第五章有害有毒元素的检测 实验一砷含量测定（古蔡氏法） 一、目的与要求 1.学习砷斑法(Gutz心氏法)测定食品中总砷含量的基本原理和操作方法。 2.学会分析影响测定准确性的因素。 二、原理 样品经分解消化后，其中的碑转变成五价碑五价砷在酸性氯化亚锡和磺化钾的作用下， 被还原为三价砷： H3AsO.+2KI+2HCl ◆HAsO3+l+2KC+H0 z+SnCl2+2HCI 三价砷与氢反应生成砷化氢： H:AsO为+3Zn+6HC1◆AsH3↑+3ZnC2+HO 所产生的碑化氢气体，通过醋酸铅溶液浸润过的棉花除去硫化氢的干扰，与溴化汞试纸 作用生成由黄色到橙色的色斑，根据颜色深浅，与标准比较定量。 HsH,+3HgBr. →3HBr+As(HgBr)(黄色 2As(HgBr):+AsH3 →3AsH(HgBr)(黄褐色) As(HgBr+AsH:↑ ◆3HBr+As,Hg:(橙色) 三、仪器与试剂 1.溴化汞乙醇溶液(5%)：取溴化汞1g,加95%乙醇稀释至20mL。 2.溴化汞试纸：将滤纸剪成测碑管大小的圆片，浸入溴化汞乙醇溶液中约1h,取出成 暗处使其自然干燥后备用。 3.酸性氯化亚锡溶液(40%)：称取分析纯氯化亚锡(SnC2·2H0)40g，用盐酸溶 解并稀释至100mL,临用时配制，贮于棕色瓶中。 4.醋酸铅棉花：用10%醋酸铅溶液浸透脱脂棉花，挤干并使其疏松，在80℃以下干燥， 贮于棕色磨口瓶中各用。 5.无砷锌粒：直径2~3mm。 6.碘化钾溶液(20%). 7.砷标准贮备溶液：精确称取预先在硫酸干燥中干燥的分析纯三氧化二砷0.1320g,溶 于10mL、1mol/L氢氧化钠溶液中，加lmol/LHs0,溶液10mL,将此溶液仔细地移入1000mL 容量瓶中，用水稀释至刻度。此溶液含量为0.1mgmL。 8.砷标准使用溶液：吸取1mL砷标准贮备液于100mL容量瓶中，加10%硫酸1mL 加水至刻度，混匀。此溶液含砷量为1μgmL。 9.测砷装置，见图5-1
1 第五章 有害有毒元素的检测 实验一 砷含量测定（古蔡氏法） 一、目的与要求 1. 学习砷斑法（Gutze 氏法）测定食品中总砷含量的基本原理和操作方法。 2. 学会分析影响测定准确性的因素。 二、原理 样品经分解消化后，其中的砷转变成五价砷。五价砷在酸性氯化亚锡和碘化钾的作用下， 被还原为三价砷： 三价砷与氢反应生成砷化氢： 所产生的砷化氢气体，通过醋酸铅溶液浸润过的棉花除去硫化氢的干扰，与溴化汞试纸 作用生成由黄色到橙色的色斑，根据颜色深浅，与标准比较定量。 三、仪器与试剂 1. 溴化汞乙醇溶液（5%）：取溴化汞 1g，加 95%乙醇稀释至 20mL。 2. 溴化汞试纸：将滤纸剪成测砷管大小的圆片，浸入溴化汞乙醇溶液中约 1h，取出放 暗处使其自然干燥后备用。 3. 酸性氯化亚锡溶液（40%）：称取分析纯氯化亚锡（SnCl2·2H2O）40g ，用盐酸溶 解并稀释至 100mL，临用时配制，贮于棕色瓶中。 4. 醋酸铅棉花：用 10%醋酸铅溶液浸透脱脂棉花，挤干并使其疏松，在 80℃以下干燥， 贮于棕色磨口瓶中备用。 5. 无砷锌粒：直径 2～3mm。 6. 碘化钾溶液（20%）。 7. 砷标准贮备溶液：精确称取预先在硫酸干燥中干燥的分析纯三氧化二砷 0.1320g，溶 于 10mL、1mol/L 氢氧化钠溶液中，加 1mol/LH2SO4溶液 10mL，将此溶液仔细地移入 1000mL 容量瓶中，用水稀释至刻度。此溶液含砷量为 0.1mg/mL。 8. 砷标准使用溶液：吸取 1mL 砷标准贮备液于 100mL 容量瓶中，加 10%硫酸 1mL， 加水至刻度，混匀。