A最大，故選擇70 ℃作為反應(yīng)溫度。

分別測(cè)定反應(yīng)時(shí)間為5、10、15、20、25、30、35 min時(shí)的吸光度之差，結(jié)果表明反應(yīng)20 min時(shí)A達(dá)到最大值，且A趨于穩(wěn)定，說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)完全，故選擇反應(yīng)時(shí)間為20 min。

2.5 共存離子的影響

取5.00 mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液若干份，一份直接按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定(不加干擾離子測(cè)得的碘為49.8 μg)，其余的分別加入各種常見離子進(jìn)行干擾實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)某些強(qiáng)氧化性物質(zhì)如MnO4-、Cr2O72-、CrO4-等干擾測(cè)定特別嚴(yán)重，但一般樣品中不存在這些物質(zhì)。其它離子結(jié)果如表1所示，當(dāng)相對(duì)誤差不大于±5%時(shí)，基本不干擾測(cè)定。

表1 共存離子的影響

2.6 工作曲線的繪制及檢出限的測(cè)定

向7支50 mL比色管中均加入1.0 mL H2SO4溶液(9.0 mol/L)，2.0 mL酸性紅溶液(1.5 g/L)，1.0 mL KBr溶液(0.4 mol/L)，再分別加入0.00、0.05、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液(10 μg/mL)，蒸餾水稀釋定容。70 ℃水浴加熱20 min，用流水冷卻至室溫，分別測(cè)吸光度A，再分別求出后6支與第1支不加碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度之差A(yù)，作工作曲線，如圖4所示，當(dāng)濃度在0～50 μg/50mL范圍內(nèi)與A呈良好的線性關(guān)系。線性方程為A=0.004 13C+0.032 14，相關(guān)系數(shù)R2=0.998 3，以不加碘的酸性紅溶液作試劑空白測(cè)定，計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.001 1，得到檢出限為0.78 μg/50mL。

圖4 工作曲線Figue 4 Working curves.

2.7 樣品的測(cè)定

選用市售的食鹽和經(jīng)實(shí)驗(yàn)室提純的粗鹽，其中樣品1為河北產(chǎn)加碘低鈉鹽，樣品2為河北產(chǎn)多元素強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)鹽，樣品3為粗鹽經(jīng)實(shí)驗(yàn)室提純后的鹽。由文獻(xiàn)可知[11]，日常食用鹽所加的碘都是以碘酸根的形式存在，可以直接用本實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室粗鹽提純后的鹽，碘以碘離子形式存在，利用KMnO4溶液氧化為碘酸根，再經(jīng)雙氧水處理干擾測(cè)定的過(guò)量KMnO4后也可用本方法測(cè)定。準(zhǔn)確稱取樣品1、2和3各10.0 g，適量蒸餾水溶解后定容至100 mL的容量瓶中，吸取10.00 mL樣品溶液于50 mL的比色管中，再按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表2，結(jié)果顯示市售碘鹽的測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值比較一致，但粗鹽中的碘含量低于實(shí)驗(yàn)檢出限。

2.8 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

向每份樣品中加入3.00 mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液(10 μg/mL)進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，加標(biāo)回收率在99.0%～99.7%，結(jié)果如表3所示。

表2 食鹽中的碘含量

表3 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

Table 3 Recovery tests of the method (n=5) /g

表3 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

樣品Sample本底值Originalvalue加入量Addition測(cè)定值Determinedvalue12345平均值A(chǔ)veragevalue回收率/%Recoverypercent121 83051 651 851 051 651 751 599 0229 73060 159 759 958 461 259 599 3303029 830 230 030 129 629 999 7

2.9 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

將測(cè)定樣品的溶液，在不同的間隔時(shí)間進(jìn)行吸光度測(cè)定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在24 h內(nèi)，溶液的吸光度基本上不變，說(shuō)明反應(yīng)后的體系穩(wěn)定性良好。

3 結(jié)語(yǔ)

H2SO4介質(zhì)中，用KBr催化碘酸鉀氧化酸性紅溶液并使之褪色，且其褪色程度在一定濃度范圍內(nèi)與碘酸鉀濃度有良好的線性關(guān)系，線性方程為：A=0.004 13C+0.032 14，相關(guān)系數(shù)R2=0.998 3。并對(duì)三種食鹽進(jìn)行了碘含量的測(cè)定，結(jié)果令人滿意，該法簡(jiǎn)便易行，穩(wěn)定性好，易于推廣。

[1] 陳建賓,胡超,謝怡,等.碘與人體健康[J].科技信息(ScientificandTechnologicalInformation),2009,36(12):369-370.

