钙含量的测定方法综述

钙含量的测定方法综述摘要：本文综述了近年来广泛应用的测定钙含量的方法，包括：高锰酸钾滴定法、EDTA络合滴定法、分光分度法及原子吸收光谱法。通过对实验原理与应用情况进行分析，不难得出，钙含量测定方法由传统化学实验方法向精密仪器分析发展。传统测定方法成本较低却不能满足高精度的实验需求，分光分度法、原子吸收光谱法稳定性好却有着器材价格昂贵的弊端。关键词：钙；含量；测定方法1前言钙是维持人体正常生命活动的重要矿物元素，是构成人体骨骼和牙齿的主要成分，以血钙及细胞内钙形式存在的含钙分子或离子广泛参与人体生命过程，对维持神经细胞的生存及生理功能发挥着至关重要的作用。［1］钙缺乏会引发佝偻病，并增加慢性代谢性疾病发病风险，钙缺乏人群合理补钙成为人们日益关注的问题。人体钙的来源全部依赖于经口摄入［1］，因此对含钙食物、药物、营养补充剂等产品中钙含量的测定具有重要意义。本文对目前常用钙含量测定方法进行总结，对方法的原理、误差与应用情况进行分析。2传统实验测定钙含量2.1高镒酸钾滴定法含钙食物或制剂等样品经消解后，钙元素以Ca^+形式存在，Ca^+可与草酸根离子形成难溶的草酸钙沉淀，将样品中的Ca2+富集沉淀，经过陈化、过滤、洗涤后，基于强酸制弱酸的反应规律用稀硫酸将其溶解，然后用高锰酸钾标准溶液滴定释放出来的草酸，即可间接测定钙的含量。实验原理设计的具体反应方程式如下：3心-匚口匚心」0^+2h儿冲心"二NMnf比虬匚夕点HWEf;陈妙兰⑵应用高锰酸钾滴定法对钙片中钙含量进行测定，测得3种样品的加标回收率均符合885%~110%的要求范围。表明该方法具有可行性，且精密度、准确度均符合保健品钙片中钙的测定分析要求。而该方法尚存不足，预处理过程复杂、耗时长。在操作过程中，尽管经沉淀、陈化已使草酸钙颗粒体积增大，尽可能富集全部Ca2+，但洗涤过程仍会造成损失，从而产生较大的误差。为保证反应速率适中，实验需在80°C的加热台上进行⑶，温度变化则会导致滴定终点的改变，且沉淀附着于滤纸之上，滴定终点不易判断，均可能造成实验误差。试剂的浓度和用量也是实验可优化的指标。2.2EDTA络合滴定法在pH=10的缓冲溶液中，Ca2+与EDTA（乙二胺四乙酸二钠）形成稳定的螯合物。滴定前，Ca2+可与金属离子指示剂（如铭黑T）形成与指示剂本身颜色不同的配位化合物，滴入EDTA时，Ca2+与EDTA形成螯合物的稳定性更强，Ca^+逐渐被配位。当接近滴定终点时，已与指示剂配位的金属离子被EDTA置换，释放出指示剂，引起溶液颜色变化，恢复至原指示剂颜色。根据消耗的EDTA体积，即可计算钙的含量。滴定过程中，溶液中发生如下反应⑷：滴定前：M（金属离子）+In（指示剂，乙色）=MIn（显甲色）（省去了所带电荷，下同）滴定开始至滴定终点前：MIn（甲色）+Y=MY+In（显乙色）滴定至溶液由甲色恰好变为乙色，即为滴定终点。王喜明等人丘在用EDTA滴定法测定保健食品中的钙含量时，加入氤化钾对共存的金属离子起到掩蔽作用，加入氢氧化钠使pH>12，以沉淀形式排除Mg2+的干扰。结果显示，该方法测定保健食品中的钙含量，相对标准偏差为0.95%〜2.33%，回收率为95.8%〜98.4%，方法可行。该方法操作简单，滴定法操作无需大型仪器设备，成本较低。但本法受溶液中其它金属离子的影响，在滴定前需根据溶液中含金属离子的特点引入恰方的掩蔽剂，排出干扰。与高锰酸钾滴定法相比，EDTA滴定法操作过程更为简便快捷，有研究表明该法测定结果准确性更高。