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    淀粉磷酸酯中磷的含量测定方法较多,有重量法、原子吸收法、容量法、分光光度法、电位滴定法等。其中,重量法、容量法和分光光度法较常用。 (-)样品准备

在测定前需要将淀粉磷酸酯中的游离磷洗涤除去。低取代度的在室温水中不膨胀的样品可用蒸馏水进行洗涤;对在室温水由膨胀性大的试样(高取代度的),可用2.5%~3.0%NaCl溶液洗涤,或用7:3甲醇溶液或乙醇溶液进行洗涤。洗涤后烘干待用。

(二)测定步骤

1.重量法

适用于试样中总磷及高取代度试样的结合磷的直接测定。

首先取淀粉磷酸酯样品适量,灼烧后将残余灰分溶于稀酸中,使其转变成正磷酸盐。如量较大,可让它形成[Mg(NH4)PO4]沉淀,然后过滤,燃烧除去滤纸,恒重称量。最后通过换算得出磷的含量:

式中m1——灼烧后残渣质量(g)

m——称样质量(g)

也可让它们形成其他沉淀,如磷钼酸铵沉淀[(NH4)PO4·12MoO3·6H2O]。

2.原子吸收(石墨炉)法

用含 Ni [以 1%Ni(NO3)2的溶液加入]的 4mol/L HCI将颗粒状或糊状淀粉水解,其目的是使炭化过程中磷保持稳定。然后加入磷(以NaH2PO4形式)的标准溶液混匀后过滤,并用石墨炉原子吸收法分析滤液。用Ar作清洗气体,温度90℃,加热50s使之干燥,升温至1400℃炭化30s,2700℃原子化2.5s,在21.36km检测。磷的标准曲线范围为 10~100μg/ml,检测限为3μg/ml,加入磷的回收率为93%~105%。一般干燥玉米淀粉含磷约为0.017%。

3.容量法

(1)电位滴定法 这种方法多用于磷酸酯的分析,简便快速。

①原理:淀粉磷酸单酯含有两个酸式基团,而这两个基团的结构是截然不同的。第一基团存在于颗粒物表面,因而很不稳定。当酸洗或用离子交换树脂充分处理后,便可直接用标准碱溶液定量滴定;第二基团处于颗粒物内部,所以不易被滴定,但如果使淀粉胶化,其空间结构受到破坏,也可以滴定。这两个基团的滴定曲线与H3PO4近似。第一滴定终点在pH5.0左右,第2滴定终点为8.7。所用指示剂为麝香草酚兰和酚酞。

值得注意是不同淀粉,终点会有不同的变化。 ②样品准备:

i酸洗:在0.l mol/L的HCl溶液中加入500g淀粉磷酸酯,混匀成乳浊液,搅拌几分钟后,用布氏漏斗过滤,用酸洗至滤液用草酸铵检验无 Caˉ离子为止。将滤渣转移至蒸馏水中,再过滤,用蒸馏水洗至无Clˉ 离子为止(用AgNO3检验),取出,室温空气下干燥。

ii离子交换:将500g用上述方法处理过的样品分散在1 L水中使成乳浊液,加入100g已洗涤、过筛的离子交换树脂,缓慢搅拌,以防树脂破裂。搅拌时间视不同树脂而定,如用 IR- 1200—H需4h。然后用 100目的不锈钢筛网滤去树脂,重复上面步骤,将淀粉在室温下空气中干燥。 iii 胶化、离子交换:将20g含有一定湿度的淀粉分散于200ml蒸馏水中,然后倒入 300ml沸水中加热使之胶化。搅拌 5min后,通入N2气,冷却至25℃。加入20g离子交换树脂(如IR-120-H)处理4h。用布氏漏斗过滤,将滤液转至 4L烧坏中稀释至3500ml,加热5min,除去CO2,冷却。

③样品分析:

i颗粒状样品的滴定:取20g含有一定湿度的酸性淀粉样品〔见本法“样品准备中的i、ii”],分散至400ml煮沸过的蒸馏水中,放入磁力搅拌磁子,烧杯用塑料膜盖上,插入滴定管和玻璃电极,通入N2气,用 0.01mol/L NaOH标准溶液滴定至pH为 9.8,滴定过程中不断搅拌。绘出pH~V NaOH的滴定曲线。

ii胶状淀粉滴定:将已胶化过的淀粉(见本法“样品准备中的iii”)用塑料膜盖好,通入N2气,插入一个大的搅拌棒、滴定管及玻璃电极,用0.lmol/L的NaOH滴定。

