硫化氢碘量法的基本原理范文

水样带色或浑浊以及含其他干扰物质,影响暗淡的测定,因此需要相应的预处理,对于较清洁的水样可采用絮凝沉淀法[1],对严重污染的水或工业废水,则用蒸馏法[1]预处理以消除干扰。其中因前者更简单快捷,成为首选的方法。

1.1絮凝沉淀法及改进

1.1.1仪器

100ml具塞量筒或比色管

1.1.2试剂:

(1)10%硫酸溶液

(2)25%氢氧化钠溶液

1.1.3步骤

取100ml水样于具塞量筒或比色管中,加入1ml10%硫酸锌溶液和2~4滴25%氢氧化钠溶液,调pH值10.5左右,混匀,静置使沉淀。取适量上清液备用。在此处有一方法的改进,就是没用滤纸过滤,而是取静置后的上清液。静置的时间视取样时不能取到絮状物为准。

1.1.4讨论:《在水和废水监测分析方法》第四版中,经絮凝沉淀后的水样使用无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤,弃去初滤液20ml后的滤液。有实验表明,不同滤纸或同种滤纸但不同张之间铵盐含量差别很大,有些含量较高的滤纸虽多次用水洗涤,但仍达不到实验要求。因此使用前需对每一批次滤纸进行抽检,淋洗时要少量多次。也有研究发现滤纸中约有0.25%的可溶物和滤纸平均失重0.58%,这些可溶物将影响到分析结果的准确性。直接取上清液避免了这一弊端。

在实际工作中,由于样品千差万别,干扰物复杂多样,有时会出现样品经絮凝沉淀预处理后显色溶液浑浊的现象,严重影响透光率,造成结果偏高,这时要用蒸馏预处理法。方法参见《水和废水监测分析方法》(第四版)

2.1色(浊)度干扰的消除。

取50mL水样于50mL比色管中,加1.00mL酒石酸钾钠溶液,加1.00mL15%氢氧化钾溶液,测量吸光度(校正吸光度),水样经纳氏试剂比色后测得吸光度减去校正吸光度。

2.2金属离子干扰的消除。

在碱性环境中,金属离子容易发生水解,一般加入酒石酸钾钠络合;含有汞盐可加少量硫代硫酸钠络合而掩蔽;含有Mn2+时,用50%酒石酸钾钠1.00mL+2%Na2EDTA1.00mL代替纯酒石酸钾钠能掩蔽Mn2+干扰[2];含有大量Cu、Fe等金属离子,采用蒸馏法进行预处理后,再测定。

2.3有机物干扰的消除。

水样中含有甘氨酸、肼和某些胺类等有机物时,调节水样pH值到9.5左右,对其进行蒸馏处理;含有酮类、醛类和其他胺类时,在pH值较低情况下,用煮沸方法除去。

2.4显色溶液浑浊的应对措施

用絮凝沉淀法预处理后取上清液,加入酒石酸钾钠溶液和纳氏试剂后,有时会出现浑浊现象,严重影响透光率,误差非常大。笔者在测污水处理厂的出水水样是经常会遇到此情况,不加酒石酸钾钠显色溶液不浑浊,由此可见是酒石酸钾钠的问题,可用(3.1)方法提纯后的酒石酸钾钠溶液,再不行就用蒸馏法预处理后测定。

3试剂配制应注意的问题

药品的纯度及试剂的配置方法都影响到实验结果。3.1酒石酸钾钠纯度直接关系到测定结果,导致实验空白值高和引起实际水样浑浊,影响测定需要对其溶液进行提纯,以去除其中的铵盐。实际工作中,有两种处理方法。①采用纳氏试剂对酒石酸钾钠溶液(50%)进行提纯,纳氏试剂加入量为酒石酸钾钠溶液体积2%,空白吸光度最小且基本稳定;②向酒石酸钾钠溶液中加少量碱液,煮沸蒸发至50mL左右,冷却并定容至100mL。试验表明:经以上两种方法提纯后空白值也能满足分析测定要求。

