钙指示剂示波极谱法测定茶叶中铝
发布时间:2011-07-05 00:00:00
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梁朝河 王定国 陈大明 罗水斌 张玉华
铝对人体的危害作用,已日益为人们所关注。食用含铝较高的食品,将会对
人体健康产生不良影响。茶叶是富铝植物,研究茶叶中的铝含量测定方法很有必
要。目前,测定铝一般都采用原子吸收的石墨炉法、荧光光度法和比色法,极谱
法已有文献报道[1~3]。本文提出在pH 3.6的乙酸-乙酸铵缓冲溶液2-羟基(2-羟
基-4-磺酸-1-重氮萘)-3萘酸(简称钙指示剂)中,进行示波极谱法测定茶叶中的
铝。在10 ml试液中,铝含量为0.05~4.0 μg时,波高与铝含量呈线性关系
(r=0.999 8)。方法灵敏、简便、快速,回收率90%~106%,相对标准偏差(RSD)
6.6%~2.0%。
一、实验部分
1.仪器和试剂:JP-2型示波极谱仪(成都仪器厂);pH计(上海第二分析仪器厂)
;乙酸-乙酸铵缓冲溶液:取30 ml冰乙酸溶于400 ml纯水中,在pH计上用1 mol/L氨
水调节pH值至3.6,并定容至500 ml;0.1%钙指示剂溶液:称取0.1 g钙指示剂加少
量的0.2 mol/L氢氧化钠溶液溶解,加20 ml乙酸-乙酸铵缓冲溶液,再加纯水定容
至100 ml;铝标准溶液:准确称取1.000 0 g高纯金属铝,加入25 ml盐酸溶解,用
纯水定容至1 000 ml,此溶液1.00 ml含1.00 mg铝,用时逐级稀释成1.00 ml含
1.0 μg铝;硝酸、高氯酸为优级纯,冰乙酸,氨水为分析纯;纯水为去离子重蒸馏
水。
2.样品的预处理:将茶叶样品制成粉末,准确称取一定量(约0.1 g),置于50ml
定氮瓶中,加少量水润湿,加5 ml硝酸和1 ml高氯酸,在600 W电炉上加热消化,
试样消化至无色、透明、冒白烟(勿烧干),停止加热,冷却后加5 ml纯水,继续加
热至冒白烟,连续两次,以除去剩余的硝酸。用纯水将消化液转入100 ml容量瓶中,
定容至刻度,混匀,供测试用。同时作试剂空白。
3.样品分析:取上述样品消化稀释液1.00 ml于10 ml具塞比色管中;另取6支比
色管,各加1.00 ml试剂空白稀释液,再分别加铝标准0、0.50、0.75、1.00、1.25、
1.50 μg,向试样管及标准管各加2.0 ml乙酸-乙酸铵缓冲溶液,0.2 ml 0.1%钙指示
剂,用纯水定容至10 ml,混匀。置沸水浴中加热5分钟,取出冷至室温。转入10 ml
烧杯中,三电极系统(DME·SCE·Pt),于起始电位-0.2 V,作阴极化二次导数扫描,在
-0.46 V处测量峰电流。采用直接比较法计算结果。
4.结果计算:cx=(hx-ho)/(hs-ho)×cs×(100)/(W×1 000)
式中:cx—茶叶中铝含量(mg/g),hx—样品波高(μA),hs—铝标准波高(μA),
ho—试剂空白波高(μA),cs—铝标准含量(μg),W—称取茶叶重量(g)。
二、结果与讨论
1.钙指示剂与铝络合物的极谱图(附图):在pH值3.6的乙酸-乙酸铵介质中,钙
指示剂在-0.22 V处出现一示波极谱峰P1,当加入铝后,于-0.46 V处出现一新的极
谱峰P2。随着铝量增加,P1波下降,P2波升高。两者能明显分开。
2.缓冲介质选择及pH值的影响:氯乙酸-乙酸钠和乙酸-乙酸钠缓冲体系中灵敏
度和峰形都较差;
P1钙指示剂波,P2钙指示剂+铝波
附图 示波极谱图
表1 共存离子对100 ng/ml铝测定结果的影响
共存 离子 | 离子浓度 (μg/ml) | 测铝量 (ng/ml) | 相对误差 (%) |
F- | 0.05 | 94.1 | -5.9 |
Cl- | 250 | 91.5 | -8.5 |
Br- | 50 | 96.6 | -3.4 |
I- | 5 | 102.1 | +2.1 |
SO2-4 | 50 | 97.9 | -2.1 |
H2PO-4 | 5 | 104.3 | +4.3 |
NO-3 | 500 | 106.4 | +6.4 |
