分析化学综合实验开放性设计实验课件

分析化学综合实验开放性设计实验1谢谢观赏2019-9-13实

验

目

的开放实验教学，培养独立工作能力；针对实际样品写出可行性设计实验方案；综合运用实验技能；培养查阅资料能力，运用知识的能力。2谢谢观赏2019-9-13开放式设计研究实验题目大豆中钙、镁含量测定奶粉中蛋白质含量测定油条等食物中铝含量的测定3谢谢观赏2019-9-13资

料

来

源1.食品分析方面参考书

可在超星图书馆下载2.《食品科学》杂志以及其他中文期刊校园网-图书馆-中国期刊网3.相关的教材《分析化学实验》、分析化学5.网上查阅相关资料（搜索）4.中华人民共和国国家标准4谢谢观赏2019-9-13设计方案要求1.实验题目2.作者姓名、学号）3.前言（简单表述）4.设计原理：总体设计思想，可用框图简单表示；设计中的理论计算（方案可行性），设计报告重

点部分。要求做到思路清晰，理论正确，计算

准确，步骤详细，测定结果的公式表达（量化

依据）要准确、规范，固体试样用质量分数表

示，水质试样用质量浓度表示。

（可以灵活运用表格）5谢谢观赏2019-9-135.主要仪器和试剂：试剂选择要有依据，取量范围要有计算依据，配制、标定方法要有可行性操作规程。6.分析测试方法：自拟的操作规程要有切实的可操作性，越详细越好。6谢谢观赏2019-9-13实验报告要求•

设计实验报告是在设计总体思

想的指导下，具体实施，取得

实验成果后的具体体现。具体

要求如下：•

1-6

同设计报告，7谢谢观赏2019-9-13•

7.原始记录（要求齐全）。•

8.实验结果与数据处理：设计实验报告的重点部分，体现实验成果的部分，要求列出三线格，表序、表头、表注均表达清楚。•

9.参考文献•

10.写出设计总结（心得体会、经验教训、误差分析、教学建议等）。8谢谢观赏2019-9-13奶粉中蛋白质含量的测定9谢谢观赏2019-9-13奶粉中蛋白质含量的测定奶粉中蛋白质含量10-20%蛋白质含量测定的意义蛋白质含量的测定方法：凯氏定氮法、双缩脲法、folin酚试剂法、紫外吸收法、考马斯亮蓝法及氨基酸分析仪法10谢谢观赏2019-9-13实验原理双缩脲法：双缩脲（NH3CONHCONH3）是两个分子脲经180℃左右加热，放出一个分子氨后得到的产物。在强碱性溶液中，双缩脲与CuSO4形成紫色络合物，称为双缩脲反应。凡具有两个酰胺基或两个直接连接的肽键，或能过一个中间碳原子相连的肽键，这类化合物都有双缩脲反应。紫色络合物颜色的深浅与蛋白质浓度成正比，而与蛋白质分子量及氨基酸成分无关，故可用来测定蛋白质含量。测定范围为1-10mg蛋白质。干扰这一测定的物质主要有：硫酸铵、Tris缓冲液和某些氨基酸等。

11谢谢观赏2019-9-13实验原理考马斯亮蓝法：考马斯亮蓝G-250（CoomassiebrilliantblueG-250）测定蛋白质含量属于染料结合法的一种。在游离状态下呈红色，最大光吸收在488nm；当它与蛋白质结合后变为青色，蛋白质-色素结合物在595nm波长下有最大光吸收。其光吸收值与蛋白质含量成正比，因此可用于蛋白质的定量测定。蛋白质与考马斯亮蓝G-250结合在2min左右的时间内达到平衡，完成反应十分迅速；其结合物在室温下1h内保持稳定。该法是1976年Bradford建立，试剂配制简单，操作简便快捷，反应非常灵敏，灵敏度比Lowry法还高4倍，可测定微克级蛋白质含量，测定蛋白质浓度范围为0～1000μg/mL，最小可测2.5μg/mL蛋白质，是一种常用的微量蛋白质快速测定方法。12谢谢观赏2019-9-13实验原理紫外吸收法：蛋白质组成中长含有酪蛋白和色氨酸等芳香族氨基酸，在紫外光280nm波长处有最大吸收峰，一定浓度范围内其浓度与吸光度成正比，故可用紫外分光光度计通过比色来测定蛋白质的含量。由于核酸在280nm波长处也有光吸收，对蛋白质测定有一定的干扰作用，但核酸的最大吸收峰在260nm处。如同时测定260nm的光吸收，通过计算可以消除其对蛋白质测定的影响。因此如溶中存在核酸时必须同时测定280nm及260nm的吸光度，方可通过计算测得溶液中的蛋白质浓度。13谢谢观赏2019-9-13提供以上三种测试方法供选择；设计实验注意：A）根据所选测试方法，估算样品处理与称量的量；B)主要试剂及用量；C）实验步骤；D）配制标准蛋白溶液大致的浓度范围14谢谢观赏2019-9-13大豆中钙、镁含量测定15谢谢观赏2019-9-13人体需要营养素，提供生长、发育、生命活动的需要。营养素：蛋白质、糖、脂类、维生素、