此溶液含砷量为 1μg/mL。 9. 测砷装置，见图 5-1 H3AsO4+2KI+2HCl H2AsO3+I2+2KCl+H2O I2+SnCl2+2HCl 2HI+SnCl4 H3AsO3+3Zn+6HCl AsH3↑+3ZnCl2+H2O HsH3+3HgBr2 3HBr+As(HgBr)3 （黄色） 2As(HgBr)3+AsH3 3AsH(HgBr)2 （黄褐色） As(HgBr)3+AsH3↑ 3HBr+As2Hg3（橙色）
图51测砷装置 1一三角瓶（或广口瓶）：2一橡皮塞：3一测砷管：4一管口： 5一玻璃帽：6一酷酸铅棉花：7一溴化汞试纸 四、操作步骤 1.样品处理 (1)湿法消化：吸取酱油样品10mL(含砷约10μg以下)，置于500mL凯氏 烧瓶中，加入10mL浓硫酸，混匀，放置片刻，小火加热使样品溶解，放冷。然后加浓 硫酸10mL加热，至棕红色烟雾消失，溶液开始变成棕色时，立即滴入硝酸，反复操作 2~3次，至溶液澄明，并发生大量白烟时取下，冷却，加水20mL,继续加热至骨白烟， 重复操作二次，将剩余的硝酸完全驱除，放冷，加水20mL稀释，冷却后，用水将溶液 全部移入100mL容最瓶中，摇匀，冷却至室温，加水至刻度，摇匀。 (2)干法消化：准确称取均匀样品1~10g(视砷含量多少币定)于60mL瓷坩埚 中，加入分析纯氧化镁粉1g,10%硝酸镁10mL,于烘箱中烘干或在水浴上蒸干，用小 火炭化至无烟后移入高温炉中加热至550℃，灼烧5h,冷却后取出。加水5mL,湿润 灰分，再慢慢加入6molL盐酸10mL溶解，移入100mL容最瓶中，再用6mol/L盐酸 10mL、水15mL分数次洗涤坩埚，洗液均移入容量瓶中，再加水至刻度，混匀。 同时做试剂空白试验。 2.样品测定 (1)安装测砷管：将酯酸铅棉花拉松后装入各支测碑管中，长度5~6cm,上 端至管口处不少于3cm。棉花松紧程度要求基本一致，不得太紧太松。然后将溴化汞试 2
2 图 5-1 测砷装置 1—三角瓶（或广口瓶）：2—橡皮塞：3—测砷管；4—管口； 5—玻璃帽；6—醋酸铅棉花；7—溴化汞试纸 四、操作步骤 1. 样品处理 （1）湿法消化：吸取酱油样品 10mL（含砷约 10μg 以下），置于 500mL 凯氏 烧瓶中，加入 10mL 浓硫酸，混匀，放置片刻，小火加热使样品溶解，放冷。然后加浓 硫酸 10mL 加热，至棕红色烟雾消失，溶液开始变成棕色时，立即滴入硝酸，反复操作 2～3 次，至溶液澄明，并发生大量白烟时取下，冷却，加水 20mL，继续加热至冒白烟， 重复操作二次，将剩余的硝酸完全驱除，放冷，加水 20mL 稀释，冷却后，用水将溶液 全部移入 100mL 容量瓶中，摇匀，冷却至室温，加水至刻度，摇匀。 （2）干法消化：准确称取均匀样品 1～10g（视砷含量多少币定）于 60mL 瓷坩埚 中，加入分析纯氧化镁粉 1g，10%硝酸镁 10mL，于烘箱中烘干或在水浴上蒸干，用小 火炭化至无烟后移入高温炉中加热至 550℃，灼烧 5h，冷却后取出。加水 5mL，湿润 灰分，再慢慢加入 6mol/L 盐酸 10mL 溶解，移入 100mL 容量瓶中，再用 6mol/L 盐酸 10mL、水 15mL 分数次洗涤坩埚，洗液均移入容量瓶中，再加水至刻度，混匀。 同时做试剂空白试验。 2. 样品测定 （1）安装测砷管：将醋酸铅棉花拉松后装入各支测砷管中，长度 5～6cm，上 端至管口处不少于 3cm。棉花松紧程度要求基本一致，不得太紧太松。然后将溴化汞试
