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食品中元素的测定食品中元素的测定第1页，本讲稿共75页人人体体内内矿矿物物质质大大约约占占人人体体重重量量 6%，其其中中包包括括常常量量元元素素、微量元素、有毒元素。微量元素、有毒元素。一常量元素：一常量元素：K、Na、Ca、Mg、P二微量元素：二微量元素：在肌体中起作用的浓度以在肌体中起作用的浓度以ppm、ppb计。是人体必计。是人体必需的、但过量又会中毒的元素，现有需的、但过量又会中毒的元素，现有14种。种。Fe是人体血液形成不可少的，缺铁性贫血就是是人体血液形成不可少的，缺铁性贫血就是因缺乏铁，而多了得因缺乏铁，而多了得“血色病血色病”。第2页，本讲稿共75页 ZnZn影响人的消化与代谢，缺影响人的消化与代谢，缺ZnZn味觉减退，出现厌食，味觉减退，出现厌食，发育不良等，过多会得胃肠炎。（取头发进行测定可知发育不良等，过多会得胃肠炎。（取头发进行测定可知人体内人体内ZnZn含量情况）。含量情况）。20002000年年8 8月调查：北京、广州等城市儿童低锌率月调查：北京、广州等城市儿童低锌率44%44%，而山区儿童仅为，而山区儿童仅为32.4%32.4%（低于正常值）（低于正常值）1 1微量元素的功能形式、化学价态、化学形势非常重要。微量元素的功能形式、化学价态、化学形势非常重要。例：铬的例：铬的+6+6价毒性大，价毒性大，+3+3价对人体有益（如价对人体有益（如CrCr2 2O O3 3、Cr(OH)Cr(OH)3 3）。）。无机锗毒性大，有机锗毒性小。无机锗毒性大，有机锗毒性小。第3页，本讲稿共75页2注意；对这些微量元素不能盲目的补，要适量，要适宜。有时有益量与有害量相差很小。三有毒元素：三有毒元素：1 1目前未发现对人体有生理功能、且人体耐受力极小、目前未发现对人体有生理功能、且人体耐受力极小、进入体内量稍大就中毒的元素。如进入体内量稍大就中毒的元素。如HgHg、CdCd、PbPb、AsAs、SnSn、CuCu、CrCr等，这些元素在体内不易排出，有积蓄性，等，这些元素在体内不易排出，有积蓄性，半衰期都很长。半衰期都很长。例：例：甲基汞：在体内半衰期为甲基汞：在体内半衰期为7070天天 铅：在体内半衰期为铅：在体内半衰期为14601460天。天。在骨骼中为在骨骼中为1010年年 镉在体内半衰期为镉在体内半衰期为16163131年。年。第4页，本讲稿共75页北京部分北京部分农产品含农产品含砷量过高砷量过高 可能导致可能导致中毒！中毒！04年网上年网上报道。报道。第5页，本讲稿共75页2 2微量元素与有毒元素合称限量元素。微量元素与有毒元素合称限量元素。3.3.这这些些物物质质进进入入人人体体的的渠渠道道有有：水水源源、土土壤壤、环环境境、原原料料、辅辅料料、添添加加剂剂、农农药药、化化肥肥的的使使用用、加加工工、制制造造、运运输输等等带带入入；容容器器本本身身不不纯纯，金金属属带带入入铅铅、锌锌；罐罐头头中中酸酸性性锡的溶出；铜器带入过量铜；另外，还有呼吸、皮肤。锡的溶出；铜器带入过量铜；另外，还有呼吸、皮肤。l 日本日本,前几年流行含金食物，内含银、铜等杂质。前几年流行含金食物，内含银、铜等杂质。l 饮水、食品、茶叶、烟草、化妆品等都可能被污饮水、食品、茶叶、烟草、化妆品等都可能被污染，环境污染已成为世界问题。染，环境污染已成为世界问题。第6页，本讲稿共75页l食物链食物链水水 鱼鱼 鸭子鸭子 人人 农作物农作物 食品食品 饲料饲料 家畜家畜 肉制品肉制品第7页，本讲稿共75页4 4我国食品卫生法对食品中有害元素含量的规定（我国食品卫生法对食品中有害元素含量的规定（P 233P 233）。表）。表13131 1，表表13132 2为生活饮用水卫生标准（为生活饮用水卫生标准（GB5749GB57498585）。）。联合国粮食卫生组织与世界卫生组织对有些限联合国粮食卫生组织与世界卫生组织对有些限 量元素许多比中国规定的量大。量元素许多比中国规定的量大。第8页，本讲稿共75页13第9页，本讲稿共75页5 5食品中限量元素的检测方法主要有：食品中限量元素的检测方法主要有：(1)(1)原子吸收分光光度法：选择性好、灵敏度高、原子吸收分光光度法：选择性好、灵敏度高、简便、快速、可同时测定多中元素。简便、快速、可同时测定多中元素。(2)(2)比色法：设备简单、价廉、灵敏度可满足要求。