分析化学综合实验开放设计实验.ppt

1、a,1,分析化学 综合实验 开放性设计实验,a,2,实 验 目 的,开放实验教学，培养独立工作能力； 针对实际样品写出可行性设计实验方案； 综合运用实验技能； 培养查阅资料能力，运用知识的能力,a,3,开放式设计研究实验题目,大豆中钙、镁含量测定,奶粉中蛋白质含量测定,油条等食物中铝含量的测定,a,4,资 料 来 源,1.食品分析方面参考书,可在超星图书馆下载 2.食品科学杂志以及其他中文期刊,校园网-图书馆-中国期刊网,3.相关的教材分析化学实验、分析化学,5.网上查阅相关资料（搜索,4.中华人民共和国国家标准,a,5,设计方案要求,1.实验题目,2.作者姓名、学号,3.前言（简单表述,4.

2、设计原理,总体设计思想，可用框图简单表示； 设计中的理论计算（方案可行性），设计报告重 点部分。要求做到思路清晰，理论正确，计算 准确，步骤详细，测定结果的公式表达（量化 依据）要准确、规范，固体试样用质量分数表 示，水质试样用质量浓度表示。 （可以灵活运用表格,a,6,5.主要仪器和试剂： 试剂选择要有依据，取量范围要有计算依 据，配制、标定方法要有可行性操作规程。 6.分析测试方法： 自拟的操作规程要有切实的可操作性，越详 细越好,a,7,实验报告要求,设计实验报告是在设计总体思 想的指导下，具体实施，取得 实验成果后的具体体现。具体 要求如下,1-6 同设计报告,a,8,7.原始记录（要

3、求齐全）。 8.实验结果与数据处理,设计实验报告的重点部分，体现,实验成果的部分，要求列出三线格， 表序、表头、表注均表达清楚,9.参考文献,10.写出设计总结（心得体会、经验教,训、误差分析、教学建议等,a,9,奶粉中蛋白质含量的测定,a,10,奶粉中蛋白质含量的测定,奶粉中蛋白质含量10-20% 蛋白质含量测定的意义 蛋白质含量的测定方法：凯氏定氮法、双缩脲法、folin酚试剂法、紫外吸收法、考马斯亮蓝法及氨基酸分析仪法,a,11,实验原理,双缩脲法：双缩脲（NH3CONHCONH3）是两个分子脲经180左右加热，放出一个分子氨后得到的产物。在强碱性溶液中，双缩脲与CuSO4形成紫色络合物

4、，称为双缩脲反应。凡具有两个酰胺基或两个直接连接的肽键，或能过一个中间碳原子相连的肽键，这类化合物都有双缩脲反应。 紫色络合物颜色的深浅与蛋白质浓度成正比，而与蛋白质分子量及氨基酸成分无关，故可用来测定蛋白质含量。测定范围为1-10mg蛋白质。干扰这一测定的物质主要有：硫酸铵、Tris缓冲液和某些氨基酸等,a,12,实验原理,考马斯亮蓝法：考马斯亮蓝G-250（Coomassie brilliant blue G-250）测定蛋白质含量属于染料结合法的一种。在游离状态下呈红色，最大光吸收在488nm；当它与蛋白质结合后变为青色，蛋白质-色素结合物在595nm波长下有最大光吸收。其光吸收值与蛋白

5、质含量成正比，因此可用于蛋白质的定量测定。蛋白质与考马斯亮蓝G-250结合在2min左右的时间内达到平衡，完成反应十分迅速；其结合物在室温下1h内保持稳定。该法是1976年Bradford建立，试剂配制简单，操作简便快捷，反应非常灵敏，灵敏度比Lowry法还高4倍，可测定微克级蛋白质含量，测定蛋白质浓度范围为01 000g/mL，最小可测2.5g/mL蛋白质，是一种常用的微量蛋白质快速测定方法,a,13,实验原理,紫外吸收法：蛋白质组成中长含有酪蛋白和色氨酸等芳香族氨基酸，在紫外光280nm波长处有最大吸收峰，一定浓度范围内其浓度与吸光度成正比，故可用紫外分光光度计通过比色来测定蛋白质的含量。

6、 由于核酸在280nm波长处也有光吸收，对蛋白质测定有一定的干扰作用，但核酸的最大吸收峰在260nm处。如同时测定260nm的光吸收，通过计算可以消除其对蛋白质测定的影响。因此如溶中存在核酸时必须同时测定280nm及260nm的吸光度，方可通过计算测得溶液中的蛋白质浓度,a,14,提供以上三种测试方法供选择； 设计实验注意： A）根据所选测试方法，估算样品处理与称量的量； B)主要试剂及用量； C）实验步骤； D）配制标准蛋白溶液大致的浓度范围,a,15,大豆中钙、镁含量测定,a,16,人体需要营养素，提供生长、发育、生命活动 的需要。 营养素：蛋白质、糖、脂类、维生素、 无机盐、水六大物质。