3.2纳氏试剂的配制

了解纳氏试剂测氨氮的显色原理有利于理解纳氏试剂的配制方法,原理如下:2K2[HgI4]+3NaOH+NH3NH2HgIO+3NaI+4KI+2H2O

纳氏试剂的配制有两种方法,均能产生显色基团[HgI4]2—,第一种配制方法用氯化汞和碘化钾,关键在于把HgCl2的加入量,这决定着获得显色基团含量的多少,进而影响方法的灵敏度。但方法未给出HgCl2的确切用量,需要根据试剂配制过程中的现象加以判断,经验性强,因而较难把握。有人据经验总结出HgCl2与KI的用量比为0.44∶1时(即8.8gHgCl2溶于20gKI溶液),效果很好。在此不再赘述,第二种方法用碘化汞和碘化钾:称取16g氢氧化钠,溶于50ml水中,充分冷却至室温。另称取7g碘化钾和10g碘化汞溶于水,将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中,用水稀释至100ml。在此尤其要注意碘化汞与碘化钾的比例,I—不能过量,否则反应会逆向进行,显色基团[HgI4]2—减少,纳氏试剂颜色变浅,用此纳氏试剂做出的氨氮工作曲线低点显色不灵敏,几乎没有差别,线性很差,实验失败。碘化汞微溶于水,溶液中存在I—的碱性溶液中反应生成[HgI4]2—红色沉淀才消失,过量时以红色碘化汞沉淀的形式存在,不会使显色反应逆向进行,因此在实际工作中应使碘化汞稍稍过量,配制好的的纳氏试剂静置后弃去沉淀,小心倒入聚乙烯瓶中,密塞,低温保存。

4显色反应条件的控制

4.1反应温度、时间。实验表明:反应温度为25℃时,显色最完全,反应时间为10~30min,溶液颜色较稳定。实际工作中,显色温度控制在20℃~25℃,时间控制在10min左右,快速测定,以确保监测数据准确可靠。

硫化氢碘量法的基本原理范文

关键词：快速检测；二氧化硫；食品中图分类号：R155.5,TS207.5文献标识码：A

StudyonmethodforrapiddetectionofresidualsulfurdioxideinfoodWUWei-ping1,ZHANGLei1,LIJie1,PENGShao-jie1,ZHAOYu-xiang1,WANGHua2(1.ShanghaiInstituteofFoodandDrugSupervision，Shanghai200021,China;2.ShanghaiNutritionsFoodQualitySurveillanceandInspectionCenter,Shanghai200082,China)

Abstract:［Objective］Toreserchandvalidateonmethodforrapiddetectionofsulfurdioxideinfood.［Methods］ImprovediodometricmethodandGBmethodwereusedasparallelexaminationofsulfurdioxidein94water-solubilityfoodsand99non-water-solubilityfoods.［Results］Thecoincidentratebetweenthetwomethodswas91.0%forwater-solubilityfoods,83.4%fornon-water-solubilityfoods.Differencebetweenthetwomethodswerebothnonsignificant.［Conclusion］Theimprovediodometricmethodcanbeusedforrapidscreeningofsulfurdioxideinfoods.

Keywords:Rapiddetection;Sulfurdioxide;Food

亚硫酸及其盐类以及硫磺燃烧生成的二氧化硫,因其具有漂白、脱色、防腐、抗氧化等作用而在食品加工中广泛使用甚至是非法滥用［1～6］,所以在食品中可能残留二氧化硫。长期摄入过量二氧化硫，会导致胃肠道反应、影响钙磷吸收、免疫力低下。因此，我国《食品添加剂使用卫生标准》中对二氧化硫在食品中的使用范围、使用量及残留量等都作了明确限制。食品中二氧化硫含量传统检测方法是盐酸副玫瑰苯胺法和蒸馏后碘量法［7,8］。虽然盐酸副玫瑰苯胺法和蒸馏后碘量法定量准确，但是，两法测定时间均较长，需要专业技术人员在实验室完成，且前法使用的四氯汞钠吸收液是剧毒试剂,易造成对实验室内外环境的汞污染，不利于开展食品中二氧化硫含量的现场快速筛检。我们经过大量试验研究，找出一种改良碘量法用于食品中二氧化硫含量检测，进行了各种反应条件的研究,并与国标盐酸副玫瑰苯胺法作了比对试验。

1材料与方法

1.1改良碘量法

1.1.1原理采用碱性溶液将样品中亚硫酸盐提取出来，再以硫酸酸化，碘溶液氧化，硫代硫酸钠标准溶液（滴瓶直立式）滴定，测定出剩余的碘的含量，计算出了食品中亚硫酸盐（以二氧化硫计）含量。反应式如下：

