第二章 水分的测定

null第二章 水分的测定第二章 水分的测定第一节 概述 第二节 干燥法 第三节 卡尔费休法第一节 概述第一节 概述水的作用：没有水就没有生命，食品组成离不开水。 一、样品中水分的存在形式 1、自由水（游离水）——是以溶液状态存在的水分，保持水本身的物理性质，在被截留的区域可以自由流动，可结冰、可作为胶体和盐分的溶剂、化学反应及微生物生长。 2、亲和水—— 强极性基团单分子外的水分子层中的水，与弱极性基团以氢键结合的水，向外蒸发的能力弱，蒸发时较自由水吸附更多的能量。 3、结合水（束缚水）——与极性基团如羧基氨基羟基巯基以氢键结合的水，与糖分子结合的结晶水。结合力最大，难以以蒸发挥发，不能被微生物利用，不能作为溶剂null水分测定时，以自由水形态存在的水分在加热时容易蒸发，而亲和水和结合水难以蒸发。增加加热强度和时间则会导致化学反应，影响准确度； 所以水分测定时要在一定的温度、时间和其它规定的操作条件下进行。 样品中的固形物——指样品内将水分排除后的全部残留物，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽出物、灰分等。 固形物 (%) = 100 % － 水份（%）二 、水分测定方法的分类及原理 二 、水分测定方法的分类及原理 ① 直接法——利用水分本身的物理性质、化学性质测定水分。一般采用烘干、化学干燥、蒸馏、提取等方法去除样品中的水分，再通过称量等手段获得水分含量，分为：重量法、蒸馏法、卡尔·费休法。② 间接法——不去除水分，而利用样品的某些物理性质常数与水分含量存在的简单函数关系确定水分含量。 如测相对密度、折射率、电导率、介电常数等。直接法比间接法准确度高。水分测定注意要点水分测定注意要点预防操作中水分得失误差，减少空气暴露时间，减少样品处理产热引起挥发，干燥器 空气湿度对操作过程中水分散失的影响一 、概念和特点 一定温度和压力下，通过加热方式将样品中水分完全挥发，根据加热前后质量差计算水分含量的方法，包括直接干燥法、减压干燥法、红外线干燥法等 以原样重量 - 干燥后重量 = 水分重量 特点：费时长，操作简单，应用广一 、概念和特点 一定温度和压力下，通过加热方式将样品中水分完全挥发，根据加热前后质量差计算水分含量的方法，包括直接干燥法、减压干燥法、红外线干燥法等 以原样重量 - 干燥后重量 = 水分重量 特点：费时长，操作简单，应用广第二节 干燥法 二、干燥法的注意事项 二、干燥法的注意事项 1、干燥法的前提条件 ① 水分是唯一的挥发的物质，不含或含其它挥发性成分极微（挥发性有机物会造成误差）。 ②水分的排除情况要求很完全。含胶态物质多的样品误差大。 ③样品中其他组分在加热过程中发生化学反应引起的重量变化非常小，可忽略不计。组分分解，水解反应将引起较大误差。 2、操作条件的选择 包括：称量瓶、称样量、干燥设备、干燥条件 （1）称量瓶的选择 （铝制、玻璃） 玻璃称量皿——能耐酸碱，不受样品性质的限 制，使用范围广 铝制称量盒——导热性强，对酸性食品不适宜， 选择称量皿的大小要合适，一般样品≯1/3高度。称量瓶盖子： 称量瓶预处理：100度烘箱干燥至恒重，放干燥器中备用 称量瓶移动： 称量瓶/皿操作方法：称量皿放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁边，取出时先盖好盖子，用纸条或钳子取，放入干燥器内，冷却后称重。称量瓶盖子： 称量瓶预处理：100度烘箱干燥至恒重，放干燥器中备用 称量瓶移动： 称量瓶/皿操作方法：称量皿放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁边，取出时先盖好盖子，用纸条或钳子取，放入干燥器内，冷却后称重。null⑶ 干燥设备——烘箱 分对流型、强力通风型，真空型 对流烘箱：无风扇，空气循环缓慢，不同位置温差大，误差大 强力通风型：温差小于1度 真空型：有耐热钢化玻璃窗/门，空气进入烘箱有专门开关，达到压力平衡后才能开门 ⑷ 干燥条件⑷ 干燥条件干燥时间的确定： A. 干燥到恒重——最后两次重量之差 ＜ 2 mg 。 基本保证水分蒸发完全。 B. 规定一定时间——根据对象差异和经验，此法准确度要求不高时采用。干燥温度： 一般是 95～105 ℃；对含还原糖较多的食品应 先（50～60℃）干燥然后再105℃加热。。干燥器null三、直接干燥法（常压干燥法） （一） 原理： 在一定的温度（95～105℃）和压力（常压）下，将样品在烘箱中加热干燥，除去水分，干燥前后样品的质量之差为样品的水分含量。 （二） 适用范围：高温下稳定，不含其它挥发物样品 （三）样品的制备、测定及结果计算。 null 1 . 样品的预处理（对分析结果影响较大）null2. 