比色法：设备简单、价廉、灵敏度可满足要求。13第10页，本讲稿共75页(3)另外还有极谱法、离子选择电极法和荧光分 光光度法。（极谱法光学分析的一种，让电流通过溶液，然后增加电压，由电流变化情况来进行定量、定性分析。如：小型极谱仪，可用来自动监测自来水中限量元素的含量，实验操作全都自动化，每隔12min记录一次水样中Cu、Pb、Cd、Zn的含量。第11页，本讲稿共75页第二节第二节元素的提取与分离元素的提取与分离 以上这些元素都以金属有机化合物的形式存在于食以上这些元素都以金属有机化合物的形式存在于食品中，要测定这些元素先要做两件事：品中，要测定这些元素先要做两件事：1.1.用灰化法和湿化法先将有机物质破坏掉，释放出被测用灰化法和湿化法先将有机物质破坏掉，释放出被测元素。以不丢失要测的成分为原则。元素。以不丢失要测的成分为原则。2.2.破坏掉有机物后的样液中，多数情况下是待测元素破坏掉有机物后的样液中，多数情况下是待测元素浓度很低，另外还有其它元素的干扰，所以要浓缩和浓度很低，另外还有其它元素的干扰，所以要浓缩和除去干扰。除去干扰。第12页，本讲稿共75页浓缩与分离处理方法与后边测定方法有关。浓缩与分离处理方法与后边测定方法有关。例：例：l 比色法测定，比色法测定，用合适的金属螯合剂在一定条件下与被测金属用合适的金属螯合剂在一定条件下与被测金属离子生成金属螯合物，然后用有机溶剂进行液液萃离子生成金属螯合物，然后用有机溶剂进行液液萃取，使金属螯合物进入有机相从而达到分离与浓缩。取，使金属螯合物进入有机相从而达到分离与浓缩。l 原子吸收分光光度法，原子吸收分光光度法，测痕量元素则用离子交换法分离、提纯金属离测痕量元素则用离子交换法分离、提纯金属离子或除去干扰离子。子或除去干扰离子。第13页，本讲稿共75页一、螯合萃取原理 1.样品溶液：样品溶液：金属离子金属离子+螯合剂螯合剂=金属螯合物（金属螯合物溶于有机溶金属螯合物（金属螯合物溶于有机溶剂，如果有色可进行比色测定）剂，如果有色可进行比色测定）有机相有机相 水水+其它组成其它组成 水相水相 2.2.此法为液此法为液液溶剂萃取法。液溶剂萃取法。优点：较高的灵敏度，选择性，分离效果好，设优点：较高的灵敏度，选择性，分离效果好，设 备简单，操作快速。备简单，操作快速。缺点：工作量较大，耗用试剂，溶剂较高，有的缺点：工作量较大，耗用试剂，溶剂较高，有的 易挥发，易燃，有毒等。易挥发，易燃，有毒等。第14页，本讲稿共75页（一）螯合反应与亲水性（一）螯合反应与亲水性 金属离子在未成螯合物之前，受水分子极性作用，以金属离子在未成螯合物之前，受水分子极性作用，以水合离子形式存在，为亲水性，难溶于有机溶剂，故不水合离子形式存在，为亲水性，难溶于有机溶剂，故不好直接用有机溶剂萃取。好直接用有机溶剂萃取。选择适当的金属螯合剂可将金属离子变为疏选择适当的金属螯合剂可将金属离子变为疏水性的金属螯合物，然后再萃取。水性的金属螯合物，然后再萃取。物质能否有亲水性，主要看其是否能与水子物质能否有亲水性，主要看其是否能与水子形成氢键。形成氢键。第15页，本讲稿共75页l氢键（也是一种化学键）。氢键（也是一种化学键）。H HO OH O H O 由于由于“O O”电负性强（吸电子电负性强（吸电子云能力），云能力），H H 与与 O O 的电子对被强烈吸到的电子对被强烈吸到“O O”一边，一边，H H外边几乎没有电子云，与另一外边几乎没有电子云，与另一分子中分子中“O O”（带负电）产生了静电吸引，（带负电）产生了静电吸引，即氢键。即氢键。电负性电负性 O O N N S S、ClCll 羰基羰基 +羟胺基羟胺基 肟肟 C O+N-OH C O+N-OH C N-OH C N-OH 第16页，本讲稿共75页（二）萃取分离的基本原理 1.分配系数 PD、KD萃取时，有两相互不相溶，一相为水相，一相萃取时，有两相互不相溶，一相为水相，一相为有机相，物质为有机相，物质A A 在两相中存在量不同。在一定温度在两相中存在量不同。在一定温度下，分配达到平衡。下，分配达到平衡。A A在两相中活度比不再变，即在两相中活度比不再变，即P PD D，K KD D为常数。为常数。l P PDA DA=A A有有/A A水水 浓度很低时，用浓度代替活度浓度很低时，用浓度代替活度 l K KD D=A=A有有 /A/A水水 第17页，本讲稿共75页2.2.