變色酸法如何測(cè)定白酒中的甲醇
關(guān)鍵詞： 吸光度
摘要：
對(duì)白酒中甲醇的快速檢測(cè)方法作了研究表明，甲醇在酸性磷酸溶液中被氧化生成甲醛，在濃硫酸作用下，甲醛與變色酸結(jié)合生成藍(lán)紫色絡(luò)合物，通過(guò)吸收光譜掃描確定572nm為吸收峰，建立以濃度為橫坐標(biāo)、吸光度值為縱坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，探討了氧化時(shí)間、氧化劑用量、反應(yīng)溫度、硫酸濃度等反應(yīng)條件參數(shù)，對(duì)瀘州老窖和高梁酒作了樣品檢測(cè)。
1：前言
甲醇是白酒中對(duì)人體有毒有害的物質(zhì)，國(guó)標(biāo)中規(guī)定甲醇的含量不能超過(guò)0.4 mg/ml，近年來(lái)因用工業(yè)酒精勾兌白酒造成白酒中的甲醇含量超標(biāo)，引起的中毒事件時(shí)有發(fā)生。因此，對(duì)白酒中甲醇含量的快速檢測(cè)顯得十分重要。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)甲醇的危害及甲醇的檢測(cè)方法均有研究。國(guó)內(nèi)作為白酒的生產(chǎn)和銷(xiāo)售的大市場(chǎng)，對(duì)白酒中甲醇的檢測(cè)，尤其是快速檢測(cè)非常重視。目前的白酒中甲醇的檢測(cè)方法包括：氣相色譜法、鉻變酸比色法、肼法、品紅—亞硫酸比色法、變色酸比色法。氣相色譜檢測(cè)靈敏度高，但需要昂貴的儀器設(shè)備和較高的分析檢測(cè)費(fèi)用，鉻變酸比色法線性范圍較小，肼法試劑用量大，且肼毒性較強(qiáng)。品紅亞*比色在水浴中的時(shí)間較長(zhǎng),且該方法的檢測(cè)限度為200ug/ml,檢測(cè)限度過(guò)高,不利于檢測(cè).變色酸法檢測(cè)時(shí)間較短,反應(yīng)靈敏,檢測(cè)下限低.因此以此為基礎(chǔ)對(duì)該方法進(jìn)行進(jìn)一步研究。
2：實(shí)驗(yàn)部分
2.1：儀器與試劑
，型號(hào)：
—磷酸溶液：稱(chēng)取3g，加入15ml磷酸（85%）與70ml水的混合液中，溶解后加水至100ml。
草酸硫酸溶液：稱(chēng)取7克含2分子水的草酸，溶解于硫酸中至100ml。
變色酸顯色劑：稱(chēng)取0.100g變色酸溶解于20ml蒸餾水中，如未溶解，過(guò)濾除去沉淀。
甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱(chēng)取1.000g甲醇。置于100ml容量瓶中，加水稀釋至刻度（10mg/ml）。
甲醇標(biāo)準(zhǔn)使用液：吸取10.0 ml甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于100ml容量瓶中，加水至刻度（1.0mg/ml）。
2.2：實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1：原理
甲醇在酸性磷酸溶液中，易被氧化，生成甲醛： 所生成的甲醛在濃硫酸溶液中與變色酸結(jié)合，呈藍(lán)紫色。其呈色強(qiáng)度與甲醇含量成正比。過(guò)量的可能產(chǎn)生紫色干擾，因此要用硫酸草酸還原溶液去除。
2.2.2：實(shí)驗(yàn)操作
用移液管吸取不同濃度的甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液5ml于試管中，搖勻，加入0.5ml，氧化5分鐘，再加入草酸硫酸溶液除去過(guò)量，去除紫色干擾。當(dāng)顏色消失后再加入1—2滴草酸硫酸溶液，然后依次加入0.5%變色酸1ml，4ml濃硫酸，加入濃硫酸時(shí)應(yīng)注意緩慢加入，以防止分層.沸水浴中加熱10分鐘。
3：結(jié)果與討論
3.1：甲醇、甲醛、甲酸
圖1:甲醇、甲醛、甲酸全光譜的疊加
從圖1中可以看出，300nm—900nm時(shí)，其掃描曲線是一致的?；緵](méi)有吸收。300nm以下，甲醇和甲醛的吸光度依舊下降，甲酸則出現(xiàn)吸光度增加，在210nm處達(dá)到吸收峰。以此可以定性檢測(cè)氧化時(shí)是否出現(xiàn)甲酸。
3.2：吸收峰所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的確定
圖2:反應(yīng)產(chǎn)物吸光度掃描
從圖2可以看出，吸光度在波長(zhǎng)為572nm時(shí)達(dá)到值，可以確定該吸光度所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為572nm。在該波長(zhǎng)下測(cè)定的吸光度最準(zhǔn)確。
3.3：標(biāo)準(zhǔn)曲線
上面已經(jīng)確定了變色酸法生成物質(zhì)在572nm處有吸收峰，因此在該波長(zhǎng)處測(cè)定該物質(zhì)的吸光度。先配制已知濃度為10ug/ml、50ug/ml、100ug/ml、150ug/ml、200ug/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)后，將最后的產(chǎn)物在紫外光度儀下進(jìn)行掃描、測(cè)量。
圖3:光譜掃描圖
表1:標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制數(shù)據(jù)記錄表
濃度（ug/ml） | 10 | 50 | 100 | 150 | 200 |
A值（吸光度） | 0.07 | 0.329 | 0.592 | 0.821 | 1.015 |
圖4:標(biāo)準(zhǔn)曲線
3.4：氧化時(shí)間
圖5:光譜掃描圖