纸安放在测砷管的管口上，用橡皮圈扣紧玻璃帽，注意管口与帽盖吻合、密封。 (2)砷斑生成与比较：将测砷管和测砷瓶编号。于各瓶中按下表加入试剂和进行操 作： 标准管 样品管试剂空白管 2 3 4 5 6 砷标准使用液/ml 0.25 0.50 1.00 2.00 砷含量 /μg 025 0.50 1.00 200 样品测定液m 20.0 试剂空白满m 20.0 蒸馏水 /mL 24.7524.524.023.0 5.0 5.0 209%K1 /mL 50 5.0 50 50 50 1:1硫酸 /mL 10.0 10.0 10.0 10.0 6.0 6.0 酸性SnCl2溶液 各加入10滴 无砷锌粒 在滴入酸性SnCl210min后各加3g 立即装上测砷管，塞紧，于25~40℃放置45min,取出样品及试剂空白的溴化汞试纸 与标准砷斑比较定量。 [注]*补加量至25mL。 五、结果计算 X=4-4)x1000 m×2x10 V 式中： X -样品砷的含量，mgkg: A一一样品溶液相当于标准砷斑的质量，（g): 一空白溶液相当于标准绅斑的质量，（μg): -样品质量或体积，g或mL: V 一样品消化液的总体积，mL: V2- -测定用的样品消化液体积，mL 六、注意事项 1.测碑装置的规格，如瓶的大小与高度，测碑管的长度及圆孔直径等必须一致。 2.试剂空白测定应为无色或呈现极浅的淡黄色，若砷斑色深，说明试剂不纯。 3.整个操作过程应避免阳光直接照射。 4.锑、磷也能与溴化汞试纸呈色。砷斑可用浓氨水蒸汽熏的方法鉴别，如褪色者为砷
3 纸安放在测砷管的管口上，用橡皮圈扣紧玻璃帽，注意管口与帽盖吻合、密封。 （2）砷斑生成与比较：将测砷管和测砷瓶编号。于各瓶中按下表加入试剂和进行操 作： 标 准 管 样品管 试剂空白管 编 号 1 2 3 4 5 6 砷标准使用液/mL 0.25 0.50 1.00 2.00 砷含量 /μg 0.25 0.50 1.00 2.00 样品测定液 /mL 20.0 试剂空白液 /mL 20.0 蒸馏水* /mL 24.75 24.5 24.0 23.0 5.0 5.0 20%KI /mL 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 1:1 硫酸 /mL 10.0 10.0 10.0 10.0 6.0 6.0 酸性 SnCl2 溶液 各加入 10 滴 无砷锌粒 在滴入酸性 SnCl2 10min 后各加 3g 立即装上测砷管，塞紧，于 25～40℃放置 45min，取出样品及试剂空白的溴化汞试纸 与标准砷斑比较定量。 [注]* 补加量至 25mL。 五、结果计算 ( ) 1000 1000 1 2 1 2 × × − × = V V m A A X 式中： X——样品砷的含量，mg/kg； A1——样品溶液相当于标准砷斑的质量，（μg）； A2——空白溶液相当于标准砷斑的质量，（μg）； m——样品质量或体积，g 或 mL； V1——样品消化液的总体积，mL； V2——测定用的样品消化液体积，mL。 六、注意事项 1. 测砷装置的规格，如瓶的大小与高度，测砷管的长度及圆孔直径等必须一致。 2. 试剂空白测定应为无色或呈现极浅的淡黄色，若砷斑色深，说明试剂不纯。 3. 整个操作过程应避免阳光直接照射。 4. 锑、磷也能与溴化汞试纸呈色。砷斑可用浓氨水蒸汽熏的方法鉴别，如褪色者为砷