无机盐、水六大物质。无机盐（Ca、Mg、Fe、K、P等）又称矿物质，人体内无机盐有60多种，含量很少，占人体重（成人）的4%。其中有11种是主要的:C、H、O、N、S、P、

Cl、

K、Ca、

Mg、Fe它是维持正常生理机能不可缺少的物质。16谢谢观赏2019-9-131.钙人体从食物中摄取钙主要是氯化钙、磷酸钙、草酸钙、脂肪酸钙等等。其中只有氯化钙溶于水，其余都较难溶于水，不易被人体吸收。Ca存在什么组织内？人体中的钙99%存在于骨骼和牙齿中。Ca在人体中的作用功能？能促进骨、牙齿的正常生长。钙是血液凝固的必须要素，是许多酶的致活剂。钙能调节心脏和神经功能，维持肌肉的紧张力。17谢谢观赏2019-9-13•

缺钙症状我国膳食多以含钙低的谷物和植物性食物为

主，造成了全民缺钙，缺钙会导致骨质疏松、增

生、四肢麻木、抽筋、高血压、糖尿病、儿童发

育迟缓、挑食、盗汗、青少年生长痛等疾病。•钙的来源：

钙来源较丰富。动物性食物中奶类含量丰富，每100g里含有120mg钙。虾皮（2000mg/100g）、蟹、蛤蜊和蛋类含钙也较多。植物性食物绿叶菜和豆类也是钙的重要来源18谢谢观赏2019-9-13•钙的吸收情况食物中的钙虽然较多，但由于各种因素

的影响，大部分不能吸收。其影响因素

有：•

1．体内缺乏维生素D•

2．草酸和植酸过多，与钙生成难溶性正磷

酸钙，不利于钙的吸收和利用。•

（人体中钙与磷的比例：成人：1∶1.5，

儿童：1∶1）•19谢谢观赏2019-9-13•

人体日需钙量：

成人：600mg/日，儿童：600～800mg/日，青少年：1000～1200mg/日。•

每天的食物中是否能满足呢？•

自己可估算一下。20谢谢观赏2019-9-132.镁

镁是人体必需的微量元素之一。对心脏血管具有重要的保护作用，有“心血管卫士”之称。人体如果缺镁，可导致心动过速、心律不齐及心肌坏死和钙化。•

把镁称为生命活动激活剂是当之无愧的。•

国外科学家研究指出，人到中年以后要“镁”食。

即要多食含镁丰富的食物。心血管疾病，如冠心

病、高血压、高血脂、心肌梗塞、糖尿病等多在

人到中年之后发生，这与体内镁含量降低有关。21谢谢观赏2019-9-13•

营养学家推荐的富镁且其它营养素均较齐全的食物有：•谷类：荞麦面、小米、玉米、高粱面等；

豆类有黄豆、黑豆、蚕豆、豌豆、豇豆、

豆腐等；•蔬菜、水果：雪里蕻、苋菜、芥菜、干蘑

菇、冬菇、紫菜、杨桃、桂圆、花生、核

桃仁、虾米、芝麻酱等。•

紫菜含镁最高，每100克含460毫克，被誉为“镁元素的宝库”。22谢谢观赏2019-9-13•

镁是人体中仅次于钾的细胞内正离子，它参与体

内一系列新陈代谢过程，包括骨及细胞的形成，

与神经肌肉和心脏功能有密切关系。如果缺镁，

可导致肌肉无力，耐久力降低。男性为350毫克，女性为300毫克。•

专家认为，在正常摄入食物的情况下，一般不存

在缺镁和补镁的问题。23谢谢观赏2019-9-13•

选择大豆、芝麻、海带、虾皮等。菜类：

小白菜、芹菜、大头菜等，测定其中钙、

镁含量。•

通过自己亲自测试，大家会了解到每天吃

的食物中含钙、镁量的情况，以此来指导

自己饮食健康，把自己所学的知识与生活

现实联系起来。24谢谢观赏2019-9-13•大豆中钙镁含量的测定实验目的：了解大豆样品分解处理方法，并能运用所学理论知识设计出测定其中钙含量的方法。了解日常食物中该的含量，注意饮食质量，提高健康意识。25谢谢观赏2019-9-13样品分解┌─┴───┐残渣