1.1.2试剂及仪器碘标准溶液（0.1mol/L）、硫代硫酸钠标准溶液（0.1mol/L）、氢氧化钠、硫酸（1+71）、淀粉溶液。一次性吸管或移液器、2mL试管、超声波提取仪。

1.1.3方法

①采样：根据采样对象的不同，采用下列两种采样方法之一：

水溶性固体样品（如白砂糖、冰糖、果糖、饴糖等），准确称取2.0g样品，置入具塞三角瓶中，加入10～20mL蒸馏水或纯净水，加入5滴10%氢氧化钠溶液，盖塞振摇溶解后待测。

液体样品参照水溶性固体样品的处理。

水不溶性固体样品（如粉丝、竹笋、干果、干菜、蘑菇罐头等），将适量样品捣碎，或用粉碎机粉碎后，准确称取2.0g样品，置入具塞三角瓶中，加入50.0mL蒸馏水或纯净水，加入10滴10%氢氧化钠溶液，盖塞后超声波提取仪提取2min，将溶液用滤纸过滤或用吸管直接吸取得到5.0mL澄清溶液到另一具塞三角瓶中待测（此时的样品取样量M=2×5/50=0.2g）。

②测定：如果是水溶性固体样品或液体样品，在待测液的三角瓶中加入2.5mL浓硫酸；如果是水不溶性固体样品，在待测液的三角瓶中加入1.0mL浓硫酸；盖塞轻轻摇动50次，加入0.1mL1%淀粉溶液，加入1mL0.1mol/L碘溶液，避光放置5min，取0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液（滴瓶直立式）滴定，每滴1滴溶液后都要摇动几下，滴至出现蓝紫色褪色为止，记录硫代硫酸钠标准溶液消耗的滴数。取与样品相同体积的蒸馏水或纯净水（空白溶液）按相同的测定方法进行测定，按公式X=（G2-G1）×C×K×M/2W计算样品中二氧化硫的含量。其中X：样品中二氧化硫的含量（g/kg或g/L）;G2:滴定样品溶液消耗硫代硫酸钠标准溶液的滴数;G1:滴定空白溶液消耗硫代硫酸钠标准溶液的滴数;C：硫代硫酸钠标准溶液的浓度（0.1mol/L）;K:每滴硫代硫酸钠标准溶液的体积（0.04mL/滴）；M:二氧化硫的近似摩尔质量（64g/mol）；W:取样量（g）。

1.2国标法比对验证

按GB5009.34-2003［8］执行。

1.3资料录入与统计分析

用Excel对数据进行录入，用SAS8.2对数据进行整理和分析，采用一致性统计量Kappa值，配对比较两种方法检测二氧化硫结果的符合率，Kappa值计算公式如下［9］：

Kappa=（PA-Pe）/（1-Pe）

其中:PA（实际一致率）=实际观察一致数/总检测样品数；Pe（期望一致率）=两次检查结果由于偶然机会造成的一致率。

若Kappa值≥0.75,说明存在相当满意的一致程度，若Kappa值≤0.4，说明一致性程度不够理想。

精密度为检测方法稳定性或重现性的指标，精密度（即相对标准偏差）的计算公示为RSD＝标准误（S）/均数()。

2结果

2.1改良碘量法和盐酸副玫瑰苯胺法测定结果比较

用改良碘量法和盐酸副玫瑰苯胺法同时测定94件水溶性食品和99件水不溶性食品中二氧化硫含量，水溶性食品两法检测结果一致性Kappa值为0.910（0.864～0.956），P＜0.05，有统计学意义；水不溶性食品两法检测结果一致性Kappa值为0.834（0.753～0.914），P＜0.05，有统计学意义(表1、2)。

2.2改良碘量法的精密度试验

分别取4份水溶性食品（白糖）和4份水不溶性食品（金针菇），进行6次平行测定，检测水溶性食品二氧化硫的平均RSD为8.3%（5.9%～12.2%），检测水不溶性食品二氧化硫的平均RSD为10.7%（6.6%～19.5%）(表3)。

3讨论

改良碘量法和国标法相比，由于没有使用四氯汞钠做二氧化硫的吸收液，也没有使用亚铁氰化钾和乙酸锌作澄清剂，加上减少了部分样品前处理的步骤，使得二氧化硫含量的检测结果存在一定偏差，但该法作为一种现场快速筛查办法，其测定二氧化硫含量的灵敏度较高（约5mg/kg），以区间结果和国标法比较，其符合率在80％以上，水溶性样品检测方法的平均精密度（RSD）8.3％和水不溶性食品的平均精密度（RSD）10.7％基本能达到筛检要求，平均分析一个样品仅需15min左右，根据此方法做成的试剂盒，携带方便，操作简单，省时省力，结果可靠，适合各级食品卫生监督部门和食品生产加工单位对食品中二氧化硫残留量的快速筛检。[HJ0]

4参考文献

［1］叶世柏.食品理化检验方法指南［M］.北京:北大出版社,1999.122.