[2] 余裕娟,黃華軍,奚星林.滴定法測(cè)定食品中微量碘[J].廣州食品工業(yè)科技(GuangzhouFoodIndustryScienceandTechnology),2003,19(2):93-95.

[3] 胡錫珉,關(guān)玉群,王充,等.多次標(biāo)準(zhǔn)加入法-離子選擇電極法測(cè)定海產(chǎn)品中的碘含量[J].食品科學(xué) (FoodScience),2003,24(9):114-116.

[4] 顧曉梅,王順榮.以酮類為衍生劑氣相色譜法測(cè)定碘的研究[J].中國(guó)科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào)(JournaloftheGraduateSchooloftheChineseAcad),1995,12(2):171-177.

[5] 劉淑萍,梁新華.NaHSO3和NaCl聯(lián)合增敏光度法測(cè)定碘鹽中微量碘[J].微量元素與健康研究(StudiesofTraceElementsandHealth),2005,22( 6):42-43.

[6] 王曉玲,張萍,陳燕.鹽酸氯丙嗪顯色-分光光度法快速測(cè)定食鹽中的碘含量[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2015,5(3):74-76.

[7] 金文斌,黃娟.褪色光度法測(cè)定微量碘的研究[J].干旱環(huán)境監(jiān)測(cè)(AridEnvironmentalMonitoring),2002,16(3):129-130.

[8] 張曉光,劉麗,馮曉強(qiáng).食鹽中碘的溴鄰苯三酚紅褪色光度法測(cè)定[J].世界元素醫(yī)學(xué)(WorldElementMedicine),2006,13(4):38-39.

[9] 張慧芳,郭探,李權(quán),等.雙波長(zhǎng)分光光度法同時(shí)測(cè)定溶液中的硝酸根和碘離子[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2011,1(4):24-28.

[10] 李占清,魏海英.分光光度法測(cè)定新鮮蔬菜中維生素C的含量[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2014,4(3):1-4.

[11] 王先華.降低碘耗的途徑[J].中國(guó)井礦鹽(China Well and Rock Salt),2001,32(5):174-176.

Determination of Iodine in Salts by Fading Spectrophotometic Method with Acid Red 97

SUN Yang，LI Zhanqing, WEI Haiying*

(CollegeofChemistryandEnvironmentalScience,HebeiUniversity,Baoding,Hebei071002,China)

Based on the oxidation color reaction of potassium iodate with acid red 97 in H2SO4and KBr medium, and the chromomeric extent was linear with the content of iodate, a new spectrophotometric method for the determination of iodine in salts was established. Under the optimized analytical conditions, the maximum absorption wavelength was at 510 nm. Beer’s law holds in the range of 0～50 μg/50mL, and the linear regression equation wasA=0.004 13C+0.032 14 with correlation coefficient ofR2=0.998 3. The detection limit was 0.78 μg/50mL. The method is simple quick and accurate for the determination of iodine in salts with satisfactory results.

acid red 97; fading spectrometry; iodine

10.3969/j.issn.2095-1035.2016.01.017

2015-08-31

2015-12-02

河北省科技廳科技支撐項(xiàng)目(112764351)資助

孫洋，男，碩士研究生。

*通信作者：魏海英，女，副教授，主要從事無(wú)機(jī)分析與配位化學(xué)研究。E-mail：weihy@hbu.edu.cn

O657.32；TH744.12

A

2095-1035(2016)01-0065-04