⑹3仪器分析测定钙含量3.1分光分度法根据朗伯-比尔定律，当一束单色光通过含有吸光物质的溶液后，溶液的吸光度（」）与吸光物质的浓度（）及溶液层厚度（，）成正比。A=kbc在物质最大吸收波长下，将单色光通过厚度为1cm的比色皿，对已知梯度浓度的标准溶液进行吸光度测定，即可绘制标准曲线，求得摩尔吸光系数"。利用标准曲线则可对未知浓度溶液进行定量分析。钙指示剂与Ca2+形成红色配合物，反应灵敏。杨亚玲等人［7］应用钙指示剂与钙作用的显色体系，试验了各种因素对实验结果的影响。实验在19种常见共存离子干扰的基础上对6种水样的钙度进行测定，回收率在96.5%~103.3%之间，结果满意。可见，该方法具有稳定性高、快速、灵敏等特点，且分光光度计较其他仪器分析设备的成本相对较低。在有共存离子的情况下，体系的选择性好，测定误差在允许范围内。需注意的是，显色反应受到如溶液的pH、显色剂的用量、温度、溶剂种类等影响，需在实验前完成优化，使检测效果最佳。3.2原子吸收光谱法原子吸收光谱法是基于气态基态原子外层电子对紫外光和可见光范围内相对应的原子共振辐射线的吸收强度，来定量测定元素含量的分析方法，是一种测定特定气态原子对光辐射吸收的方法。目前常用的是火焰原子吸收光谱法。李来丙⑻以硝酸和高氯酸处理奶粉样品后，用火焰原子吸收法测定样品中的钙含量。实验加入适量镧盐作干扰抑制剂，既可以消除磷酸盐等离子的干扰，增加钙信号，又不使空白值提高。结果表明，当溶液中存在的共存离子质量浓度在一定范围内，对钙、铁、锌元素的测定无明显影响。实验结果相对标准偏差均小于1.59%，回收率在98.6%〜101.6%之间，实验结果与国标方法测得结果一致。原子吸收光谱法对大多数元素都有着较高的检测极限及灵敏度，在一定范围内共存离子不干扰，精密度好，操作简单方便。而对实验设备的要求较高，仪器成本较高。4结论分析各实验方法与操作步骤，不难得出，最为常规的高锰酸钾滴定法和EDTA滴定法的适用范围相同，所用的仪器也相同，是被广泛采纳的测定钙的方法。但由于高锰酸钾滴定操作麻烦，更费时并且更消耗能源，大多数工作者选择EDTA滴定法。但同样，EDTA滴定法也无法避免溶液中的金属离子的干扰，如沉淀过程中，沉淀会吸附溶液中的钙、镁离子造成结果的稳定性差，且指示剂水溶液不稳定等问题，使得结果准确度不高。所以如何减小溶液中干扰离子的影响是未来研究的方向之一，如采用合理的掩蔽剂。王喜明等人在用EDTA滴定法测定钙的含量时，加入CN-掩蔽其它金属离子丘。原子吸收光谱法和分光分度法等仪器分析方法，推动了测量微量钙的发展，克服了EDTA络合滴定法和重量法等灵敏度较低的缺点，具有稳定性好、灵敏度较高的优点。原子吸收法在试液存在的共存离子浓度较低时，对钙的测定无明显影响［8］。对于分光分度法而言，稳定性优越，尽管有不同离子的干扰，其误差仍然能控制在较小范围。但由于某些仪器并没有普及，导致在普通的实验室内，并没有办法采纳这两种办法。如何做到仪器的普及或者研发更可行操作方法是未来要思考的问题。参考文献［1］秦锐.中国儿童钙营养专家共识（2019年版）［J］.中国妇幼健康研究，2019,30(03):262-269.陈妙兰.高锰酸钾滴定法测定钙片中的钙含量[J].化工技术与开发，2009,38(04):42-43+49.秦蕾.温度对高锰酸钾滴定法测定钙含量的影响[J].农业科技，2019,35(11)：12武汉大学.分析化学.第6版[M].高等教育出版社，2016.王喜明，刘玉欣,常凤启，孙路，杨娜敬.滴定法测定保健食品中的钙[J].中国卫生检验杂志，2006(06):75