［2］汪继昌，宋家铨.奉化市市场酱咸菜中残留二氧化硫的调查［J］.海峡预防医学，2005，11(3)：71.

［3］刘兆敏，马林，何洁仪，等.广州市河粉中二氧化硫残留量的调查［J］.中国热带医学，2004，4(6):1052～1053.

［4］李秀桂，林霞，林静，等.南宁市湿米粉微生物污染状况调查［J］.湖北预防医学，2001,12(2):46～47.

［5］高秀英，张香馥，张红英，等.石家庄市市售馒头中二氧化硫残留量的调查分析［J］.卫生研究，1994,23(6):370～371.

［6］林静，林霞，孔忠富.广西米粉卫生学调查研究［J］.广西预防医学，2000,6(1):12～14.

［7］张娟.果脯蜜饯中二氧化硫残留的检验与分析［J］.口岸卫生控制，2002，7(6):20～21.

［8］GB50090.34-2003,食品卫生检验方法理化部分（一）［S］.

［9］倪宗瓒.卫生统计学［M］.第4版.北京:人民卫生出版社,2001.165～167.

硫化氢碘量法的基本原理范文篇3

【P键词】温度；化学反应速率；实验；探究式教学

一、背景

新一轮课改倡导我们在老师指导下进行自主探究式学习，其目的在于引导我们积极、主动地发现问题、分析问题和解决问题，从而促进我们在知识和技能的形成过程中，发展其综合能力。化学是一门以实验为基础的自然学科，实验是化学教学的重要内容，是我们进行探究性学习的重要载体。

关于“温度对化学反应速率影响”实验，是根据碘酸钾与亚硫酸氢钠在酸性条件下反应生成单质碘，碘遇淀粉变蓝色的实验原理，在保持其他条件不变的情况下，改变反应温度，记录在不同温度下，溶液变为蓝色所需的时间，根据时间的变化趋势来说明温度对化学反应速率的影响。其化学反应方程式如下：

2KIO3+5NaHSO3K2SO4+Na2SO4+3NaHSO4+I2+H2O

长期以来，老师们对这部分内容基本是采用验证式的教学方式来实施教学的，我们按照规定的步骤进行操作最后都能得到“预期的结果”。在一次实验中，我和我组的同学并未按要求进行操作（本实验要求在室温、比室温高10℃、比室温高15℃的条件下进行），而是将碘酸钾与亚硫酸氢钠溶液加热至比室温高50℃，然后再混合，使其反应。结果，过了很长时间溶液也没变成预期的蓝色，我们感到很困惑：根据范特霍夫规则，当其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，即温度越高，溶液变成蓝色所需的时间越短，怎么会不变蓝色呢？。此时，老师若直接告诉我们答案，我们表面上的疑虑消除了，但只是被动地接受了知识，缺少主动性，缺失了分析问题、解决问题能力的培养，显然与新课改的要求不符。所以，针对这一意外情况下发生的异常实验现象，老师应该引导我们带着问题去图书馆、阅览室、网络查找相关资料，旨在培养我们探究、解决问题的能力。