分配比分配比 D=CD=C有有 /C/C水水 C C有有溶质在有机相中聚合、络合等溶质在有机相中聚合、络合等总总浓度浓度C C水水溶质在水相中聚合、络合、水解的溶质在水相中聚合、络合、水解的总总浓度浓度3 3.萃取百分率萃取百分率 E E：表示萃取的完全程度表示萃取的完全程度E E=（被萃取物在有机相中的总量被萃取物在有机相中的总量 /被萃取物的总量）被萃取物的总量）100%100%书中书中350350页公式推导：页公式推导：第18页，本讲稿共75页E=CE=C有有V V有有/（C C水水V V水水+C+C有有V V有有）上下同除以上下同除以C C水水，=（C C有有/C/C水水）V V有有/（V V水水+C+C有有/C/C水水VV有有）因为因为C C有有/C/C水水=D=D=D=D V V有有/（V V水水+D+D V V有有）=D/=D/（V V水水/V/V有有+D D）（三）萃取平衡与条件（三）萃取平衡与条件一、常用的螯合剂一、常用的螯合剂实际应用的，目前已达实际应用的，目前已达100100多种，多种，第19页，本讲稿共75页食品分析中常用的：食品分析中常用的：双硫腙（双硫腙（HDZHDZ）、）、二乙基二硫代甲酸钠（二乙基二硫代甲酸钠（NaDDTCNaDDTC）、）、丁二酮肟、丁二酮肟、铜铁试剂铜铁试剂 CuP CuP（N N亚硝基苯胲铵）亚硝基苯胲铵）这这些些螯螯合合剂剂与与金金属属离离子子生生成成金金属属螯螯合合物物，相相当当稳稳定定，难难溶溶于于水水，易易溶溶于于有有机机溶溶剂剂，许许多多带带有有颜颜色色可可直直接比色。接比色。2 2、金属螯合物的萃取平衡、金属螯合物的萃取平衡 用用有有机机溶溶剂剂萃萃取取金金属属螯螯合合物物，金金属属在在有有机机相相和和水水相相中中的的分分配配比比与与许许多多因因素素有有关关，当当其其他他因因素素固固定定下下来来以后，金属分配率与以后，金属分配率与pHpH有关。有关。第20页，本讲稿共75页3 3、影响分配比值的几个因素：、影响分配比值的几个因素：（1 1）螯合剂的影响：螯合剂与金属离子生成的螯）螯合剂的影响：螯合剂与金属离子生成的螯合物越稳定，萃取效率就越高。合物越稳定，萃取效率就越高。（2 2）pHpH的影响：的影响：pH pH 越高，有利于萃取，但金属越高，有利于萃取，但金属离子可能发生水解反应离子可能发生水解反应。要要正正确确控控制制溶溶液液的的酸酸度度,对对萃萃取取有有利利，还还可可提提高高螯合剂对金属离子的选择性。螯合剂对金属离子的选择性。例：例：ZnZn2+2+的最适宜的最适宜pHpH为为6.56.51010.第21页，本讲稿共75页第22页，本讲稿共75页 (3)(3)萃取溶剂的选择：萃取溶剂的选择：溶溶剂剂是是否否有有利利于于萃萃取取的的分分离离主主要要取取决决于于它它们们的的物物理性质和化学性质。理性质和化学性质。一般尽量采用惰性溶剂，避免产生副反应。一般尽量采用惰性溶剂，避免产生副反应。根据螯合物的结构，由相似相溶原理来选：根据螯合物的结构，由相似相溶原理来选：含烷基螯合物选卤代烃（含烷基螯合物选卤代烃（CClCCl4 4、CHClCHCl3 3等），等），含芳香基螯合物选芳香烃（苯、甲苯等）含芳香基螯合物选芳香烃（苯、甲苯等）溶剂的相对密度与溶液差别要大、粘度小。溶剂的相对密度与溶液差别要大、粘度小。无毒。无特殊气体、挥发性较小。无毒。无特殊气体、挥发性较小。第23页，本讲稿共75页 4 4干扰离子的消除干扰离子的消除 一一种种螯螯合合剂剂往往往往同同时时和和几几种种金金属属离离子子形形成成螯螯合合物物，控控制制条条件件可可有有选选择择地地只只萃萃取取一一种种离离子子或或连续萃取几种离子，使之相互分离。连续萃取几种离子，使之相互分离。控制酸度控制酸度 控制溶液的控制溶液的pHpH值值 使用掩蔽剂使用掩蔽剂 例例.KCN.KCN 可掩蔽可掩蔽 Zn Zn2+2+、CuCu2+2+柠檬酸铵可掩蔽柠檬酸铵可掩蔽 Ca Ca2+2+、MgMg2+2+、ALAL3+3+、FeFe3+3+EDTAEDTA可可以以掩掩蔽蔽除除 HgHg2+2+、AuAu2+2+以以外外许许多多金金属属离离子子。第24页，本讲稿共75页 掩蔽剂的使用与溶液掩蔽剂的使用与溶液pHpH有关有关 例例.碱性液碱性液+氰化物氰化物 掩蔽掩蔽 PbPb、SnSn2+2+、TiTi、BiBi 弱酸性液弱酸性液+氰化物氰化物 掩蔽掩蔽 PbPb、HgHg、AgAg、CuCu第25页，本讲稿共75页第三节第三节.