葡萄酒中铁含量测定.doc

葡萄酒中铁含量测定
一、 实验目的
1、 熟练掌握分光光度计的操作方法
2、 掌握用邻二氮菲分光光度法测定微量铁的原理和方法
3、 学习吸收光谱分析法的实验条件的选择

二、 实验原理
葡萄酒是以新鲜葡萄为原料发酵而成的酿造酒。在酿造过程中，葡萄浆果里的糖经酵母菌的作用，分解为酒精及其副产物。葡萄浆果中的其他成分(如单宁、色素、芳香物质等)以不变化的形式转移到葡萄酒中，因而葡萄酒营养丰富。葡萄酒中含有铁，而铁又是造成葡萄酒变质的重要因素，因此铁的测定就显得格外重要。葡萄酒中的铁几乎全部处于络合状态，以铁和亚铁络合物存在，这些络合物一般是比较稳定的，但是也能电离出少量的Fe3+和Fe2+。测定含量时，首先需要还原剂盐酸羟胺把Fe3+还原为Fe2+，与邻啡罗啉作用生成红色螯合物，其颜色的深浅与铁含量成正比，用分光光度法进行铁的测定。显色反应条件是影响测定灵敏度和准确度的主要因素。显色反应条件包括显色剂的用量、溶液酸度、显色反应时间和反应温度及干扰物质等，均需一一研究以便制定最佳分析方案。

三、 实验材料
分光光度计，浓硫酸，过氧化氢溶液，氨水，盐酸羟胺溶液(1OOg／L)，邻啡罗啉溶液(1.2g／L)，铁标准溶液(1O0mg／L)，铁标准使用液(1Omg／L)。

四、 实验方法及数据处理
1、 测定条件的研究
1.1 波长的选择
取10.00mL浓度为10mg／L的铁标准使用液于50mL容量瓶中，加1OOg／L盐酸羟胺溶液1ml，摇匀，放置2min，然后加入5ml乙酸一乙酸钠溶液，2mL1.2g／L邻啡罗啉溶液，然后加蒸馏水至刻度，摇匀。用1.00cm吸收池，以试剂空白作参比，于各种波长处，采用721分光光度计测定吸光度。然后在不同的波长下测定其吸光度值，绘制吸收光谱曲线（波长为横坐标，吸光度为纵坐标）。
波长/nm
440
450
460
470
480
490
500
505
510
515
520
530
540
550
560
A
0.285
0.299
0.323
0.361
0.375
0.381
0.394
0.400
0.407
0.400
0.381
0.306
0.211
0.122
0.069

图一 不同波长下的吸光度
1.2 显色时间的测定
装入1.00吸收池的上述显色试液，在 510nm 波长下，以纯水为参比溶液，测定显色反应时间分别为 5min、10min、20min、30min，40min、1h 时显色产物的吸光度，确定显色反应时间。
t/min
8
10
20
30
40
60
A
0.397
0.398
0.410
0.412
0.414
0.419

图二 不同显色时间下的吸光度
1.3 显色剂用量的确定
取7只50mL容量瓶，分别加入10.00mL浓度为10mg／L的铁标准使用液于各容量瓶中，并加入1OOg／L盐酸羟胺溶液1ml，摇匀，放置2min后，再分别加入5ml乙酸一乙酸钠溶液，然后在各容量瓶中分别准确加入1.2g／L邻啡罗啉溶液0.20、0.40、0.60、1.50、2.00、3.00ml，然后加蒸馏水至刻度，摇匀。用1.00cm吸收池，以试剂空白作参比，于波长510nm处，采用721分光光度计测定吸光度。以显色剂体积为横坐标，以相应吸光度为纵坐标，绘制吸光度对显色剂用量的曲线，从而确定在测定过程中应加入的显色剂体积。
V邻菲罗啉/mL
0.00
0.20
0.40
0.60
1.50
2.00
3.00
A
0.000
0.107
0.192
0.301
0.387
0.386
0.387

图三 不同显色剂体积下的吸光度
1．4 溶液酸度的确定
取100ml容量瓶，加入铁标准溶液(1O0mg／L)10.00ml，加入10ml 2mol/L HCl和 10ml 1OOg／L盐酸羟胺溶液，摇匀，2min 后加入20 ml 1.2g／L邻啡罗啉溶液，加蒸馏水稀释至刻度，摇匀。
取7只50mL容量瓶，分别加入10.00mL上述溶液，再分别加入 0.4mol/L NaOH 溶液 0.00、1.00、2.00、4.00、5.00、7.00、9.00ml，加蒸馏水稀释至刻度，摇匀。测定个溶液pH值，在 510nm 波长下，以纯水为参比溶液，测定吸光度。以溶液pH值为横坐标，对应的吸光度为纵坐标，绘制A-pH曲线，确定适宜pH范围。
PH
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
A
0.073
0.272
0.384
0.393
0.192
0.134
0.071

图四 不同pH下的吸光度
2.试样中铁含量的测定
2.1 试样的处理
吸取酒样 1.00 mL于 10 mL凯氏烧瓶中，置电炉上缓缓蒸发至近干，取下稍冷后，加1 mL浓硫酸（根据含糖量增减）、1 mL过氧化氢，于通风厨内加热消化。如果消化液颜色较深，继续滴加过氧化氢溶液，直至消化液无色透明。稍冷，加10 mL水微火煮沸 （3～5） min，取下冷却。同时做空白试验。
2.2 制作标准曲线
取6只50mL容量瓶，分别吸取0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 ml浓度为10mg／L的铁标准使用液于各容量瓶中，并加入1OOg／L盐酸羟胺溶液1ml，摇匀，放置10 min后，再分别加入5ml乙酸一乙酸钠溶液，然后在各容量瓶中分别加入1.2g／L邻啡罗啉溶液 2 ml，然后加蒸馏水至刻度，摇匀。用1.00cm吸收池，以纯水作参比，于波长510nm处，采用721分光光度计测定吸光度。以铁的浓度为横坐标，以相应吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
标液系列编号
空白
标液1
标液2
标液3
标液4
标液5
标液浓度（mg/L）
10
标液用量（ml）
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
A
0.004
0.088
0.154
0.239
0.315
0.395

图五 不同浓度下的吸光度
2．3 试液铁含量测定与计算
将2.1中处理过的试样溶液，定量转移至 50 ml容量瓶中，加入1OOg／L盐酸羟胺溶液1ml，摇匀，放置10 min后，再分别加入5ml乙酸一乙酸钠溶液，然后在各容量瓶中分别加入1.2g／L邻啡罗啉溶液 2 ml，然后加蒸馏水至刻度，摇匀。用1.00cm吸收池，以纯水作参比，于波长510nm处，采用721分光光度计测定吸光度。( A= 0.152)
从标准曲线上查出试样溶液中铁浓度，计算葡萄酒中铁的含量。
A =0.0481+0.03887c
0.152 = 0.0481+0.03887c
c = 2.67mg/L
因为在试验中我们把溶液稀释了5倍，所以：
铁的含量 = 2.67×5 = 13.35 mg/L