不变色为磷，变黑为硫。 5.同一批测定用的溴化汞试纸的纸质必须一致，否则因疏老不同而影响色斑深度。制 作时应避免于接触到纸，晾干后贮于棕色试剂瓶内， 6.三氧化三种剧毒，使用时必须小心谨慎。 7.砷斑不稳定，显色后需立即比色定量。如需保存，可将滤纸片在5%石油醚溶液中浸 渍，挥干石油醚后避光保存。 思考题 1,砷斑法精密度较差，为了使测定结果比较准确，操作中应注意哪些事项？ 2.安装测砷管时，为什么要塞入乙酸铅棉花？起什么作用？棉花的松紧程度对测定有 什么影响 实验二 铜含量的测定（溶液萃取比色法） 一、目的与要求 1.掌握铜试剂比色法测定制的原理和操作技术。 2.学会分析影响测定精密度和准确度的因素。 二、原理 样品经消化后，在碱性溶液中，铜离子与二/基一疏代氨基甲酸钠（相试剂）作用，生 成棕黄色络合物，用有机溶剂四氯化碳萃取，于波长440m处测定吸光度，由标准曲线计 算含量。 三、仪器与试剂 1.仪器 (1)分液漏斗 (2)分光光度计 2试剂与材料 (1)柠檬酸铵、乙二胺四乙酸二钠溶液：称取柠檬酸铵20g及乙二胺四乙酸二钠5g, 加水溶液解并稀释至100mL。 (2)硫酸溶液(2mol/L): (3)铜试剂溶液：称取0.1g二乙基二硫代氨基甲酸钠，溶于水并稀释至100mL,贮存 于棕色瓶与冰箱中，可用一周。（简称DDTC一Na) (4)铜标准贮存液：准确称取硫酸嗣(CuS04·5H0)0.1964g,加2m0/1L硫酸溶解 移入500mL容量瓶中并稀释至刻度，混匀。此溶液含铜量相当于0.1mgmL。 (5)铜标准使用液：吸取10mL铜标准贮存液于100mL容量瓶中，加2moL硫酸至 刻度，混匀。此溶液含铜量相当于10μml (6)氨水1：1。 (7)麝香草酚兰指示剂(0.1%)：溶解0.1g麝香草酚兰于水中，滴加0.1mol氢氧化
4 不变色为磷，变黑为硫。 5. 同一批测定用的溴化汞试纸的纸质必须一致，否则因疏密不同而影响色斑深度。制 作时应避免于接触到纸，晾干后贮于棕色试剂瓶内。 6. 三氧化三砷剧毒，使用时必须小心谨慎。 7. 砷斑不稳定，显色后需立即比色定量。如需保存，可将滤纸片在 5%石油醚溶液中浸 渍，挥干石油醚后避光保存。 思考题 1. 砷斑法精密度较差，为了使测定结果比较准确，操作中应注意哪些事项？ 2. 安装测砷管时，为什么要塞入乙酸铅棉花？起什么作用？棉花的松紧程度对测定有 什么影响？ 实验二 铜含量的测定（溶液萃取比色法） 一、目的与要求 1. 掌握铜试剂比色法测定铜的原理和操作技术。 2. 学会分析影响测定精密度和准确度的因素。 二、原理 样品经消化后，在碱性溶液中，铜离子与二乙基二硫代氨基甲酸钠（铜试剂）作用，生 成棕黄色络合物，用有机溶剂四氯化碳萃取，于波长 440nm 处测定吸光度，由标准曲线计 算含量。 三、仪器与试剂 1. 仪器 （1）分液漏斗 （2）分光光度计 2. 试剂与材料 （1）柠檬酸铵、乙二胺四乙酸二钠溶液：称取柠檬酸铵 20g 及乙二胺四乙酸二钠 5g， 加水溶液解并稀释至 100mL。 （2）硫酸溶液（2mol/L）： （3）铜试剂溶液：称取 0.1g 二乙基二硫代氨基甲酸钠，溶于水并稀释至 100mL，贮存 于棕色瓶与冰箱中，可用一周。（简称 DDTC—Na） （4）铜标准贮存液：准确称取硫酸铜（CuSO4·5H2O）0.1964g，加 2mol/L 硫酸溶解， 移入 500mL 容量瓶中并稀释至刻度，混匀。此溶液含铜量相当于 0.1mg/mL。 （5）铜标准使用液：吸取 10mL 铜标准贮存液于 100mL 容量瓶中，加 2mol/L 硫酸至 刻度，混匀。此溶液含铜量相当于 10μg/mL。 （6）氨水 1:1。 （7）麝香草酚兰指示剂（0.1%）：溶解 0.1g 麝香草酚兰于水中，滴加 0.1mol/L 氢氧化