④数据处理:通过作图法,找出与滴定终点相应的NaOH体积,并用物质量相等的公式计算出淀粉磷酸酯中磷的含量。

式中 cNaOH——— NaOH标准溶液浓度(mol/L)

30.97——磷的摩尔质量(g/mol)

VNaOH——样品消耗NaOH标准溶液体积(ml)

m样——试样质量(g)

(2)喹钼柠酮法

①游离磷的测定:将2g试样用稀盐酸溶解后,定量转移至250ml容量瓶中,充分摇动5min,稀释至刻度,摇匀,过滤待用。

用移液管吸取以上滤液50~100ml(视磷含量而定)于烧杯中,加 HNO3 5ml,用水稀释至约 120ml。加热煮沸约 5min,用 30ml喹钼柠酮沉淀。继续煮沸,并在低温保持片刻,待沉淀与溶液分清时,取下冷却,中间搅拌l~2次。用脱脂棉过滤,以倾滗法洗涤沉淀3~4次。将沉淀转移到漏斗上,继续用水洗至滤液不呈酸性(取约 20ml滤液,加 1滴混合指示剂和 1滴NaOH溶液,所呈颜色与处理同体积蒸馏水颜色相同为止。或用广泛pH试纸检查)。将黄色沉淀与棉花一起洗进原烧坏中,加入过量(约 5ml)NaOH标准溶液至沉淀完全溶解,加水稀释至 150ml,加 0.5ml混合指示剂,再以标准HCl溶液滴定过量的标准碱。

②总磷测定:称取1~1.5g试样置于50ml凯氏瓶中,加入15mlH2SO4-HNO3,并在瓶口上置一短颈漏斗,在电炉上先低温后高温加热,使瓶内液体沸腾,直至液体变成无色,若溶液出现的黑色或暗棕色不退,则可逐步加入数滴硝酸,至消化进行到液体清亮。冷却后,转移入250ml容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。吸取 50~ 100ml溶液于烧杯中,加水至约 120ml,煮沸、沉淀与游离磷测定操作相同。

③结果计算:

式中 0.001191—每毫摩尔磷相当的克数(g/mmol)

结合磷=总磷一游离磷

中 162——淀粉分子中每个葡萄糖残基的质量(g)

30. 974——磷的摩尔质量(g/mol)

K1——游离磷换算成磷酸盐的系数,如以磷酸—钠计,则

K1=3.8734

K2——游离磷换算成结合磷酸酯基团的换算系数(以磷

酸一钠计),3.2922

酯化度 VG= 1/DS

(3)铈量法

Ce 在0.25~0.3mol/L H2SO4介质中定量地沉淀为淡黄色磷酸铈,溶液中过量Ce 以二苯胺磺酸钠为指示剂,用亚铁盐溶液直接回滴。

实验方法:准确称取一定量的淀粉磷酸酯样品(约含2~10mg磷)于凯氏烧瓶中,消化后(或在高温炉中灰化后用稀酸溶解),转移至250ml锥形瓶中,加水使溶液体积为10~15ml,调整pH至l~2,加热至70~80℃,边摇动边从滴定管加入0. 02mol/L硫酸铈标准溶液 〔8.0862g Ce(SO4)2·4H2O,用 0.5mol/L H2SO4溶解并稀释至 1L〕,待沉淀完全,上层清液呈金黄色时,再过量加入3~4ml,这时溶液酸度为0.5~0.6mol/L。在沸水浴上加热10min,冷至室温,加水至原体积的2倍,使酸度为 0.2~0.3mol/L。为防止磷酸铈沉淀氧化亚铁,必须加热,使沉淀熟化并降低酸度,这样就不需过滤即可实现铈(Ce )的回滴。向经加热熟化过的溶液,加入 3滴 1%二苯胺磺酸钠,用 0.02mol/L硫酸亚铁铵〔7.8426g(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O用0.5mol/LH2SO4溶解并稀释至1L〕标准溶液回滴至溶液红紫色刚消失即为终点。记下消耗的硫酸亚铁铵的体积,计算磷的含量。如沉淀干扰终点判断,可加 CCl4覆盖,使颜色变化清晰。

式中 c1——硫酸铈标准溶液的浓度(mol/L)

V1——硫酸铈标准溶液的体积(ml)

c2——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L)

V2——回滴硫酸铈标准溶液消耗的硫酸亚铁铵标准溶液体

积(ml)

m样——样品的称样质量(g)

3/4——反应换算系数

30. 97——磷的摩尔质量(g/mol)

