试验13植物灰分常量元素分析

实验13植物灰分常量元素分析原理植物组织中含有的各种元素，可以利用微量化学分析进行检定。植物所必需的十大元素，除碳、氢、氧、氮在植物组织干燥和灰化过程中丧失外，其余的元素均能在灰分中检出。通常可以利用元素与特殊试剂进行的专一性反应，产生一定形状的结晶或颜色，可在显微镜下作定性鉴定。仪器药品高温电炉 烘箱显微镜 台天平白瓷比色板 载玻片、盖玻片磷试剂：7g钼酸溶于 50ml蒸馏水中，加入 50ml6mol/LHNO3，放置过夜，取上清液备用。硫试剂：10%氯化钡溶液。钾试剂：2g亚硝酸钠，0.9g醋酸铜，1.6g醋酸铅溶解在15ml蒸馏水（含有0.2ml30%醋酸）中。钙试剂：5%硫酸溶液。镁试剂：5%磷酸氢二钠溶液。铁试剂：5%硫氰化钾溶液或 5%亚铁氰化钾溶液。另外分别配制1%磷酸氢二钾、氯化钠、三氯化铁溶液，作为已知元素，用于测定时作对照比较。操作步骤1．材料灰化取50g菠菜（或其他植物材料），用水洗后再用蒸馏水冲洗一次，吸干水分，放在搪瓷盘中，于105℃烘箱中烘干。然后于高温电炉中进行灰化，直至材料成灰白色无炭色为止。2．将灰分 0.5g溶解于2ml10%盐酸中，过滤后的灰分溶液用作以下的检定。3．元素的检出磷：放一滴 1%磷酸氢二钾溶液于载玻片上，在煤气灯上用小火烘干，于残迹上加 1滴磷试剂，盖好盖玻片，用低倍显微镜观察结晶的形状和颜色 （注意本试验中所用试剂具强烈的腐蚀性，切勿接触显微镜特别是镜头，必须盖好盖玻片再进行观察！）。然后用灰分溶液作同样试验，观察其结果。硫：与上述步骤相同，先用 1%硫酸镁和硫试剂作用，在显微镜下观察结晶的形状和颜色。然后用灰分溶液作同样试验，观察其结果。钾：与上述步骤相同，先用 1%磷酸氢二钾和钾试剂作用，在显微镜下观察结晶形状和颜色，然后用灰分溶液作同样试验，观察其结果。钙：与上述步骤相同，先用 1%氯化钙和钙试剂作用，在显微镜下观察结晶形状和颜色。然后用灰分溶液作同样试验，观察其结果。镁：与上述步骤相同，先用 1%硫酸镁和镁试剂作用，在显微镜下观察结晶形状和颜色。然后用灰分溶液作同样试验，观察其结果。铁：取1%三氯化铁溶液滴于白瓷比色板上，加 1滴铁试剂观察是否有颜色出现（试剂为硫氰化钾则产生红色， 如为亚铁氰化钾则产生蓝色）。 然后用灰分溶液作同样试验， 观察其结果。实验17植株中总铁量的测定Ⅰ．硫氰化物法原理高铁与硫氰化物反应生成红色硫氰化铁3+－→Fe(CNS)3Fe+3CNS其颜色深度与铁含量成正相关，可用比色法进行测定。加适量丙酮可使反应产物都以分子形式存在，从而着增强颜色深度，提高测定灵敏度。若在高锰酸钾作用下，使亚铁氧化为高铁，则可以测定样品中总铁含量（反应液在光亮处迅速褪色，因而必须及时测定或置于暗处待测）。仪器药品分光光度计 过滤漏斗与过滤瓶容量瓶移液管试管烧杯浓盐酸、6mol/L盐酸和0.1mol/L盐酸20%硫氰化钾(AR)丙酮(AR)4加蒸馏水溶解后稀释成1000ml。0.1mol/LKMnO4：称取KMnO3.161g标准铁溶液（任备其一）：1．精确称取电解铁 0.1g溶于10ml无铁浓盐酸中，等完全溶解后，加入饱和氯酸钾 5ml，定容到1000ml。每毫升含铁 0.1mg。2．精确称取硫酸高铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]0.8634g，溶于20ml1mol/LH2SO4中，用蒸馏水定容至1000ml。每毫升含铁0.1mg。操作步骤1．灰分溶液的制备将植物组织烘干灰化， 取干灰0.5g于小烧杯中，加入6mol/L盐酸5ml使灰分溶解，再加入0.1mol/L盐酸20ml搅匀，用过滤漏斗抽滤，再用适量0.1mol/L盐酸洗涤烧杯和滤纸，一并滤入，最后用水定容到250ml。