华师 分析化学开放设计性实验报告

分析化学开放设计性实验报告
——EDTA 络合滴定法测定不同品质牛奶中钙含量
(致亲爱的华师师弟师妹们，分析化学记得好好学哦)
摘要：本实验采用EDTA 络合滴定法测定了不同品质牛奶中的钙含量。

结果表明: 伊利高钙奶钙含量最高(125.30mg/100ml), 晨光鲜牛奶钙含量最低(98.78 mg/100ml)，另外有风行鲜牛奶钙含量为(117.98mg/100ml)，伊利纯牛奶钙含量为(103.38mg mg/100ml)，
关键词：牛奶; 钙含量; EDTA络合滴定法
1、前言：
钙是人体的生命之源，是人体含量最丰富的无机元素，总量超过1千克，有人体“生命元素”的美誉。

人体中的钙99％沉积在骨骼和牙齿中，促进其生长发育，维持其形态与硬度；l％存在于血液和软组织细胞中，发挥调节生理功能的作用。

而缺钙，导致骨质疏松、骨质增生、儿童佝偻病、手足抽搐症以及高血压、肾结石、结肠癌、老年痴呆等疾病的发生。

因此,补钙越来越被看重为人们，而喝牛奶是补钙最常见的方式之一。

市场上出售的牛奶中钙含量大约在100-125mg/100ml。

测定牛奶中钙的含量含量方法包括:EDTA滴定法、高锰酸钾滴定法、火焰原子吸收光谱法，荧光法等。

其中高锰酸钾滴定法属于间接滴定法，步骤比较繁琐，火焰原子吸收光谱法和荧光法测定条件较高，不易于操作，而EDTA滴定法属直接滴定法，所用仪器普通易得, 成本低廉, 分析时间短, 操作简单, 条件要求不高。

目前，常用的预处理方法有干式灰化法（干法）、湿式消化法（湿法）、直接酸溶法等。

故本实验将采用EDTA络合滴定法测定牛奶中钙含量，并用干式灰化法处理牛奶。

2、试验原理：
EDTA 与金属离子配位反应具有广泛性, 生成的配合物稳定、颜色明显, 易判断滴定终点, 并且是1:1 配位, 没有分级现象。

本实验中调节 pH=9~10,滴定前向样品中加入指示剂铬蓝黑, 它先与 Ca2+生成红色络合物, 反应式为: Ca2++In2-─CaIn(红色)。

当在样品中滴入 EDTA 溶液时, EDTA 首先与溶液中未络合的 Ca2+反应生成无色络合物, 其反应式为:Ca2++Y2-→CaY(无色)。

因为钙与指示剂形成的络合物不如钙与 EDTA 形成的络合物稳定, 所以过量的滴定
液便能夺取红色络合物中的 Ca2+而使钙指示剂游离还原为原来的形态, 于是溶液中红
色又变为蓝色, 即达到终点。

其反应式为: CaIn+Y2-→CaY+In2-, 其中 In2---代表指示剂: Y2---代表 EDTA 二钠。

干式灰化法处理牛奶中的钙，高温蒸发牛奶中的水分至溶液浓稠，采用电
炉炭化以及马弗炉灰化除去样品的所有有机物，剩下钙与少量其它不参与滴定
反应的无机盐。

3、仪器与试剂：
3.1仪器：分析天平、马弗炉、电热恒温鼓风干燥箱、碱式滴定管、酸式滴定管、烧杯（100 mL）、表面皿、量筒（10ml）、容量瓶（200ml和100ml）、可调式电炉、坩埚、漏斗与滤纸、锥形瓶（250ml）、台式天平、移液管（20ml）、棕色瓶、聚乙烯瓶、酒精灯。

3.2试剂:
1, Zn 标准溶液: 用分析天平准确称取 0.1328 g 的纯金属锌于 100 mL 烧杯中, 盖上
表面皿, 同时用量筒量取 5 mL 蒸馏水和 5 mL HCl(6 mol / L)配制成 10 mL(1+1)HCl 溶液, 将其慢慢加入放有纯金属锌的烧杯中, 待完全溶解后, 用水冲洗表面皿和烧杯内壁, 将溶液转入 200 mL 容量瓶中, 用水稀释至刻度, 摇匀;
2,20%六次甲基四胺溶液: 称取 20 g 六次甲基四胺固体粉末于烧杯中, 加适量蒸馏水微热溶解, 冷却后将其转入100 mL 容量瓶中, 加水稀释至刻度, 摇匀;
3,二甲酚橙指示剂: 在分析天平上称取 0.500 0 g 二甲酚橙, 溶于100 mL 水中, 将其转入棕色瓶中, 加盖, 摇匀;
4,铬蓝黑指示剂: 分析天平上称取 0.1000 g 铬蓝黑溶于 5mL 浓氨水, 再加 20 mL 无
水乙醇, 将其转入棕色瓶中, 加盖, 摇匀;
5，EDTA溶液：台式天平上称取 1.86g左右 EDTA二钠盐，加水，温热溶解，冷却后加入聚乙烯瓶中。