Li+ | 50 | 100.9 | +0.9 |
Na+ | 50 | 108.9 | +8.9 |
K+ | 50 | 104.5 | +4.5 |
Be2+ | 0.5 | 100 | 0 |
Mg2+ | 25 | 106.9 | +6.9 |
Ca2+ | 25 | 103.4 | +3.4 |
Sr2+ | 40 | 95.8 | -4.2 |
Ba2+ | 100 | 95.5 | -4.5 |
Fe2+ | 0.05 | 92.0 | -8.0 |
Fe3+ | 0.5 | 101.5 | +1.5 |
Mn2+ | 1 | 108.3 | +8.3 |
Cu2+ | 0.9 | 93.1 | -6.9 |
Zn2+ | 20 | 102.9 | +2.9 |
As3+ | 9 | 98.3 | -1.7 |
Pb2+ | 0.1 | 106.9 | +6.9 |
Cd2+ | 1 | 108.3 | +8.3 |
Co2+ | 0.2 | 92.0 | -8.0 |
Ni2+ | 0.5 | 90.9 | -9.1 |
V5+ | 0.05 | 90.4 | -9.6 |
La3+ | 50 | 94.6 | -5.4 |
Te4+ | 25 | 96.6 | -3.4 |
选用乙酸-乙酸铵缓冲体系较理想,空白值低。pH值在3.6±0.2范围内峰值变化不
大,以pH值3.6为最好,本实验选用pH值3.6。
3.缓冲溶液的用量:乙酸-乙酸铵缓冲溶液用量范围为1~3 ml,大于3 ml或
少于1 ml时,其峰值均要下降,本文选用2.0 ml为最佳用量。
4.钙指示剂的用量:取0.1%钙指示剂溶液0.05~0.5 ml试验发现,0.1~0.3ml
峰值较高,实验选用0.2 ml。
5.络合物反应温度及稳定时间:络合物在常温下也能形成,但反应速度较慢
;加热5分钟提高了方法的灵敏度。形成的络合物至少可以稳定4小时。
6.起始电位:峰电流随起始电位负移而下降,以-0.2 V为最好。
7.铝标准曲线:在选定的最佳条件下,铝浓度在5~400 ng/ml范围内呈良好的
线性关系(r=0.999 8)。
8.共存离子的影响:在选定的条件下,相对误差不超过±10%时,表1所列共存
离子加入量对100 ng/ml铝不干扰测定。表1结果显示:F-、Fe2+、V5+等干扰十分
严重。由于茶叶中含铝量高,取样量小,相应的共存离子也降到允许浓度范围内。
9.茶叶中铝测定结果及回收试验:对5种茶叶样中铝含量进行测定(表2),当茶
叶样中铝含量在0.528~1.10 mg/g时,7次测定结果的相对标准偏差RSD为6.6%~2.0%;
在茶叶样中分别加入铝标准0.417~0.471 mg/g作回收试验,回收范围为90%~106%。
表2 茶叶样品中铝测定结果及回收试验
茶叶名称 | 铝含量 (mg/g) | RSD% (n=7) | 加铝量 (mg/g) | 测铝量 (mg/g) | 回收率 (%) |
特级花茶 | 1.019 | 3.9 | 0.471 | 0.434 | 92.1 |
一级花茶 | 1.025 | 3.8 | 0.433 | 0.423 | 97.7 |
三级花茶 | 1.100 | 2.0 | 0.444 | 0.420 | 94.6 |
龙都香茗 | 0.528 | 6.6 | 0.469 | 0.423 | 90.2 |
青 茶 | 0.779 | 2.3 | 0.417 | 0.444 | 106.5 |
作者单位:四川省内江市卫生防疫站 641100
参考文献
1张锡安,朱腾,赛吉拉乎.偶氮染料的电分析化学研究Ⅰ:微量铝的示波极谱测定.
分析化学,1993,21:125-128.
2邓水平,张志龙.极谱络合吸附波测定人发中的铝.分析化学,1988,16:892-
896.
3李平,王孝才,金美娣,等.铝—铬蓝黑R的极谱催化及应用.理化检验化学分册,
1991,27:90-91.
(收稿:1996-11-05 修回:1997-08-18)
(本文编辑:刘群)
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