目的建立催化動力學(xué)法檢測白酒中乙醇含量的分析方法。方法優(yōu)化反應(yīng)體系,確定最佳實(shí)驗(yàn)條件,采用二價(jià)銅離子催化過氧化氫氧化羅丹明B褪色催化動力學(xué)反應(yīng)體系測定白酒中乙醇含量。結(jié)果乙醇的濃度在0～1.00mg/mL的區(qū)間范圍內(nèi)與催化體系與非催化體系吸光度值之差(ΔA)存在著良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)r2=0.9996。方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0033,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.57%,檢出限為0.99×10-7g/mL,5種白酒樣品的加標(biāo)回收率皆為90%～94%。結(jié)論該方法具有準(zhǔn)確快速的特點(diǎn),可用于白酒中乙醇含量的測定。

0引言

白酒在中國歷史比較悠久,乙醇是白酒的重要指標(biāo)。酒類飲品是國家控制的產(chǎn)品,其中對乙醇含量有嚴(yán)格的規(guī)定。酒精的攝入速度大于代謝速度,人體的肝臟和大腦等器官會受到損傷,甚至酒精中度。所以對白酒中乙醇含量的測定意義重大。

乙醇的測定方法主要有氣相色譜法、酒精計(jì)法、熒光法、碳同位素法、化學(xué)氧化法、密度瓶法、分光光度法、近紅外光譜法等。氣相色譜法具有測定結(jié)果準(zhǔn)確、高選擇性和高靈敏度的優(yōu)點(diǎn),但檢測成本高且檢測速度慢。酒精計(jì)法具有速度快和操作簡單等優(yōu)點(diǎn),但由于受到酒精計(jì)精度和前處理煩瑣等因素的影響,會使結(jié)果誤差較大。近紅外光譜法測乙醇含量需要首先完成大批量的實(shí)驗(yàn),較費(fèi)時(shí)。分光光度法具有速度快、儀器操作簡單等特點(diǎn),但準(zhǔn)確度相對較低,難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。催化動力學(xué)法具有測量準(zhǔn)確、干擾小等優(yōu)點(diǎn),可以克服分光光度法缺點(diǎn),但用此方法檢測乙醇含量的相關(guān)報(bào)道較少。本研究擬采用Cu2+催化過氧化氫氧化羅丹明B褪色這一反應(yīng)體系,乙醇對該反應(yīng)體系起到靈敏的負(fù)催化作用,從而建立催化動力學(xué)法測定乙醇含量,以期為相關(guān)部門測定白酒中乙醇含量提供參考。

1材料與方法

1.1儀器與設(shè)備

BlueStarB紫外-可見光分光光度計(jì)(北京萊伯泰科儀器股份有限公司);HH-S11-2-S恒溫水浴鍋(上海新苗醫(yī)療機(jī)械制造有限公司);AE224電子分析天平(上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司)。

1.2材料與試劑

樣品酒為市售。

過氧化氫(分析純,海峽標(biāo)準(zhǔn)科技有限公司);無水乙醇(分析純,天津市致遠(yuǎn)化學(xué)有限公司);羅丹明B(分析純,天津市光夏精細(xì)化工研究所);四硼酸鈉(分析純,天津市恒興化工試劑執(zhí)照有限公司);無水硫酸銅(分析純,安徽三元銅業(yè)科技有限公司);氯化鈣、氯化鋅、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、硫酸錳、氯化鐵(分析純,惠州市智成化工科技有限公司)。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1催化體系的建立

取兩支具塞比色管,分別編號為1和2,依次向1、2號管中加入2.50mL濃度為3.80mg/mL硼砂緩沖溶液,1.50mL濃度為10.00mg/L的過氧化氫溶液,1.00mL濃度為0.10mg/mL的羅丹明B溶液,0.6mL濃度為5.00mg/mL的硫酸銅溶液,在1號管中加入乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液,記為催化體系。

1.3.2催化體系與非催化體系吸光度值之差(ΔA)