7、 无机盐（Ca、Mg、 Fe 、K、P等）又称矿物 质，人体内无机盐有60多种，含量很少，占人 体重（成人）的4%。其中有11种是主要的: C、H、O、N、S、P、 Cl、 K、Ca、 Mg、Fe 它是维持正常生理机能不可缺少的物质,a,17,1.钙 人体从食物中摄取钙主要是氯化钙、磷酸钙、 草酸钙、脂肪酸钙等等。其中只有氯化钙溶于 水，其余都较难溶于水，不易被人体吸收。 Ca存在什么组织内？ 人体中的钙99%存在于骨骼和牙齿中。 Ca在人体中的作用功能,能促进骨、牙齿的正常生长。 钙是血液凝固的必须要素，是许多酶的致活剂。 钙能调节心脏和神经功能，维持肌肉的紧张力,a,18,缺钙症状,我国膳

8、食多以含钙低的谷物和植物性食物为,主，造成了全民缺钙，缺钙会导致骨质疏松、增 生、四肢麻木、抽筋、高血压、糖尿病、儿童发 育迟缓、挑食、盗汗、青少年生长痛等疾病。 钙的来源,钙来源较丰富。动物性食物中奶类含量丰富， 每100g里含有120mg钙。虾皮（2000mg/100g）、 蟹、蛤蜊和蛋类含钙也较多。植物性食物绿叶菜 和豆类也是钙的重要来源,a,19,钙的吸收情况,食物中的钙虽然较多，但由于各种因素,的影响，大部分不能吸收。其影响因素 有： 1体内缺乏维生素D 2草酸和植酸过多，与钙生成难溶性正磷 酸钙，不利于钙的吸收和利用。 （人体中钙与磷的比例：成人：11.5， 儿童：11）,a,20

9、,人体日需钙量,成人：600mg/日， 儿童：600800mg/日， 青少年：10001200mg/日,每天的食物中是否能满足呢？ 自己可估算一下,a,21,2.镁,镁是人体必需的微量元素之一。对心脏血管具 有重要的保护作用，有“心血管卫士”之称。人体 如果缺镁，可导致心动过速、心律不齐及心肌坏 死和钙化,把镁称为生命活动激活剂是当之无愧的。 国外科学家研究指出，人到中年以后要“镁”食。 即要多食含镁丰富的食物。心血管疾病，如冠心 病、高血压、高血脂、心肌梗塞、糖尿病等多在 人到中年之后发生，这与体内镁含量降低有关,a,22,营养学家推荐的富镁且其它营养素均较齐,全的食物有,谷类：荞麦面、小米

10、、玉米、高粱面等； 豆类有黄豆、黑豆、蚕豆、豌豆、豇豆、 豆腐等,蔬菜、水果：雪里蕻、苋菜、芥菜、干蘑 菇、冬菇、紫菜、杨桃、桂圆、花生、核 桃仁、虾米、芝麻酱等,紫菜含镁最高，每100克含460毫克，被誉,为“镁元素的宝库,a,23,镁是人体中仅次于钾的细胞内正离子，它参与体 内一系列新陈代谢过程，包括骨及细胞的形成， 与神经肌肉和心脏功能有密切关系。如果缺镁， 可导致肌肉无力，耐久力降低,男性为350毫克，女性为300毫克,专家认为，在正常摄入食物的情况下，一般不存 在缺镁和补镁的问题,a,24,选择大豆、芝麻、海带、虾皮等。菜类： 小白菜、芹菜、大头菜等，测定其中钙、 镁含量,通过自己亲

11、自测试，大家会了解到每天吃 的食物中含钙、镁量的情况，以此来指导 自己饮食健康，把自己所学的知识与生活 现实联系起来,a,25,大豆中钙镁含量的测定,实验目的： 了解大豆样品分解处理方法，并能 运用所学理论知识设计出测定其中 钙含量的方法。 了解日常食物中该的含量，注意饮 食质量，提高健康意识,a,26,样品分解,残渣,Ca2+,Mg2+,取一份,另取一份,pH=12, NaOH Ca2+, Mg(OH)2,pH=10,NH3H2O EDTA滴定,Ca2+,Mg2+ 合量,EDTA滴定 Ca2+含量,a,27,实验原理简介,大豆中钙含量的参考值是367mg/100g，属 于常量分析的范畴，可以

12、考虑用络合滴定 法进行测定，其原理如下,大豆经粉碎处理后，在碱性溶液中以钙指 示剂指示终点，用EDTA标准溶液滴定，其 反应是,Ca2+ + H2Y = CaY + 2H,依据消耗VEDTA 计算样品中 Ca2+ 的含量,a,28,相关理论计算,1.EDTA滴定Ca2+适宜酸度范围及最佳酸度,最低酸度：金属离子水解的酸度,最低酸度：最高酸度,a,29,计算表明,EDTA滴定 Ca2,适宜酸度范围,选用钙指示剂，其log KCaIn=6.1； 解离常数 Ka1=10-12.4 Ka2=10-8.1 最佳酸度确定的相关理论计算见表1,a,30,表1,采用钙指示剂最佳酸度的选择,pH,logY(H)