2．测定吸取灰分液 1ml置于试管中，依次加入蒸馏水 1.5ml，高锰酸钾液 1滴，使产生持续粉红色，加6mol/L盐酸1ml，充分摇匀，加 KCNS液1.5ml，摇匀，加5ml丙酮，边加边摇匀，置于暗处待测。以 1ml蒸馏水代替样品做同样处理作为空白。用分光光度计于波长 500nm下测定，并读取吸光度 A。从标准曲线上查出每毫升含铁量，按下面化式计算样品中总铁含量：Fe(μg/g干灰)=C·V其中C为标准曲线上查出之每亳升灰分溶液含铁微克数； V为1g灰分2备所得的灰分溶液总体积(ml)。3．标准曲线的绘制将标准铁溶液制成含铁浓度为1、4、8、12、16、20μg/ml系列的标准溶液，按上述进行处理和测定。以浓度为横坐标，A500为纵坐标作曲线。Ⅱ．邻二氮杂菲（菲绕啉）法原理邻二氮杂菲(o－phenanthroline，C12H8N2)与亚铁反应形成橙红色化合物，其颜色深度与酸度有关，以pH3.5─5.0范围内最好(pH3.5左右可排除干扰)，可借助柠檬酸缓冲液调节之。此法优点是颜色稳定，反应灵敏，比硫氰化物法更适合于植物材料内铁的测定。若以对苯二酚使样品中的高铁预先还原为亚铁，本法即可测定样品中的总铁量。仪器药品邻二氮杂菲：称取 0.5g邻二氮杂菲于烧杯中， 加30ml蒸馏水，加热使其溶解，定容到100ml，贮于棕色瓶中，放在黑暗处保存。如果颜色变化，需重新配制。1%对苯二酚溶液：称取 1g对苯二酚溶于 100ml蒸馏水中(50℃)。柠檬酸钠溶液：称 25g柠檬酸钠溶于 100ml蒸馏水中。标准铁溶液、盐酸和所用仪器同Ⅰ法。操作步骤1．灰分溶液的制备同Ⅰ法。2．测定取灰分液1ml加蒸馏水4ml，加对苯二酚溶液 1ml和邻二氮杂菲 1ml，摇匀，然后用柠檬酸钠液和 6mol/L盐酸调节 pH为3.5，在20℃（室温）放置 30分钟，使高铁全部还原并显色。以1ml蒸馏水代替样品做同样处理作为空白。 用分光光度计在 510nm波长不测定并读取吸光度 A。从标准曲线上查出每毫升含铁量，按下面公式计算：Fe(μg/g干灰)=C·V其中C为标准曲线上查出的每亳升含铁微克数； V为1g灰分制备所得的灰分溶液总体积(ml)。3．标准曲线的绘制将标准铁溶液配制成含铁为 1、4、8、12、16、20μg/ml系列的浓度的标准溶液，按上述进行处理和测定。以浓度为横坐标， A510为纵坐标作曲线。实验15植株硝态氮的比色测定原理硝酸根经还原成亚硝酸根后，与对氨基苯磺酸，a－萘胺结合，生成玫瑰红色的偶氮染料，其颜色深浅与硝态氮含量在一定范围内成正比关系。主要化学反应如下式：仪器药品比色计 离心机研钵 容量瓶50ml大试管 移液管烧杯 离心管20%醋酸溶液：取 20ml分析纯冰蜡酸加 80ml水。混合粉剂（所有药品用 AR级）：硫酸钡100ga－萘胺2g锌粉2g对氨基苯磺酸 4g硫酸锰10g柠檬酸75g硫酸钡用离子水洗脱杂质，烘干。上述各药品分别研细，再分别用等分的硫酸钡和其他各药品混合，然后再把所有各药品混合在一起，使混合粉剂成为无颗粒状灰白色的均匀体。配制粉剂就在干燥洁净环境中进行。 若空气湿度偏高， 则混合粉剂成淡玫瑰红色； 若药品不纯也会造成此现象，降低测定灵敏度。配好的粉剂应保存在黑暗干燥条件中，7天以后即能应用。存放条件良好，可存数年，其测定稳定性比新配的更佳。操作步骤1．绘制标准曲线取恒重NaNO30.6071g溶于1000ml水中，配成100μg/ml硝态氮溶液。随后稀释成2、4、6、8、10μg/ml。