几种重金属离子含量的测定几种重金属离子含量的测定重金属重金属 比重比重d d 5 5 的金属的金属 一、双硫腙比色法测一、双硫腙比色法测 PbPb、ZnZn、CdCd、HgHg的含量的含量 （一）双硫腙的性质（一）双硫腙的性质 名称、结构式、性质、名称、结构式、性质、P335P335 腙腙 羰基羰基 +肼（肼（NHNH2 2NHNH2 2）（二）双硫腙与金属离子的反应（二）双硫腙与金属离子的反应 在在酸酸性性溶溶液液中中并并有有过过量量双双硫硫腙腙存存在在时时生生成成单单取取代代双双硫硫腙腙盐盐，即即1 1个个双双硫硫腙腙分分子子中中有有1 1个个H H原原子子被被金金属属离离子子所所取取代代，二价金属离子则同时与二价金属离子则同时与2 2个双硫腙分子反应。个双硫腙分子反应。第26页，本讲稿共75页在碱性溶液中或双硫腙量不足时、生成二代（双取代）在碱性溶液中或双硫腙量不足时、生成二代（双取代）双硫腙盐，即双硫腙盐，即1 1个双硫腙分子中有个个双硫腙分子中有个H H原子同时被金属离子原子同时被金属离子所取代。所取代。双双硫硫腙腙盐盐的的萃萃取取性性能能，主主要要决决定定于于水水相相中中的的pHpH值值和和双硫腙试剂的浓度。双硫腙试剂的浓度。某某些些金金属属离离子子有有氧氧化化双双硫硫腙腙的的性性质质，在在水水溶溶液液中中加加入盐酸羟胺，可阻止氧化作用入盐酸羟胺，可阻止氧化作用。（三三）双双硫硫腙腙酌酌三三氯氯甲甲烷烷或或四四氯氯化化碳碳溶溶液液，在在光光的的作作用用或或高高温温下下很很快快氧氧化化成成为为黄黄色色化化合合物物。故故应应置置冰冰箱箱保保存。存。第27页，本讲稿共75页(四)双硫腙比色法测定食品中铅、锌、镉、汞的含量 1.铅的测定（Pb）铅用于选矿、冶炼、电镀等工业，制四乙基铅加到铅用于选矿、冶炼、电镀等工业，制四乙基铅加到汽油中，提高辛烷值，提高汽油中，提高辛烷值，提高“号号”，增加抗爆震能力。，增加抗爆震能力。但由于环境污染，现国家已禁用。改用无水乙醇汽油。反但由于环境污染，现国家已禁用。改用无水乙醇汽油。反应缶涂有铅的涂层、陶瓷、搪瓷的釉药。应缶涂有铅的涂层、陶瓷、搪瓷的釉药。食品缶头马口铁焊锡中铅含量达食品缶头马口铁焊锡中铅含量达404060%60%，有时会溶于食，有时会溶于食品中形成污染。会引起中毒。含铅品中形成污染。会引起中毒。含铅“松花蛋松花蛋”。第28页，本讲稿共75页离地面离地面1m1m处空气铅浓度是处空气铅浓度是1.5m1.5m处的处的1616倍，儿童受害，倍，儿童受害，20002000年年8 8月调查北京、广州城市儿童铅高率达月调查北京、广州城市儿童铅高率达80%80%左右。验左右。验头发。头发。铅能与许多有机试剂生成带有颜色的化合物，常用铅能与许多有机试剂生成带有颜色的化合物，常用来比色测定的还是双硫腙。来比色测定的还是双硫腙。（1 1）双硫腙法）双硫腙法 原理：在碱性（原理：在碱性（pHpH值在值在9 9左右）溶剂中，左右）溶剂中，PbPb2+2+双硫腙形成双硫腙形成红色络合物，溶于氯仿或红色络合物，溶于氯仿或CClCCl4 4中，红色深浅与铅离子浓度成中，红色深浅与铅离子浓度成正比，比色测定。正比，比色测定。测定前要加盐酸羟胺、氰化钾、柠檬酸铵来掩蔽铁、铜、测定前要加盐酸羟胺、氰化钾、柠檬酸铵来掩蔽铁、铜、锡、镉等离子。锡、镉等离子。第29页，本讲稿共75页测定步骤：测定步骤：（1 1）用铅标准溶液（）用铅标准溶液（1ug/ml1ug/ml）标定双硫腙溶液，）标定双硫腙溶液，铅标准溶铅标准溶液：用液：用HNOHNO3 3来溶解来溶解Pb(NOPb(NO3 3).).双硫腙溶液：双硫腙溶液：0.001%0.001%（溶于（溶于CClCCl4 4 ）。）。（2 2）测定样品：粉碎、消化、定容（用蒸馏水）、测定，）测定样品：粉碎、消化、定容（用蒸馏水）、测定，再根据所用双硫腙量计算样品中铅含量。再根据所用双硫腙量计算样品中铅含量。注意：注意：双双硫硫腙腙法法用用氰氰化化钾钾作作掩掩蔽蔽剂剂，不不要要任任意意增增加加浓浓度度和和用量以免干扰铅的测定。用量以免干扰铅的测定。第30页，本讲稿共75页氰氰化化钾钾，剧剧毒毒，不不能能用用手手接接触触，必必须须在在溶溶液液调调至至碱碱性性再再加加入入。废废的的氰氰化化钾钾溶溶液液应应加加NaOHNaOH和和FeSOFeSO4 4(亚亚铁铁)，使使其变成亚铁氰化钾再倒掉。其变成亚铁氰化钾再倒掉。如如果果样样品品中中含含CaCa、MgMg的的磷磷酸酸盐盐时时，不不要要加加柠柠檬檬酸酸铵铵，避避免免生成沉淀带走使铅损失。