钠至溶液变蓝色，再加水稀释至100mL。 (8)四氯化碳：分析纯。 (9)材料：淡炼奶或糖果 四、操作步骤 1.样品消化：硝酸 硫酸法，同砷的测定。 2.标准曲线的绘制与样品测定：(1)取8个125mL分液漏斗，编号，按下表加入试剂。 标准 样品试剂空白 编号 1 3 7 铜标准使用液mL 0.000.501.001.50 2.002.50 相当含铜最（μg) 10 样品测定溶液mL 10.00 试剂空白液/mL 10.00 加水量mL 10.00 10.00 加2mo1L硫酸*/mL20.0019.5019.0018.5018.0017.50 幸样品消化液， 试剂空白液加水稀释至20mL. 标准液加2mo/L流酸调至20mL。 (2)然后于上述各分液漏斗中，各加入柠檬铵一乙二胺四乙酸二钠溶液5mL,麝香草酚 兰指示剂2滴，混匀，滴加1：1氨水至溶液由黄色变微蓝色（此时溶液的pH值为9.0一9.2） 加入铜试剂2.00mL和四氯化碳10.00mL,剧烈振摇2min,静置分层后，四氯化碳通过脱脂 棉滤入2cm比色杯中，以零管调节零点，于波长440nm处测定吸光度。记录下表 测定数据记录表 油编号 1 2 34 5 6 7 铜标准液含铜量（μg) 称 10 样品 试剂空白 测定项目 15 20 25 吸光度(A) (3)绘制标准曲线：以铜标准液含铜量为横坐标，与其对应的吸光度为纵坐标绘制标准 曲线。 4)用样品消化液的吸光度于标准曲线上查得测定溶液的含铜量(“g) 五、结果计算 X-4-4x100 m×5x10 式中： X一一样品中铜的含最，mgkg: A1一样品测定液的含铜量，g:
5 钠至溶液变蓝色，再加水稀释至 100mL。 （8）四氯化碳：分析纯。 （9）材料：淡炼奶或糖果。 四、操作步骤 1. 样品消化：硝酸——硫酸法，同砷的测定。 2. 标准曲线的绘制与样品测定：(1)取 8 个 125mL 分液漏斗，编号，按下表加入试剂。 标准 样品 试剂空白 编号 0 1 2 3 4 5 6 7 铜标准使用液/mL 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 相当含铜量/(μg) 0 5 10 15 20 25 样品测定溶液/mL 10.00 试剂空白液/mL 10.00 加水量*/mL 10.00 10.00 加 2mol/L 硫酸*/mL 20.00 19.50 19.00 18.50 18.00 17.50 * 样品消化液，试剂空白液加水稀释至 20mL。 标准液加 2mol/L 硫酸调至 20mL。 (2)然后于上述各分液漏斗中，各加入柠檬铵一乙二胺四乙酸二钠溶液 5mL，麝香草酚 兰指示剂 2 滴，混匀，滴加 1:1 氨水至溶液由黄色变微蓝色（此时溶液的 pH 值为 9.0～9.2）， 加入铜试剂 2.00mL 和四氯化碳 10.00mL，剧烈振摇 2min，静置分层后，四氯化碳通过脱脂 棉滤入 2cm 比色杯中，以零管调节零点，于波长 440nm 处测定吸光度。记录下表： 测定数据记录表 1 2 3 4 5 6 7 铜标准液含铜量（μg） 编号 测定项目 5 10 15 20 25 样品 试剂空白 吸光度（A） (3)绘制标准曲线：以铜标准液含铜量为横坐标，与其对应的吸光度为纵坐标绘制标准 曲线。 （4）用样品消化液的吸光度于标准曲线上查得测定溶液的含铜量（μg）。 五、结果计算 ( ) 1000 1000 1 2 1 2 × × − × = V V m A A X 式中： X——样品中铜的含量，mg/kg； A1——样品测定液的含铜量，μg； 滤 液名 称