利用电位滴定法对食醋总酸度测定方法的改进

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论文摘要

  1 指示剂法测定总酸度的不足
  
  “食醋中总酸度的测定”实验是医学院校食品质量与安全、食品卫生与营养、临床药学、预防医学、药物制剂和药学等多个专业学生必修的分析化学实验项目。多年来笔者所在院校的师生采用指示剂法进行此实验。该方法将 0.1000 mol/LNaOH 标准溶液作滴定剂;将 1%酚酞作测定指示剂;将有色食醋样品作被测物。测定时,将 NaOH 标准溶液通过碱式滴定管滴到加有 2 滴酚酞指示剂的 20.00 mL 食醋溶液中,直至溶液呈淡红色 30 s 内不褪色,即达到滴定终点.由于食醋自身所含色素的干扰,加上人眼对溶液颜色的观察存在误差,致使达到滴定终点时的淡红色很难得到正确判断,从而导致总酸度的测定结果产生较大误差。

  2 改进后的测定方法--电位滴定法
  
    由于指示剂法测定食醋总酸度存在滴定终点颜色难判断的缺点,为了减小误差,有必要对原测定方法进行改进。经实验教学团队成员集体备课讨论与课下改进研究,笔者寻找出解决以上不足的新测定方法--电位滴定法。

  2.1 测定原理
  电位滴定法是在滴定过程中通过测量电位变化以确定滴定终点的方法。使用不同的指示电极时,电位滴定法可以进行酸碱滴定、氧化还原滴定、配合滴定和沉淀滴定。本实验属于酸碱滴定范畴,分别采用 pH 玻璃电极作指示电极,饱和甘汞电极作参比电极。进行电位滴定时,被测溶液中插入参比电极和指示电极组成工作电池,用酸度计测量该电池的电动势,随着滴定剂的加入,被测物与滴定剂发生反应,被测离子浓度不断变化,指示电极的电位也相应地改变,在等当点附近发生电位突跃,由加入的滴定剂体积 V 和测得的电池电动势 E,可绘制 E - V 或ΔE/ΔV - 曲线,由曲线确定滴定的终点,被测成分的含量可通过达到终点时所消耗滴定剂的量来求算。

  2.2 所需物品
  2.2.1 仪器
  pHS-3CW 微机型酸度计 1 台、HJ-1 型磁力搅拌器 1 台、磁子 1 个、100 ml 烧杯 1 个、50 ml 烧杯 2 个、25 ml 碱式滴定管 1 支、20 ml 移液管 1 支、10 ml 吸量管 1 支、 洗耳球1 个、100 ml 容量瓶 1 个、胶头滴管 1 个、100 ml 量筒 1 个
  
  2.2.2 试剂
  0.1000 mol/L NaOH 标准溶液、食醋试样、饱和 KCl、pH = 4.00 和 pH = 6.86 的标准缓冲液
  
  2.2.3 一次性消耗品
  滤纸条、坐标纸、标签纸
  
  2.3 实验步骤
  2.3.1 稀释食醋试样
  移取食醋试样 10.00 ml 于 100 ml 容量瓶中,加蒸馏水定容至刻度线,摇匀备用。

  2.3.2 校准酸度计
  酸度计长期未用、更新电极或第一次使用时,在测量前,必须对其进行校准。针对本实验,酸度计的具体校准方法如下:

  (1)接通电源,按 ON 键开机。

  (2)按 ℃ 键,设定温度数值。

  (3)按 CAL 键,屏幕显示 “CAL7 - 4”.如出现 “CAL7 - 9”,按 < 键转换。

  (4)用蒸馏水将电极洗净,用滤纸吸干电极上的水珠。将电极插入 pH=6.86 的标准缓冲溶液中。

  (5)按 CAL 键,等待 15 秒左右,屏幕出现设定温度值下的 pH.按 CAL 键,确认数值。(注意按 CAL 键时电极不能从校准溶液中取出。)仪器将提示下一个需要使用的溶液。

  (6)将电极在蒸馏水中洗净,用滤纸吸干电极上的水珠,将电极插入 pH=4.00 的标准缓冲溶液中。

  说明:当电极从 pH=6.86 的标准缓冲溶液中取出并在蒸馏水中清洗时,仪器由于识别不到 pH=4.00 的标准缓冲溶液,将出现出错报警。这不是故障,只要将电极置入 pH=4.00 的溶液中仪器即恢复正常。

  (7)等待 15 秒左右,屏幕出现设定温度值下的 pH.按 CAL 键,仪器自动显示电极斜率并进入 pH 测量状态,校准完毕。

  2.3.3 电位滴定法测定食醋总酸度

  (1)安装仪器,组建工作电池
  将 100ml 烧杯放在磁力搅拌器的磁盘上,向杯中加入 20.00 ml 食醋试样的稀释液、60 ml蒸馏水和搅拌磁子,将酸度计的电极洗净吸干水后,插入杯内的溶液中,按酸度计的 mV 键,转入 mV 测量状态。

  (2)确定突跃范围
  开启磁力搅拌器,待电动势稳定后记录 E 值,用 0.1000 mol/L NaOH 标准溶液滴定杯内的食醋溶液,每加入 1.00 ml NaOH 标准溶液,记录对应的电动势 E 一次,直至 NaOH标准溶液消耗 25 ml 左右停止电位滴定。初步确定电动势 E 的突跃范围。

  (3)确定电位滴定终点
  重复步骤 2.3.3.2,在突跃范围内,改成每加入 0.1000 mol/L NaOH 标准溶液 0.10 ml,记录对应的 E 值一次。突跃后,恢复每加 NaOH 标准溶液 1.00 ml,记录一次对应的 E 值。利用测得的实验数据,绘制Δ E/Δ V - 曲线,找出滴定终点对应的 NaOH 标准溶液的消耗体积。

  2.4 数据处理
  食醋中的总酸度用醋酸表示,按下式计算其质量浓度(g/L):【1】
论文摘要
  
  3 注意事项
  
  3.1 规范使用碱式滴定管,滴定前要赶净气泡,滴定时不可产生气泡。

  3.2 为防止 CO2干扰测定,稀释食醋试样的蒸馏水应经过煮沸。

  3.3 注意突跃前后及突跃时所滴加的 NaOH 标准溶液的体积。

  3.4 酸度计电极下端的玻璃泡极薄,不可触碰硬物,一旦破裂,会完全失效,用时应小心。

  3.5 必须按实际滴入的 NaOH 标准溶液的体积记录对应的 mV 值。

  4 结论
  
  利用电位滴定法对“食醋中总酸度的测定”实验进行了改进研究,解决了用指示剂法测定有色食醋溶液滴定终点颜色难判断的问题,提高了滴定终点的灵敏度和测定结果的准确性。

  参考文献
  [1] 董顺福,韩丽琴,赵文秀,等。医药学大学化学实验[M].长春:吉林科学技术出版社, 2009:159-160.
  [2] 杨晓萍,丁润梅。食醋(普通)中总酸含量测定方法的改进[J].石油化工应用,2007,26(3):68-69.

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