生成沉淀带走使铅损失。样样品品中中含含锡锡量量150mg150mg时时，要要设设法法让让其其变变成成溴溴化化锡锡，而而蒸蒸发发除去，以免产生偏锡酸而使铅丢失。除去，以免产生偏锡酸而使铅丢失。测测铅铅要要用用硬硬质质玻玻璃璃皿皿，提提前前用用1-10%1-10%HNOHNO3 3浸浸泡泡，再再用用水水冲冲洗干净。洗干净。（2 2）原子吸收分光光度法）原子吸收分光光度法 这是国标中第一方法。这是国标中第一方法。灵敏度高，可用来测定含量灵敏度高，可用来测定含量 0.01%0.01%痕量铅。痕量铅。第31页，本讲稿共75页 GB/T 5009.122003 食品中铅铅的测定食品中铅铅的测定1.石墨炉原子吸收光谱法石墨炉原子吸收光谱法2.氢化物原子荧光光谱法氢化物原子荧光光谱法3.火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法4.二硫腙比色法二硫腙比色法5.单扫描极谱法单扫描极谱法第32页，本讲稿共75页2 2、锌的测定（、锌的测定（ZnZn）GB 5009.142003锌用在电镀、造纸、机械和自来水的制造等工业中应用，锌用在电镀、造纸、机械和自来水的制造等工业中应用，镀锌厂的废水，采用镀锌铁的容器包装食品，特别是镀锌厂的废水，采用镀锌铁的容器包装食品，特别是酸性饮料，易沾有锌。酸性饮料，易沾有锌。金属锌本身无害。金属锌本身无害。锌化合物可引起急性肠炎、肾损害，特别是氯化锌化合物可引起急性肠炎、肾损害，特别是氯化锌锌3-5g3-5g可导致死亡。可导致死亡。（1）双硫腙比色法）双硫腙比色法用二硫腙分别提取用二硫腙分别提取2次次用二硫腙提取用二硫腙提取1次次第33页，本讲稿共75页原理：在pH 4.5-5.0,锌离子与双硫腙生成红色络合物，此络合物溶于CCl4，其它金属离子靠加入硫代硫酸钠、盐酸羟胺溶液和pH值的控制。l仪器：分光光度计仪器：分光光度计 520nm520nm处测定吸光度处测定吸光度l要领：要领：（1 1）锌标准曲线重现性差，平行作）锌标准曲线重现性差，平行作1-21-2份标准锌，以进份标准锌，以进行校正。行校正。（2 2）硫代硫酸钠不能任意增加，因为它也是络合物。）硫代硫酸钠不能任意增加，因为它也是络合物。第34页，本讲稿共75页（3 3）本法灵敏度较高，必须严格控制）本法灵敏度较高，必须严格控制pHpH值，同时所值，同时所用水应为无锌水，经阴、阳离子交换树脂纯化。用水应为无锌水，经阴、阳离子交换树脂纯化。器皿也先用硝酸溶液洗涤，然后再用无离子水冲器皿也先用硝酸溶液洗涤，然后再用无离子水冲洗干净。洗干净。2 2、原子吸收分光光度法、原子吸收分光光度法 国标中第一法国标中第一法 样品处理后，导入原子吸收分光光度计中，原子化样品处理后，导入原子吸收分光光度计中，原子化后，吸收后，吸收213.8 nm213.8 nm共振线，其吸收量与共振线，其吸收量与ZnZn量成正比。量成正比。锌标准溶液：精称金属锌（锌标准溶液：精称金属锌（99.99%99.99%），溶于），溶于HClHCl中。中。第35页，本讲稿共75页3 3、镉的测定（、镉的测定（Cd)Cd)GB 5009.152003 镉镉用用于于治治金金、电电镀镀、颜颜料料、原原子子工工业业、农农药药等等，生生活活用用水水，因因使使用用镀镀锌锌、塑塑料料管管中中镉镉的的污污染染经经消消化化道道、呼呼吸吸道道进进入入人人体体，损损害害人人的的肾肾、肝肝，易易引引起起“骨骨痛痛病病”。书中介绍的测定方法不是标准方法。书中介绍的测定方法不是标准方法。国标有四种方法：国标有四种方法：第一法：石墨炉原子吸收光谱法第一法：石墨炉原子吸收光谱法原理：酸性溶液中，镉离子与碘离子形成络合物，并经原理：酸性溶液中，镉离子与碘离子形成络合物，并经4-4-甲基戊酮甲基戊酮2 2萃取分离，导入原子吸收仪中，原子化后，萃取分离，导入原子吸收仪中，原子化后，吸收吸收228.8228.8nm共振线，与标准系列比较定量。镉标准溶共振线，与标准系列比较定量。镉标准溶液：用金属镉溶于液：用金属镉溶于HCL中加中加 HNO3+H2O稀释。稀释。第36页，本讲稿共75页第二法：原子吸收分光光度法第二法：原子吸收分光光度法（碘化钾（碘化钾4-4-甲基戊酮甲基戊酮2 2 法）法）（双硫腙（双硫腙乙酸乙酯法）乙酸乙酯法）原理：样品经消化处理后，在原理：样品经消化处理后，在pH6左右的溶液中，镉离子与双左右的溶液中，镉离子与双硫腙形成络合物，并经硫腙形成络合物，并经碘化钾碘化钾4-4-甲基戊酮甲基戊酮2 2或或乙酸乙乙酸乙酯萃取分离，导入原子吸收仪中。