Ca2+,Mg2+

┌──┴───┐取一份另取一份︱

︱

pH=12,

NaOH

┌─┴───┐Ca2+,

Mg(OH)2pH=10,NH3·H2O

︱

EDTA滴定︱

︱Ca2+,Mg2+

合量

EDTA滴定

︱Ca2+含量26谢谢观赏2019-9-13实验原理简介•

大豆中钙含量的参考值是367mg/100g，属

于常量分析的范畴，可以考虑用络合滴定

法进行测定，其原理如下：•

大豆经粉碎处理后，在碱性溶液中以钙指

示剂指示终点，用EDTA标准溶液滴定，其

反应是：Ca2+

+

H2Y

=

CaY

+

2H+依据消耗VEDTA

计算样品中Ca2+

的含量。27谢谢观赏2019-9-13•相关理论计算1.EDTA滴定Ca2+适宜酸度范围及最佳酸度：•

最低酸度：金属离子水解的酸度:•

最低酸度：最高酸度:28谢谢观赏2019-9-13•

计算表明：•

EDTA滴定

Ca2+适宜酸度范围：•

选用钙指示剂，其log

KCaIn=6.1；

解离常数

Ka1=10-12.4

Ka2=10-8.1

最佳酸度确定的相关理论计算见表129谢谢观赏2019-9-13表1.采用钙指示剂最佳酸度的选择pHlogαY(H)

log

KˊcaYpCasplogα

In(H)

log

KˊCaIn

ΔpCa

T·E(%)结论：计算数据表明，EDTA滴定

Ca2+在适宜的酸度范围，选用钙指示剂指示终点其最佳酸度应为pH=

。30谢谢观赏2019-9-132.估算大豆试样称样量•

滴定分析要求T·E<0.2%

,

滴定效耗EDTA

的体积是：mL≤V(EDTA)≥mL.•

依据大豆试样参考值367

mg/100g，可配制C(EDTA)=

0.005

mol·L-1，大豆称样量估算如下：31谢谢观赏2019-9-133.估计基准物的称量范围:•

EDTA采用基准物CaCO3标定，称取一定

量的CaCO3，溶解后定容250.0mL，分取25.00mL平行五份，为满足滴定误差的要求，滴定时消耗EDTA的体积要在20-25mL之间，则基准物CaCO3称样量的称量范围是：32谢谢观赏2019-9-13主

要

试

剂33谢谢观赏2019-9-13•实验步骤34谢谢观赏2019-9-13•大豆试样的处理：•

在市场上购买的大豆用家用粉碎机粉碎

后，称取12克置于蒸发皿中，在煤气炉上

灰化、炭化完全，置于高温炉中650℃灼烧

1小时。取出冷却后，加入10mL

1：1HCl

溶液浸泡20分钟，并不断搅拌，静止沉

降，过滤。用250mL容量瓶承接，用蒸馏水

洗沉淀、蒸发皿数次。定容、摇匀，待

用。35谢谢观赏2019-9-13•大豆试样中钙含量的测定•

用移液管移取上述溶液25.00mL于锥形瓶

中，加5mL

1：3三乙醇胺,加水至100mL，

加7-8

mL

20%

NaOH溶液，加少许钙指示

剂，用EDTA标注溶液滴定溶液由红色变为

蓝色为终点。平行3份，计算大豆试样中钙

含量。36谢谢观赏2019-9-13结果与讨论表

1EDTA溶液的标定实验项目12345称量瓶+CaCO3(倾出前)

/

g13.7964称量瓶+CaCO3(倾出后)

/

g13.6944

称出CaCO3质量/

g基准Ca的浓度/mol·L-1

V(Ca)/ml

0.10200.004076

25.00

V(EDTA)/mlC(EDTA)/

mol·L-1

19.600.005199

19.500.005226

19.680.005178

19.520.005221

19.500.005226C(平均)/

mol·L-1

Sc/

mol·L-1

Sc/C(%)0.005210

0.00001

0.237谢谢观赏2019-9-13m(试样

)×表

2.大豆试样中钙含量的测定

1

25.00

19.40

0.004043

337.6

3

25.00

19.600.004085

341.1

实验项目

V(试样)

/ml

V(EDTA)

/ml

C(Ca)

/

mol·L-1

ω(Ca)

/mg/100gω(Ca平均)

/mg/100g

相对平均偏差（%）

2

25.00

19.42

0.004047

337.9

338.8

注：1.

ω(Ca)

=C(EDTA

)×V

(EDTA

)×

M

(Ca)

25.00

250.0

2.

C(EDTA)

=

0.005210

mol·L-13.

M(Ca)

=

40.078

g/mol×100mg/100g38谢谢观赏2019-9-13•

讨论：表中数据表明此次实验结果为

mg/100g，与资料上给出的参考值

（367

mg/100g）相比偏低。这可能与地

域、环境等因素有关。39谢谢观赏2019-9-13油条等食品中铝含量的测定40谢谢观赏2019-9-131.铝油炸食品和膨化食品：含铝膨松剂人体摄入铝含量的标准？WTO和FAO规定铝的暂定每周允许摄入量为7mg/kg；我国食品添加剂使用卫生标准GB2760一1996规定食品中铝的残留量不得超过100mg/kg