分别吸取2ml转入50ml有塞试管中，加冰醋酸溶液18ml，再加0.4g混合粉剂，剧烈摇动 1分钟，静置 10分钟，将试管中悬浊液过量地倾入离心管中，使部分流出管外，白色粉膜即可去除。离心 5分钟(4000r/min) ，取清液在 520nm下比色测定，绘制标准曲线。方法适用范围在 20μg以内。2．组织液的提取：称取棉花功能叶柄 0.5g，剪成1梍2mm碎片，于研钵中加少量蒸馏水研磨，移于干燥的三角烧瓶中，加入蒸馏水 20ml，振荡1梍3分钟，放置澄清后（或离心之），取上清液2ml，再按标准曲线制作方法测定硝态氮。叶柄中硝态氮含量根据下列公式计算：植物组织中硝态氮含量(g/g)=C·V式中C为标准曲线上查得的组织提取液所含硝态氮浓度 (μg/ml)，V为1g植物组织所制备的提取液总体积(ml)，如本方法为 40ml。实验14植物组织可挥发性元素的鉴别原理植物组织中含有大量C、H、O、N和一定量的S。在高温下，这些元素常以气体状态散发出来，当遇到一定的试剂时，即发生特定的反应，由此可鉴别它们的存在。本实验用干馏法使植物叶片干馏产生的气体，通过醋酸铅、氢氧化钡溶液和奈氏试剂而发生下列反应：1．pb(Ac)2+H2S→PbS↓+2HAc2．Ba(OH)2+CO2→BaCO3↓+H2O3．2K2(HgI4)+3NAaOH+NH→NH2Hg2O+4KI+3NaI+2H2O从这些反应可以鉴定出 H2S、CO2和NH3的存在，以证明植物组织所含的可挥发性元素。仪器药品三角烧瓶 圆底烧瓶玻璃管 橡皮塞铁架电炉或煤气灯饱和Ba(OH)2溶液铅纸：将滤纸条浸于饱和醋酸铅溶液中，取出晾干。奈氏试剂：取17gHgCL2溶于300ml蒸馏水中，将其慢慢倒入 KI溶液中（35gKI溶于200ml蒸馏水中），直至形成HgI2的红色沉淀不再溶解为止，再加20%的NaOH溶液至1000ml，然后再加入HgCL2溶液，直到刚出现不消失的沉淀为止。溶液应保持淡黄色，如无色则再加HgCL2溶液。配好的试剂倒入棕色瓶中，置暗处保存。但长期放置，对铵离子的敏感度降低。操作步骤1．按图3装配好测定装置。2．向圆底烧瓶中放入 2─3g干燥叶片，在 A、B、C3个三角烧瓶中依次放入铅纸、奈氏试剂和适量的饱和 Ba(OH)2，注意每个三角烧瓶中的长玻璃管务必浸入试剂中。3．将各瓶连接好，在圆底烧瓶下用电炉加热，由叶片干馏产生的可挥发性物质，使铅纸变成黑褐色，遇奈氏试剂生成红棕色沉淀，遇 Ba(OH)2，产生白色沉淀。而在烧瓶颈内壁可见水汽凝结。4．分析观察结果，判断植物组织所含挥发性元素。1.水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏是分离和纯化与水不相混溶的挥发性有机物常用的方法。适用范围(1)从大量树脂状杂质或不挥发性杂质中分离有机物；(2)除去不挥发性的有机杂质 ;(3)从固体多的反应混合物中分离被吸附的液体产物；(4）水蒸气蒸馏常用于蒸馏那些沸点很高且在接近或达到沸点温度时易分解、变色的挥发性液体或固体有机物，除去不挥发性的杂质。但是对于那些与水共沸腾时会发生化学反应的或在 100度左右时蒸气压小于1.3Kpa的物质，这一方法不适用。2.装置常用的水蒸气蒸馏装置，它包括蒸馏、水蒸气发生器、冷凝和接受器四个部分。水蒸汽导出管与蒸馏部分导管之间由一T形管相联结。T形管用来除去水蒸气中冷凝下来的水，有时在操作发生不正常的情况下，可使水蒸气发生器与大气相通。蒸馏的液体量不能超过其容积的 1/3。水蒸气导入管应正对烧瓶底中央，距瓶底约 8～10mm，导出管连接在一直形冷凝管上。３．操作在水蒸气发生瓶中，加入约占容器3/4的水，待检查整个装置不漏气后，旋开T形管的螺旋夹，加热至沸。当有大量水蒸气产生并从T形管的