酯萃取分离，导入原子吸收仪中。第三法：比色法第三法：比色法第四法：原子荧光法第四法：原子荧光法第37页，本讲稿共75页4、汞的测定、汞的测定 汞汞多多用用于于电电气气仪仪器器及及设设备备、电电解解食食盐盐、农农药药等等等等。工工业业自自动动化化越越发发展展，汞汞的的用用量量越越大大，环环境境污污染染就就越越严严重重。污污染染严严重的日本、瑞典重的日本、瑞典40ug/人人 天天摄入，其它国家摄入，其它国家10 ug/人人天天，FAO/WHO规定规定34 ug/人人天天，中国食品汞允许量（中国食品汞允许量（mg/kg）粮食粮食 0.02 禽肉蛋禽肉蛋 0.05 水产水产 0.3 牛乳牛乳 0.01蔬菜水果蔬菜水果 0.01 植物油植物油 0.05第38页，本讲稿共75页汞挥发性强，气态汞被人呼吸进入肺部，汞挥发性强，气态汞被人呼吸进入肺部，大部分进入红血球中；进入消化道；接触或大部分进入红血球中；进入消化道；接触或皮肤吸收进入体内。皮肤吸收进入体内。汞对中枢神经损害，汞对中枢神经损害，汞蒸汽中毒：兴奋亢进、易怒、健忘失眠。汞蒸汽中毒：兴奋亢进、易怒、健忘失眠。汞急性中毒：恶心、呕吐、腹痛、肾损害、汞急性中毒：恶心、呕吐、腹痛、肾损害、死亡。死亡。有机汞毒性更强，特别是甲基汞：有机汞毒性更强，特别是甲基汞：使使人人感感官官失失调调、视视野野缩缩小小、头头发发损损伤伤、各各机机 群间共济失调。群间共济失调。第39页，本讲稿共75页（1）比色法：（）比色法：（1 mg/kg）原原理理：双双硫硫腙腙氯氯仿仿溶溶液液与与样样品品中中汞汞离离子子在在酸酸性性条条件件下下生生成成双双硫硫腙腙汞汞，在在氯氯仿仿溶溶液液中中呈呈橙橙黄黄色色，颜颜色色深深浅浅与与汞汞离离子子浓浓度成正比。度成正比。主要仪器：主要仪器：消化装置：上带冷凝管的平底烧瓶。消化装置：上带冷凝管的平底烧瓶。721721型分光光度计型分光光度计（2 2）测汞仪法（）测汞仪法（1 mg/kg）又叫冷离子吸收）又叫冷离子吸收 法现有法现有590型测汞仪。型测汞仪。（3）甲基汞测定：）甲基汞测定：1、薄层层析分离、薄层层析分离 2、气相色谱法、气相色谱法第40页，本讲稿共75页另：分离测定痕量汞时要注意试剂、滤纸、橡皮管上可能含有少量汞。汞汞若若洒洒在在地地上上，应应马马上上用用吸吸尘尘器器或或用用洗洗耳耳球球吸吸除除干干净净，或或用脱汞剂去除。用脱汞剂去除。（1）硫磺粉）硫磺粉（2）20%FeCl2溶液溶液（3）矿物油）矿物油+含有粉末硫、碘的水含有粉末硫、碘的水乳浊液乳浊液（4）盐酸酸化的）盐酸酸化的10%KMnO4溶液。溶液。第41页，本讲稿共75页GB 5009.172003总汞及有机汞的测定总汞及有机汞的测定 1.氢化物原子荧光光谱法氢化物原子荧光光谱法 （双道原子荧光光度计）（双道原子荧光光度计）2.冷原子吸收光谱法冷原子吸收光谱法 3.二硫腙比色法二硫腙比色法压力消解法压力消解法其他消化法其他消化法第42页，本讲稿共75页二、其他比色法测定锡、铜、铬的含量二、其他比色法测定锡、铜、铬的含量选用比双硫腙专用性更强的螯合剂进行测定。选用比双硫腙专用性更强的螯合剂进行测定。（一）锡的测定（一）锡的测定 除了工业污染外，罐头食品中镀锡马口铁有时被除了工业污染外，罐头食品中镀锡马口铁有时被内容物侵蚀，产生了溶锡现象，还有的因焊锡内容物侵蚀，产生了溶锡现象，还有的因焊锡涂布不牢而溶锡，有机锡毒性很大，如锡化氢涂布不牢而溶锡，有机锡毒性很大，如锡化氢SnH41、苯芴酮比色法苯芴酮比色法 样样品品消消化化后后，在在酸酸性性介介质质中中，4价价锡锡离离子子与与苯苯芴芴酮酮生生成成的的橙橙红红色色胶胶体体颗颗粒粒络络合合物物，在在动动物物胶胶存在下不聚集，可比色定量。存在下不聚集，可比色定量。加抗坏血酸、酒石酸作掩蔽剂，排除铁离子干扰。加抗坏血酸、酒石酸作掩蔽剂，排除铁离子干扰。第43页，本讲稿共75页仪器：分光光度计仪器：分光光度计 490 nm处测吸光度处测吸光度注注意意：天天冷冷时时，由由于于显显色色反反应应很很慢慢，标标准准和和样样品品分分析析溶溶液液加加入入显色剂后，可在显色剂后，可在37恒温箱放置恒温箱放置30分钟，再比色。分钟，再比色。