13、 log KcaY,pCasp,log In(H) log KCaIn pCa TE(,结论：计算数据表明，EDTA滴定 Ca2,在适宜的酸度范围,选用钙指示剂指示终点其最佳酸度应为pH=,a,31,2.估算大豆试样称样量,滴定分析要求TE0.2% , 滴定效耗EDTA 的体积是,mLV(EDTA)mL,依据大豆试样参考值367 mg/100g,可配制C(EDTA)= 0.005 molL-1,大豆称样量估算如下,a,32,3.估计基准物的称量范围,EDTA采用基准物CaCO3标定，称取一定 量的CaCO3，溶解后定容250.0mL，分取,25.00mL平行五份，为满足滴定误差的 要求，滴定时

14、消耗EDTA的体积要在20,25mL之间，则基准物CaCO3称样量的称,量范围是,a,33,主 要 试 剂,a,34,实验步骤,a,35,大豆试样的处理,在市场上购买的大豆用家用粉碎机粉碎 后，称取12克置于蒸发皿中，在煤气炉上 灰化、炭化完全，置于高温炉中650灼烧 1小时。取出冷却后，加入10mL 1：1HCl 溶液浸泡20分钟，并不断搅拌，静止沉 降，过滤。用250mL容量瓶承接，用蒸馏水 洗沉淀、蒸发皿数次。定容、摇匀，待 用,a,36,大豆试样中钙含量的测定,用移液管移取上述溶液25.00mL于锥形瓶 中，加5mL 1：3三乙醇胺,加水至100mL， 加7-8 mL 20% NaOH

15、溶液，加少许钙指示 剂，用EDTA标注溶液滴定溶液由红色变为 蓝色为终点。平行3份，计算大豆试样中钙 含量,a,37,结果与讨论,表 1,EDTA溶液的标定,实验项目,1,2,3,4,5,称量瓶+CaCO3(倾出前) / g,13.7964,称量瓶+CaCO3(倾出后) / g,13.6944,称出CaCO3质量/ g 基准Ca的浓度/molL-1 V(Ca)/ml,0.1020 0.004076 25.00,V(EDTA)/ml C(EDTA)/ molL-1,19.60 0.005199,19.50 0.005226,19.68 0.005178,19.52 0.005221,19.50

16、0.005226,C(平均)/ molL-1 Sc/ molL-1 Sc/C(,0.005210 0.00001 0.2,a,38,m(试样,表 2,大豆试样中钙含量的测定,1 25.00 19.40 0.004043 337.6,3 25.00 19.60 0.004085 341.1,实验项目 V(试样) /ml V(EDTA) /ml C(Ca) / molL-1 (Ca) /mg/100g (Ca平均) /mg/100g 相对平均偏差（,2 25.00 19.42 0.004047 337.9 338.8,注：1. (Ca),C(EDTA )V (EDTA ) M (Ca) 25 .

17、00 250.0,2. C(EDTA) = 0.005210 molL-1 3. M(Ca) = 40.078 g/mol,100,mg/100g,a,39,讨论：表中数据表明此次实验结果为 mg/100g，与资料上给出的参考值 （367 mg/100g）相比偏低。这可能与地 域、环境等因素有关,a,40,油条等食品中铝含量的测定,a,41,1.铝 油 炸 食品和膨化食品：含铝膨松剂 人体摄入铝含量的标准？ WTO和FAO规定铝的暂定每周允许摄入量为7mg/kg；我国食品添加剂使用卫生标准GB2760一1996规定食品中铝的残留量不得超过100mg/kg Al对人体的危害,人体的中枢神经系统、

18、脑、肝、骨、肾、细胞、造血系统、人体免疫功能、胚胎等均有不良影响，还可能干扰孕妇体内的酸碱平衡，使卵巢萎缩，影响胎儿生长和机体磷、钙的代谢。在临床上发现铝与老年性痴呆症、关岛帕金森氏痴呆综合症、肌萎缩性脊髓侧索硬化和透析性脑病等神经失调疾病、骨软化癌及贫血等有关,a,42,油条等食品中Al含量的测定,食品中铝含量的测定方法：目前 食 品 中铝含量的测定方法有重量法、络合滴定法等化学分析法和单扫描极谱法、石墨炉原子吸收光谱法、火焰原子吸收光谱法、氢化物原子荧光光谱法、可见分光光度法等仪器分析方法,a,43,实验原理,铬天青S光度法：试 样 经 处理后，三价铝离子在乙酸一乙酸钠缓冲介质中，与铬天青S及嗅化十六