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用卡尔·费休法测定食品中水分

发布时间:2014-07-31 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1312

卡尔·费休(KarlFischer)法,简称费休法,属碘量法,被认为是最准确、最专一的测定水分的方法,对痕量水分也可以进行测定,被广泛应用于面粉、茶叶、砂糖、人造奶油、蜂蜜、乳粉等的检测中。卡尔·费休法不imj仅可测得样品中的自由水,而且可测出其结合水,此法所得结果能更客观地反映样品总水分含量。

费休法的基本原理是基于有定量的水参加的I2和SO2的氧化还原反应:

I2+S02+2H2O——H2SO4+2HI

上述反应是可逆的,要使反应顺利地向右进行,需要加入吡啶(C5H5N)和甲醇,则反应可以彻底进行:

C5H5N·I2+C5H5·SO2+C5H5N+H20——2C5H5N·HI+C5H5N·SO3

C5H5N·SO3+CH3OH—一C5H5N·HS04CH3

费休法的滴定总反应式可写为:

I2+SO2+3C5H5N+CH3OH+H2O——2C5H5N·HI+C5H5N·HSO4CH3

滴定操作终点,一是当用费休试剂滴定样品达到化学计量点时,再过量1滴,费休试剂中的游离碘即会使体系呈现浅黄或微弱的黄棕色,作为终点而停止滴定,此法适用于含有1%以上水分的样品,由其产生的终点误差不大;二是双指示电极安培滴定法,也叫永停滴定法,是将两枚相似的微铂电极插在被滴样品溶液中,给两电极间施加10~25mV电压,从滴定直至化学计量点前,体系中无游离碘,电极问的极化作用使外电路中无电流通过(即微安表指针始终不动),当过量1滴费休试剂滴入体系后,游离碘的出现使体系去极化,溶液开始导电,外路有电流通过,微安表指针偏转至一定刻度并稳定不变,即为终点,此法适宜于测定深色样品及含微量、痕量水分的样品。

1.测定步骤

准确称取样品0.3~0.5g(含水量以在20~40mg为宜)置于样瓶中,固体样品,如糖果等必须事先粉碎均匀。

在水分测定仪的反应器中加入50mL无水甲醇,使其完全淹没电极,并用卡休试剂滴定50ml。甲醇中的痕量水分,滴定至微安表指针的偏转程度与标定卡休试剂操作中的偏转情况相当,并保持1min不变时(不记录试剂用量),打开加料口迅速将称好的试样加入反应器中,立即塞上橡皮塞,开动电磁搅拌器使试样中的水分完全被甲醇所萃取,用卡休试剂滴定至原设定的终点并保持1min不变,记录试剂的用量(ml)。

2.计算结果

X= T×V/m*1000*100=T×V/10*m

式中X---样品中水分质量分数,%;

T---卡尔·费休试剂对水的滴定度,mg/mL;

V----滴定所消耗的卡尔·费休试剂体积,mL;

m----样品的质量,g。

3.仪器

卡尔·费休水分测定仪

4.试剂

(1)无水甲醇 含水量在O.05%以下。制备方法:量取甲醇约200ml,置于干燥圆底烧瓶中,加光洁镁条15g、碘O.5g,接上冷凝装置,冷凝管的顶端和接受器支管上要装上无水氯化钙干燥管,以防空气中水的污染。加热回流至镁条开始转变为白色絮状的甲醇镁,加入甲醇800mL,继续回流至镁条溶解。分馏,用干燥的抽滤瓶作接受器,收集64~65℃馏分备用。

(2)无水吡啶 含水量在0.1%以下,吸取吡啶200mL,置于干燥的蒸馏瓶中,加40ml。苯,加热蒸馏,收集11O~116℃馏分备用。

(3)碘 将固体碘置于干燥器内干燥48h以上。

(4)无水硫酸钠 自备。

(5)硫酸 自备。

(6)二氧化硫 采用钢瓶装的二氧化硫或用硫酸分解亚硫酸钠而制得。

(7)水一甲醇标准溶液 每毫升含lmg水,准确吸取1mL水注入预先干燥的1000mL容量瓶中,用无水甲醇稀释至刻度,摇匀备用。

(8)卡尔·费休试剂 称取85g碘于干燥的1L具塞的棕色玻璃试剂瓶中,加入670mL无水甲醇,盖上瓶塞,摇动至碘全部溶解后,加入270mL吡啶混匀,然后置于冰水浴中冷却,通入干燥的二氧化硫气体60~70g,通气完毕后塞上瓶塞,放置暗处至少24h后使用。

标定:预先加入50mL无水甲醇于水分测定仪的反应器中,接通仪器电源,启动电磁搅拌器,先用卡尔·费休试剂滴入甲醇中使其尚残留的痕量水分与试剂作用达到计量点,即为微安表的一定刻度值(45μA或48μA),并保持1min内不变,不记录卡尔·费休试剂的消耗量。再用10μL的微量注射器从反应器的加料口(橡皮塞处)缓缓注入10μA的蒸馏水(相当于O.01g水),此时微安表指针偏向左边接近零点,用卡尔·费休试剂滴定至原定终点,记录卡尔·费休试剂消耗量。

卡尔·费休试剂对水的滴定度T(mg/mL)

T=G*1000/V

式中G——水的质量,g;

V——滴定消耗卡尔·费休试剂的体积,mL。

5.注意事项

①本方法为测定食品中微量水分的方法,水分含量高且不均匀的食品不宜使用该方法。

②食品中含有氧化剂、还原剂、碱性氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硼酸等时,与卡尔·费休试剂所含的组分起反应,对测定结果有影响。

③固体样品细度以40目为宜。为防止水分在磨碎过程中损失,应该用破碎机处理样品,而不用研磨机。

④5A(1A一0.1nm)分子筛供装入干燥塔或干燥管中的干燥氮气或空气使用。

⑤无水甲醇及无水吡啶宜加入无水硫酸钠保存。

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