另外还有：另外还有：1、栎精比色法（又叫栎皮黄素，一种天然染料）、栎精比色法（又叫栎皮黄素，一种天然染料）2、二硫酚法、二硫酚法3、碘法、碘法 4、原子吸收分光光度法、原子吸收分光光度法 灵敏度约为灵敏度约为1ppm.。第44页，本讲稿共75页GB 5009.162003食品中锡的测定食品中锡的测定 1.氢化物原子荧光光谱法氢化物原子荧光光谱法 （双道原子荧光光度计）（双道原子荧光光度计）2.苯芴酮比色法苯芴酮比色法第45页，本讲稿共75页（二）铜的测定 GB 5009.132003中第一法是原子吸收光谱法 铜铜在在工工业业广广泛泛应应用用，铜铜的的化化合合物物作作为为杀杀虫虫剂剂、杀杀菌菌剂剂和和消消毒毒剂剂等等。食食品品加加工工中中由由于于使使用用铜铜器器而而易易于于受受污污染染，铜铜是是人人体体所所必必须须的的微微量量元元素素，但但过过量量在在人人体体积积累累中中毒毒可可引引起起肝肝肾肾障障碍，甚至死亡。经碍，甚至死亡。经“食物链食物链”进入人体。进入人体。l 书中介绍：二乙胺基二硫代甲酸钠比色法，常书中介绍：二乙胺基二硫代甲酸钠比色法，常 用的方法，可检出用的方法，可检出2.5 ppm。第46页，本讲稿共75页（三）铬的测定（三）铬的测定 GB 5009.1585 铬用于印染、电镀、制革工业中。主要铬用于印染、电镀、制革工业中。主要是是6价铬对人体造成危害。价铬对人体造成危害。测定方法：测定方法：1.二苯碳酰二肼比色法：二苯碳酰二肼比色法：二苯碳酰二肼（二苯胺基脲、二苯卡巴脲、二苯碳酰二肼（二苯胺基脲、二苯卡巴脲、二苯二苯 偕肼）偕肼）C6H5NH-NH C=O C6H5NH-NH第47页，本讲稿共75页原理：在消化液中加原理：在消化液中加KMnO4，将铬氧化成铬酸，将铬氧化成铬酸，在酸性溶液中，铬酸变为重铬酸，再遇二苯在酸性溶液中，铬酸变为重铬酸，再遇二苯胺基脲，溶液由黄色变为紫色。胺基脲，溶液由黄色变为紫色。注意：注意：1)用重铬酸钾溶于水制标准样液。用重铬酸钾溶于水制标准样液。2)二苯碳酸二肼用丙酮溶解，不稳定，临用时二苯碳酸二肼用丙酮溶解，不稳定，临用时配置。配置。3)此法测出的是此法测出的是6 6价铬与价铬与3 3价价CrCr的总量。的总量。4)4)所用仪器不能用重铬酸钾洗液洗涤。要排除所用仪器不能用重铬酸钾洗液洗涤。要排除铁的干扰，可用铜铁试剂处理（二乙基硫代铁的干扰，可用铜铁试剂处理（二乙基硫代氨甲酸钠）氨甲酸钠）2.2.铬及原子吸收光谱测定铬及原子吸收光谱测定第48页，本讲稿共75页三、原子吸收分光光度法 测定限量元素的含量 原子吸收分光光度法是利用原子吸收分光光度计来原子吸收分光光度法是利用原子吸收分光光度计来测定限量元素。测定限量元素。原子吸收光谱分析的仪器包括四大部分原子吸收光谱分析的仪器包括四大部分 光源光源 原子化系统原子化系统 分光系统分光系统 检测系统检测系统 第49页，本讲稿共75页 火焰原子化法火焰原子化法原子化法原子化法 无火焰原子化法无火焰原子化法 石墨炉法石墨炉法 冷原子化法冷原子化法空心阴空心阴极灯极灯火焰火焰棱镜棱镜光电光电管管第50页，本讲稿共75页原理原理：1.火火焰焰式式仪仪器器内内有有燃燃烧烧的的火火焰焰，提提供供一一定定能能量量让让含含有有限限量量元元素素的的溶溶液液雾雾化化后后，经经过过火火焰焰获获得得能能量量，热热离离解解为为原原子子状状态态就就可可吸吸收收特特定定波波长长的的光光，由由基基态态激激发发态态，不不同同的的原原子子所所吸吸收收的的波波长长不不一一样样，如如测测Cu就就要要将将仪仪器器换换上上Cu空空心心阴阴极极灯灯，让让其其发发射射出出Cu的的特特定定波波长长光光，根根据据其其吸吸收的多少来定量。（与标准曲线比较）收的多少来定量。（与标准曲线比较）第51页，本讲稿共75页2.无火焰原子化法无火焰原子化法 石墨炉法：石墨炉法：让样品溶液在石墨管小空间内完成干燥、灰化、让样品溶液在石墨管小空间内完成干燥、灰化、原子化三步，仪器提供高温，原子再去吸收特定波长原子化三步，仪器提供高温，原子再去吸收特定波长光。灵敏度比火焰原子化法高。光。灵敏度比火焰原子化法高。冷原子化法：冷原子化法：让溶液进行化学反应，使元素为原子态，再喷让溶液进行化学反应，使元素为原子态，再喷 入原入原子吸收分光光度计测定。子吸收分光光度计测定。第52页，本讲稿共75页原子吸收分光光度法的特点：原子吸收分光光度法的特点：优点：灵敏度高，应用广，选择性好，抗干优点：灵敏度高，应用广，选择性好，抗干扰性扰性 强，适于元素的痕量分析。