粉状固体样品常压干燥法操作过程： 烘箱预热 称量皿恒重m3 准确称样+称量皿重 m1 干燥1h 冷却30min 称量 干燥1h 冷却30min 称量 反复至恒重准确称样+称量皿重 m2 ，直到两次测定结果不超过2mg，认为达到恒重。 3. 水分的计算： 水分% = ( m1 - m2)/ (m1 - m3) ×100% 4. 说明及注意事项： 4. 说明及注意事项： 烘干后马上放入干燥器冷却 干燥器用硅胶作吸潮剂，硅胶变色后需再生 果糖含量高的样品，在高于70度下氧化分解为低分子并挥发，应采用减压干燥法 含较多氨基酸、蛋白质及羰基化合物的样品，长时间加热发生羰氨反应，产生水分，导致误差 对含较多挥发物的样品采用蒸馏法测定水分null四、 减压干燥法 （1） 原理：利用水的沸点随P↓的原理，将样品称量后放入真空干燥箱内，在选定的真空度与加热温度下干燥至恒重，干燥后样品所失去的质量百分比即为水分含量。 适用范围： 较高温度下容易热分解、变质或不易除去结合水的样品，如高糖含量、高脂肪含量的样品null（2）装置及操作将准确称好的样品放入真空干燥箱内，打开真空泵抽出烘箱内空气至所需的压力（40-50kpa，加热至50-60度，保持真空度和温度。称重方法同前。注意事项注意事项 第一次使用的铝质称量盒要烘干两次，称量恒重精确到0.1mg。 称量物温度与室温的差别会引起误差，故每次需在干燥器中冷却0.5-1小时 每次烘干时间2小时，至减量不超过0.5 mg为恒重，对较不稳定样品可为1-3 mgnull五、红外干燥法 1. 原理： 以红外线灯管做为热源（700～300000 nm波长），利用红外线的辐射加热试样，使水分高效快速蒸发，根据干燥前后的失重即可求出样品的水分。 2. 特点： 快速，精密度较差，可作为简易法测定数个样品的大致水分，或快速测定大致水分含量， 红外线水分测定仪一般由两部分组成：红外线灯和天平，因此其烘干和称量可以同时进行。 使用前需用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 法对仪器进行校正 null第三节 卡尔·费休法（Karl Fischer) 1935年由卡尔·菲休提出的测定水分的定量方法，属于碘量法，是对于测定水分最为准确的化学方法，常作为微量水分的标准测定方法。也是测定脂肪和油类样品中微量水分的方法。多年来，许多分析工作者对此方法进行了较为全面的研究，在反应的化学计量、试剂的稳定性、滴定方法、计量点的指示及各类样品的应用和仪器操作的自动化等方面，有许多改进，使该方法日趋成熟与完善。null 利用I2氧化SO2时需要有一定的水参加反应，（氧化还原反应） I2+SO2+2H2O H2SO4+2HI 此反应具有可逆性，当生成物 H2SO4 浓度＞0.05 % 时，即发生可逆反应，要使反应顺利向右进行，要加入适量的碱性物质以中和生成的酸，如吡啶（C5H5N）原理nullI2+SO2+2H2O+3C5H5N 2C5H5NHI+C5H5NSO3 氢碘酸吡啶 硫酸吡啶 硫酸吡啶很不稳定，与水发生副反应，形成干扰。若有甲醇存在，则可生成稳定的化合物。 当I2与水反应完毕后，稍多的游离碘使溶液呈红棕色，即为终点 将I2、 SO2、C5H5N 、CH3OH 配在一起成为费休试剂。null配制步骤取无水吡啶133mL与碘42．33g，置入具塞棕色试剂瓶中，振摇至碘全部溶解后，加入无水甲醇333ml。难确称量试剂瓶重，通入经浓硫酸脱水的二氧化硫气体至试剂瓶增重32g，将瓶塞塞牢、摇匀，于暗处放置48h后标定。依此配制的费休试剂的滴定度约为含水3—5g／mL。 为使费休试剂稳定，有另一种配制方法，即先配成二组溶浓，在使用前混合。一组为碘和甲醇溶液I； 另一组为二氧化硫和吡啶溶液II。null二、 适用范围 费休法广泛地应用于各种液体、固体、及一些气体样品中水分含量的测定，也常作为水分痕量级标准分析方法，也可用于此法校正其他的测定方法。 费休法终点判定，对于无色试液可用目视法判定 使用范围有化工、试剂、化肥、医药、食品等。 null三、费休试剂的配制和标定： 试剂的理论摩尔比为碘：二氧化硫：吡啶：甲醇＝1：1：3：1。 通常，配制费休试剂时只有碘应严格依照化学计量，其它组分则是过量的，一般采用的摩尔比为碘：二氧化硫：吡啶：甲醇＝1：3：10：50。 null配制费休试剂所用各物质必须严格控制其含水量，一般不得超过0.1%，若进行微量分析时，不应超过数个ppm。 甲醇、吡啶先蒸馏后再使用，加入无水硫酸钠保存无水甲醇、无水吡啶，碘必须于硫酸干燥器中干燥48h 以上null其它测定水分方法 ⑴ 化学干燥法 ⑵ 气相色谱法 ⑶ 微波法 ⑷ 红外吸收光谱法 ⑸ 其它还有声波和超声波法 ，直流和交流电导率法，介电容量法，核磁共振波谱法，中子法。本章 重点本章 重点什么是结合水？什么是自由水？ 水分的测定方法及适用范围？ 水分测定方法的原理、仪器？ nullThank you