現(xiàn)配置濃度為100ug/ml的溶液，按照過(guò)程依次加入反應(yīng)物質(zhì)，只是氧化時(shí)間分別為3min、5min、7min、9min、12min，經(jīng)過(guò)反應(yīng)后測(cè)定產(chǎn)物吸光度、掃描。從上圖可以看出，該反應(yīng)氧化5min時(shí)達(dá)到吸收值，且在210nm處沒(méi)有出現(xiàn)吸收峰，可定性認(rèn)為沒(méi)有甲酸生成。
表2:氧化時(shí)間曲線繪制記錄表
氧化時(shí)間（min） | 0 | 3 | 5 | 7 | 9 | 12 |
A（吸光度） | 0 | 0.726 | 0.805 | 0.761 | 0.696 | 0.796 |
圖6:氧化時(shí)間曲線
3.5：氧化劑用量
先配制濃度為50ug/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后按氧化劑用量為0.1ml、0.3ml、0.5ml、0.7ml、0.9ml分別加入各管，氧化時(shí)間為5min，然后依照過(guò)程反應(yīng)，最后在572nm處測(cè)定其吸光度。從上面的曲線可以看出，當(dāng)氧化劑用量為0.5ml時(shí)吸光度達(dá)到。
表3:氧化劑用量曲線測(cè)定數(shù)據(jù)記錄表
外界條件及不變因素 | 50ug/ml 沸水浴100℃ 室溫18℃ |
氧化劑用量（ml） | 0 | 0.1 | 0.3 | 0.5 | 0.7 | 0.9 |
A值（吸光度） | 0 | 0.340 | 0.559 | 0.659 | 0.626 | 0.529 |
圖7:氧化劑用量曲線
3.6：反應(yīng)溫度
配制50ug/ml、100ug/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液各四支，然后通過(guò)過(guò)程進(jìn)行反應(yīng)，最后將各反應(yīng)依次在100℃（沸水?。?0℃（恒溫水?。?8℃（室溫）、2℃（冰?。┲羞M(jìn)行反應(yīng)，10min后，沸水中的變成深紫色，恒溫水浴變成紫色，室溫下變成淡紫色，冰浴中為淡黃色。1h后，室溫、恒溫水浴中的顏色變深，但可用目視比較，比沸水浴的淺，冰浴中的幾乎不變顏色。因此選用100℃（沸水?。┻M(jìn)行反應(yīng)。
3.7：硫酸濃度
配制1+2、1+5的硫酸，然后在用標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)，加入硫酸時(shí)換成1+2、1+5和濃硫酸，經(jīng)過(guò)10min沸水浴后，可以看到：加入濃硫酸變成紫色，而加入1+2、1+5的硫酸依然為淡黃色。顏色沒(méi)有顯著變化。沸水浴半小時(shí)，顏色依舊沒(méi)有變化。所以采用濃硫酸進(jìn)行反應(yīng)。
3.8: 結(jié)果分析
通過(guò)對(duì)以上因素的探討，對(duì)用變色酸法測(cè)甲醇含量做出了改進(jìn)，改進(jìn)后的方法如下：白酒中的甲醇在酸性磷酸環(huán)境下，用氧化5min，草酸硫酸溶液去除的紫色干擾，再向試管中加入1ml變色酸，搖勻。沿壁緩慢加入4ml濃硫酸。最后在沸水浴中10min.取出冷卻后測(cè)定吸光度值。注意：變色酸要現(xiàn)配現(xiàn)用，要保存在棕色瓶中，放置時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。
4: 樣品測(cè)定
在純甲醇中加入乙醇后作校對(duì)，由于沒(méi)有無(wú)甲醇的乙醇，因此利用甲醇標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行檢測(cè)換算，只加乙醇的吸光度為0.219，利用公式y(tǒng) = 0.0049x + 0.0609，其甲醇為32ug/ml。修正后標(biāo)準(zhǔn)曲線
表4:標(biāo)準(zhǔn)曲線修正數(shù)據(jù)表
濃度（ug/ml） | 32 | 42 | 82 | 132 | 182 | 232 |
吸光度（Abs） | 0.219 | 0.223 | 0.259 | 0.313 | 0.37 | 0.437 |
圖8:修正后標(biāo)準(zhǔn)曲線
此時(shí)通過(guò)公式y(tǒng)=0.001x+0.176，可計(jì)算甲醇被稀釋后的含量。要求原酒中含量，再乘以稀釋倍數(shù)。對(duì)瀘州老窖和高粱酒中甲醇的平行測(cè)定,取其平均值瀘州老窖甲醇濃度為24ug/ml, 高粱酒中甲醇濃度為22ug/ml。再乘以稀釋倍數(shù)10,則瀘州老窖原酒中甲醇濃度為240ug/ml, 高粱酒原酒中甲醇濃度為220ug/ml.低于國(guó)標(biāo)中規(guī)定的0.4mg/ml,因此這兩種白酒合格。
表5:樣品測(cè)定數(shù)據(jù)記錄表
| 瀘州老窖（45度） | 高粱酒（60度） |
測(cè)定次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 |
Abs | 0.195 | 0.207 | 0.198 | 0.195 | 0.198 | 0.201 |
稀釋后樣品濃度(ug/ml) | 19 | 31 | 22 | 19 | 22 | 25 |
酒中甲醇平均濃度(ug/ml) | 240 | 220 |
結(jié)論 | 合格 | 合格 |
5：結(jié)論
通過(guò)對(duì)變色酸法測(cè)定白酒中甲醇的研究,對(duì)現(xiàn)有的方法進(jìn)行了優(yōu)化:氧化時(shí)間定為5min、氧化劑用量為0.5ml、反應(yīng)溫度為100℃、硫酸濃度為98%。上述條件的改進(jìn)有助于提高實(shí)驗(yàn)的精確度和增加實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性。
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