强，适于元素的痕量分析。缺点：要连续测不同的元素，就要多次换不缺点：要连续测不同的元素，就要多次换不同的阴极灯。同的阴极灯。我校内我校内 河北省分析测试研究中心河北省分析测试研究中心 有美国有美国PE公司公司AAS100型原子吸收分光光度计，型原子吸收分光光度计，可以测定可以测定76种元素。同时具有火焰装置与石墨炉。种元素。同时具有火焰装置与石墨炉。第53页，本讲稿共75页省师大的实验中心：省师大的实验中心：原子吸收分光光度计，中国原子吸收分光光度计，中国 WFX1F 波长波长 190860nm。这些仪器都是，数字显示，自动打印数据，这些仪器都是，数字显示，自动打印数据，可读瞬时值、积分值、峰值、峰面积等。应可读瞬时值、积分值、峰值、峰面积等。应用于物质中微量和痕量无机元素的定量分析。用于物质中微量和痕量无机元素的定量分析。l 另有另有“电感耦合等离子体光谱仪电感耦合等离子体光谱仪”，属电，属电子发射光谱仪。子发射光谱仪。第54页，本讲稿共75页澳大利亚产澳大利亚产 8410型型 波长波长160820nm，分辨率，分辨率0.008nm，用于无机物和有机物中微量、痕量元素的分，用于无机物和有机物中微量、痕量元素的分析。析。l 原理：给元素一个额外能量，让其电子越迁到高能级原理：给元素一个额外能量，让其电子越迁到高能级轨道（为激发态），但时间不长，又会放出能量，回到轨道（为激发态），但时间不长，又会放出能量，回到原轨道（基态），不同元素会发出不同波长光，测定发原轨道（基态），不同元素会发出不同波长光，测定发射波长及强度可定性、定量。射波长及强度可定性、定量。l 克服了原子吸收分光光度法的缺点。不用总换克服了原子吸收分光光度法的缺点。不用总换 空心灯。空心灯。第55页，本讲稿共75页l 等等离离子子体体由由正正离离子子、游游离离电电子子组组成成的的物物体体，是是物物质质的的高高温温电电离离状状态态，不不带带电电，导导电电性性很很强强，电电流流通通过过时时，产生百万度的高温。产生百万度的高温。l等等离离子子状状态态：是是物物质质存存在在的的一一种种形形态态。高高温温、强强大大的的紫紫外外线线、X射射线线和和丙丙种种射射线线等等都都能能使使气气态态物物质质变变成成等等离离子态。子态。第56页，本讲稿共75页第57页，本讲稿共75页4、砷、硒、氟的测定一、砷的测定一、砷的测定 GB5009.112003 砷广泛存在于自然界，几乎在人类所有食品中都有，各种砷广泛存在于自然界，几乎在人类所有食品中都有，各种食品及饮水中允许含量，各国都有规定。食品及饮水中允许含量，各国都有规定。中国原粮中国原粮0.7 mg/kg ；日本原粮日本原粮1 mg/kg 书中介绍的两种方法为书中介绍的两种方法为 GB5009.1185 中中 食品总砷的测定方法食品总砷的测定方法第58页，本讲稿共75页（一）银盐法（一）银盐法1、原理：样品消化后，让所含、原理：样品消化后，让所含5价砷价砷ASH3，再与二乙氨基二硫代甲酸银作用，在有机，再与二乙氨基二硫代甲酸银作用，在有机碱（三乙醇胺）存在下，生成棕红色胶态银，碱（三乙醇胺）存在下，生成棕红色胶态银，进行比色测定。在生成进行比色测定。在生成AsH3过程中，有过程中，有H2S，会干扰测定，可用浸泡过醋酸铅的棉花来，会干扰测定，可用浸泡过醋酸铅的棉花来排除排除H2S的干扰。的干扰。第59页，本讲稿共75页2、仪器：仪器：P382、图图12-3，左边为左边为AsH3发生器，发生器，里边放：里边放：样品消化液、样品消化液、HCl、KI、SnCl2,Zn粒。粒。横管中有横管中有Pb(AC)2吸收吸收H2S。右边为右边为AgDDC吸收管。吸收管。第60页，本讲稿共75页（二）、砷斑法（古蔡氏法）1、原理：样品经消化后，以碘化钾、氯化亚锡将高价砷还原、原理：样品经消化后，以碘化钾、氯化亚锡将高价砷还原为三价砷，然后与锌粒和酸产生的新生态氢生成砷化氢，再与为三价砷，然后与锌粒和酸产生的新生态氢生成砷化氢，再与溴化汞试纸生成黄色至橙色的色斑，与标准砷斑比较定量。溴化汞试纸生成黄色至橙色的色斑，与标准砷斑比较定量。第61页，本讲稿共75页2、P382、图、图12-43、操作：用标、操作：用标准准AS2O3液，让液，让溴化汞试纸成一溴化汞试纸成一系列不同颜色的系列不同颜色的标准色斑，为保标准色斑，为保存时间长一些，存时间长一些，可用油画颜料画可用油画颜料画出标准色斑，在出标准色斑，在暗处保存。暗处保存。第62页，本讲稿共75页5、