6，饱和醋酸铵溶液
7，HCl溶液（2mol/L）
8,四种牛奶(市售)：盒装晨光鲜牛奶、盒装伊利高钙奶、盒装伊利纯牛奶、盒装风行鲜牛奶
4、操作步骤
4.1、EDTA 溶液浓度的标定：
将洁净碱式滴定管用 EDTA 润洗 2 ~3 次, 将EDTA 溶液加入滴定管中, 记下读数。

用 Zn 标准液润洗后的移液管, 平行移取 20.00 mL Zn 标准液于 3个锥形瓶中, 并分别在锥形瓶内加入 1 ~2 滴二甲酚橙指示剂。

滴加 20% 六次甲基四胺溶液至溶液呈现稳定的紫红色后, 再多加 5 mL 。

用EDTA滴定至溶液由紫红色变为亮黄色为终点。

平行滴定3次，取平均值，计算溶液的准确浓度。

4.2、样品钙含量分析
4.2.1样品中钙的处理：
取 4个干燥烧杯, 编号后称重m a、m b、m c、m d。

将 4份样品分别移取 100 mL 于4个烧杯内, 记录样品名称与对应编号，并称重、记录。

将样品置于酒精灯上蒸发至粘稠状, 停止加热, 待冷却至室温后称重m a1、m b1、m c1、m d1。

转移包叠好约1/4样品的滤纸到对应编号的坩埚中, 再次称量烧杯的质量m a2、m b2 、m c2、m d2.将样品放于电热恒温干燥箱烘干, 然后在可调式电炉上先小火炭化至无烟, 再移入马弗炉 550 ℃ ~ 600 ℃灰化1 ~ 2 h, 灼烧为固体粉末。

4.2.2滴定样品中钙的含量：
将灼烧后的样品转移到烧杯中, 用蒸馏水洗涤坩埚 3 ~~ 4 次, 将洗液一并转移入烧杯中, 再加入 2 mol/L HCl 溶液, 使其完全溶解,调节溶液pH≈4。

向烧杯中加入过量饱和(NH4)2C2O4溶液, 约 10mL, 充分搅拌后过滤。

用 2mol / L HCl 溶液洗涤漏斗中的沉淀及滤纸 4~~6 次, 并将洗液转移入250mL 锥形瓶中, 加适量水, 滴加 2 mol /L NH3·H2O溶液, 调节溶液 pH = 9 ~ 10再滴加 4 ~~ 5
滴铬蓝黑指示剂, 用 0.02 mol/L EDTA 标准溶液滴定至溶液由紫红色恰变为蓝色, 即为终点。

平行测定 3 次,根据消耗EDTA的体积计算出被滴定的钙的含量及每100ml牛奶中钙的含量
5、数据处理
5.1 基准物质锌粒的称量
C Zn2+=(0.1368G÷65.39g/mol)/0.1L=0.02092mol/L
5.2 EDTA溶液浓度的标定（基准物质：Zn）
C EDT A=( C z n﹒v zn) / v EDT A
5.3 牛奶中钙含量的分析
5.3.1、伊利高钙奶粘稠液的总质量：23.9g
5.3.2、伊利纯牛奶粘稠液的总质量：22.7g
5.3.3、风行鲜牛奶粘稠液的总质量：21.6g
5.3.4、晨光鲜牛奶粘稠液的总质量：19.8g
四种品种牛奶中的钙含量
相对偏差为: 0.0734% ~ 0.103%, 方法准确可靠。

在实验中应注意：
A,把牛奶蒸发至浓稠过程中，必须不断搅拌溶液，避免样品部分烧焦粘着杯底，浓稠程度必须适中均匀，不能成块，转移过程中必须小心。

样品是否能处理得好是实验成败的关键所在。

B,pH 值控制是 EDTA 滴定时的重要条件,所以在实验过程中必须注意调节pH，使其落在可以准确滴定钙离子的指定范围内。

7、结论：
不同品牌、不同品质的牛奶中含钙量各不相同，我们应该根据自身状况来选择适合自己的牛奶进行合理补钙。

8、参考文献：
[1]分析化学实验/汤又文主编. —北京：化学工业出版社，2007.12：53-54，57-60.
[2]现代分析化学实验/姚思童，张进主编. —北京：化学工业出版社，2008.1：46-50，52-53.
[3] 王喜明, 刘玉欣, 常凤启, 等. 滴定法测定保健食品中的钙[J]. 中国卫生检验杂志, 2006, 16(6): 754 - 755.
[4]中国国家标准管理委员会. 食品中钙的测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2003.
[5]杨润泉, 杨学芬, 曾波. EDTA 容量法测定饲料级磷酸三钙中的钙含量[J]. 云南化工, 2004, 31(1): 30 - 31.
[6]中国国家标准管理委员会. 食品中钙的测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2003.。