(4)分光光度法

①磷钼钒酸法:

i此法用以测定有机及无机物中磷含量的标准方法,测定淀粉中含磷量也常用此法。它不受那些干扰比色分析的离子影响,而且灵敏度较高,用 1cm比色皿可测 5~60μg/ml的磷。

ii试剂:

磷标准溶液:准确称取已在(105土0.2)℃烘箱干燥lh的磷酸二氢钾0.4395g溶于水中,定量转移至100ml容量瓶并稀释至刻度,摇匀。lml含磷0 lmg。

0.25%钒酸铵溶液:在600ml的沸水中加入2.5g偏钒酸铵,冷至 60~70℃,再加入 20ml浓硝酸,冷至室温,用水稀释至1000ml。

5%铝酸铵溶液:将53.lg钼酸铵〔(NH4)6Mo7O24·4H2O〕用水溶解,稀释至 1000ml,贮于棕色瓶中。

iii样品分析:准确称取 10g淀粉磷酸醋样品,放入一坩埚中,用乙醇浸湿,炭化。炭化后的样品在马福炉中550℃灰化,冷却,沿壁加入10ml(1:2) HNO3,混合均匀,盖好。在100℃保持30min,使磷转变为磷酸后定量转移至 100ml容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度。如溶液混浊,需过滤后再稀释。

吸取20ml上述溶液于100ml容量瓶中,加入(l:2)HNO3, 0.25%钼酸铵和5%钼酸铵各10ml,用蒸馏水稀释至刻度,充分混合后室温放置2h。以试剂为空白,在460nrn处测吸光度

标准曲线:分别吸取 2、5、10、15、20、25ml标准磷溶液于100ml容量瓶中,测定操作同样品。绘制标准曲线,从标准曲线上求得待测样品中磷的量m(mg)。

iv计算

经改进后,此法的灵敏度提高8~10倍,测定范围为0. 5~7μg/ml。

②磷钼蓝法:

I原理:磷酸酯淀粉中所含的结合磷可用浓硫酸湿法消化分解,使其转化为磷酸,然后在强酸性及还原剂存在下,与钼酸铵反应生成磷钼酸铵,在被还原成蓝色的钼蓝,其蓝色的深浅也样品中含磷量成正比。

ii试剂

2%钼酸铵:溶解 10.6g试剂级4个结晶水的钼酸铵于 500ml蒸馏水中。

26%硫酸溶液:小心地将167ml试剂级浓硫酸加入833ml蒸馏水中,混匀。

5%抗坏血酸溶液:溶解 5.0g抗坏血酸于 100ml蒸馏水中,48h后需重新配制。

标准磷溶液:精确称取 0.4395g试剂级磷酸二氢钾溶于100ml蒸馏水中,定量转移至 1000ml容量瓶中,稀释至刻度,作为贮备液,磷含量为 0.lμg P/ml。

吸取10ml储备液于10ml容量瓶中,稀释至刻度,作为测定用标准溶液,磷含量为 10μg P/ml。

iii测定步骤

标准曲线:吸取 2.0、4.0、 6.0、 8.0和 10.0ml标准溶液,分别置于50ml容量瓶中,另一个50ml容量瓶做空白实验用。向每一容量瓶分别加入 2 6% H2SO4溶液 10ml,2%钼酸铵 5ml,每加一种溶液后摇匀。加蒸馏水,使总体积约为45ml,再加入2ml 5%抗坏血酸溶液,摇匀。将容量瓶放在沸水浴中煮 10min,在冷水浴中冷至室温,稀释至刻度,摇匀。以试剂作空白,在690nrn,用1cm比色皿测定吸光度,绘出吸光度与磷含量的曲线。

样品分析:准确称取淀粉磷酸酯样品0.5~1.0g于凯氏烧瓶内,加入浓硫酸 10~15ml,凯氏烧瓶上口放一小玻璃漏斗。在电炉上小心加热约1h,溶液颜色由黑色变成透明的红棕色时,再加入5ml 30%过氧化氢,继续消化至溶液变成无色透明。继续加热5min左右,使其消化完全。取出冷却,移入100ml容量瓶内,加水至刻度。吸取 1ml于 50ml容量瓶中,加入 10ml 26%硫酸溶液,5ml2%钼酸铵溶液,每次加入后摇匀。用蒸馏水稀释至约45ml,加 5%抗坏血酸溶液 2ml,混匀,在沸水浴中加热 10min,冷却后稀释至刻度。以试剂作空白,测定方法同上。从标准曲线可查出样品的磷量m(μg)。

iv结果计算

式中 V1——滴定样品时消耗0.05mol/L H2SO4标准溶液 的体积(ml)

V。——空白试验消耗0.05mol/L H2SO4标准溶液的体积