二、探究过程

（一）提出问题

在我们课前进行充分准备的基础上，老师可针对上次实验中意外发现的异常实验现象：温度过高，溶液不变蓝色，将我们分为若干个小组，引导我们进行实验探究。

1.实验准备

试剂：0.02mol.L-1NaHSO3（每升溶液含可溶性淀粉2.5克）、0.02mol.L-1KIO3（每升溶液中含6mol.L-1硫酸4ml）。

仪器：数显恒温水浴锅、磁力搅拌器、秒表、试管、烧杯、玻璃棒等。

2.实验过程

步骤及实验记录：

（1）取10mlNaHSO3溶液加入试管中；

（2）取30mlKIO3溶液和10ml水加入烧杯中；

（3）将试管和烧杯同时放入恒温水浴锅中（水浴锅中事先加好水），温度设置在10℃；

（4）当温度显示10℃时，将NaHSO3溶液迅速倒入KIO3溶液中，并不断搅拌溶液，记下溶液变成蓝色所需的时间。

按同样方法，在15℃、20℃、25℃等条件下实验，记下溶液变成蓝色所需的时间，列于下表：

由上表可知：当反应温度T≤30℃时，溶液变成蓝色所需的时间，随温度升高而逐渐缩短（完全符合范特霍夫规则）；当反应温度T>30℃时，溶液变成蓝色所需的时间，随温度升高反而逐渐增长；当反应温度T≥55℃时，溶液不再变蓝色。

通过上述实验，我们会产生疑问：当反应温度T>30℃时，溶液变成蓝色所需的时间为什么随温度升高反而逐渐增长？升温至55℃时，溶液为什么不变蓝色呢？

（二）分析与猜想

根据已有的知识结构和实践经验，我们可积极思考、认真讨论、仔细分析碘酸钾和亚硫酸氢钠在酸性溶液中发生的一些反应，离子反应式如下：

1.IO3-+3HSO3-3SO42-+3H++I-（慢）

2.IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O（慢）

3.I2+HSO3-+H2O2I-+SO42―+3H+（快）

以上反应速率是（3）>（2）>（1），反应速率由（1）（2）决定，I-被IO3-氧化生成单质的I2，而同时单质的I2又被还原成I-，只有当HSO3-被全部反应，溶液中才会有单质的I2存在，遇到淀粉溶液才变蓝色。上述实验中加入的碘酸钾和亚硫酸氢钠的摩尔比为3：1，碘酸钾过量，亚硫酸氢钠被完全反应，溶液中应该有I2存在，溶液应该出现蓝色。为什么会出现上述异常现象呢？我们最先想到的原因是：I2在逐渐减少，而I2减少的原因可能是：I2易升华，随着温度升高，反应生成的I2从溶液中慢慢逸出。

通过思考和探究，我们最终明白了I2遇到淀粉溶液之所以变成蓝色的原因：淀粉为白色无定形粉末，由10%～30%的直链淀粉和70%～90%的支链淀粉组成，其中的直链淀粉具有遇I2变蓝色的特性。溶于水中的直链淀粉借助分子内的氢键卷曲成螺旋状，螺旋状结构中有一定的空腔，I2分子很小，能钻入空隙中，于是I2分子借助范德华力与直链淀粉联系在一起，形成蓝色的管道形包合物。根据之前所学知识，我们清楚知道范德华力是存在于分子间的一种作用力，它比化学键弱得多。所以由此猜想：I2与淀粉结合生成的蓝色管道形包合物的热稳定性较差。

（三）验证猜想

1.为验证I2是否随着反应温度升高而从溶液中慢慢逸出，经思考和讨论设计了以下装置，见图1：

三角漏斗内侧放置一张被淀粉溶液湿润过的圆形滤纸，滤纸大小基本与漏斗体积相吻合。当碘酸钾与亚硫酸氢钠溶液分别加热至55℃时，将亚硫酸氢钠溶液立即倒入碘酸钾溶液中，开动磁力搅拌器的同时，将漏斗迅速倒扣在烧杯上方。过几分钟后观察漏斗内侧的滤纸，如果有I2逸出，滤纸应该会变蓝。

实验现象：滤纸不变蓝。

2.为验证碘与淀粉结合生成的蓝色包合物的热稳定性，经过讨论，学生设计了如下装置，见图2：

取3～5ml碘与淀粉形成的蓝色溶液加入试管中，再将试管放入盛有水的烧杯中进行水浴加热，并在试管旁放一温度计，使温度计球形部分与试管溶液的中部保持在同一高度。

实验现象：蓝色溶液加热至35℃时，颜色开始变浅；加热至40℃～45℃时，溶液呈浅蓝色；加热至53℃时，蓝色完全消失。取出试管，放在盛有冷水的烧杯中冷却，蓝色很快恢复。

（四）结论

通过分析、猜想、实验后证明：当反应温度T>30℃时，溶液出现蓝色所需的时间随温度升高而逐渐增长；当反应温度T≥55℃时，溶液不再变蓝色的原因是I2与淀粉形成的蓝色管道形包合物热稳定性较差。