將兩支比色管在90℃的恒溫水浴中加熱11min。取出進(jìn)行流水冷卻3min,在540nm處測得催化體系吸光度A1和非催化體系吸光度A2的吸光度值,算出ΔA的值。

1.3.3最大吸收波長的確定

在190～1100nm的波長范圍進(jìn)行吸光度掃描,以蒸餾水作參比,繪制掃描所得的吸收曲線。

1.3.4催化體系和非催化體系的吸收曲線

在300～700nm的波長范圍進(jìn)行吸光度的掃描,以蒸餾水作參比,繪制掃描所得的吸收曲線。

1.3.5硼砂緩沖溶液用量的優(yōu)化

選用濃度為3.80mg/mL的硼砂緩沖溶液,只改變加入硼砂緩沖溶液的量(0.60、0.80、1.00、1.20、1.40mL),其他實(shí)驗(yàn)條件不變,計(jì)算各用量下ΔA的值。

1.3.6羅丹明B用量的優(yōu)化

選用濃度為0.10mg/mL的羅丹明B溶液,只改變加入羅丹明B溶液的量(1.00、1.50、2.00、2.50、3.00mL),其他實(shí)驗(yàn)條件不變,計(jì)算各用量下ΔA的值。

1.3.7硫酸銅溶液用量的優(yōu)化

選用濃度為5.00mg/mL的硫酸銅溶液,只改變加入硫酸銅溶液的量(0.20、0.40、0.60、0.80、1.00mL),其他實(shí)驗(yàn)條件不變,計(jì)算各用量下ΔA的值。

1.3.8實(shí)驗(yàn)溫度的優(yōu)化

按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),只改變水浴溫度(80、85、90、95、100℃),其他實(shí)驗(yàn)條件不變,各水浴溫度下ΔA的值。

1.3.9實(shí)驗(yàn)時(shí)間的優(yōu)化

按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),只改變加熱時(shí)間(8、9、10、11、12min),其他實(shí)驗(yàn)條件不變,各加熱時(shí)間下ΔA的值。

1.3.10干擾離子實(shí)驗(yàn)

取相同規(guī)格的25mL具塞比色管6支,依次進(jìn)行編號1～6,依次向其中加入2.50mL0.10mg/mL羅丹明B溶液,1.00mL3.80g/mL的硼砂緩沖溶液,1.50mL10.00mg/L的過氧化氫,0.60mL5.00mg/mL硫酸銅溶液,然后向各比色管中加入5.00mL0.60mg/mL的乙醇溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液,選取編號為1～3的比色管,標(biāo)記為對照體系。再向4～6號的管中加入一定量的干擾離子溶液(0.01g/mL氯化鈣溶液,0.1g/mL氯化鋅溶液,0.1g/mL氯化鈉溶液,0.1g/mL氯化鉀溶液,0.001g/mL氯化鎂溶液,0.1g/mL硫酸錳溶液,0.001g/mL氯化鐵)。用蒸餾水定容至25mL刻度線處,蓋上瓶塞,振蕩搖勻。將管置于90℃的恒溫水浴鍋中加熱10min,后立即取出,嚴(yán)格控制時(shí)間,之后進(jìn)行流水冷卻3min。以蒸餾水作為參比,在540nm波長處,測各個(gè)管的吸光度值,并記錄。該實(shí)驗(yàn)允許相對誤差在±5%之內(nèi)。

1.3.11樣品的測定

(1)樣品前處理

取5種樣品酒,將每個(gè)樣品進(jìn)行編號1～5,取1.00mL樣品于1000mL容量瓶中,加蒸餾水定容至刻度,搖勻,備用。

(2)樣品測定

取18支規(guī)格相同的10mL具塞比色管,并編號1～18,將18支比色管按從小到大的順序分為6組,1～3為第1組;4～6為第2組;7～9為第3組;10～12為第4組;13～15為第5組;16～18為第6組;按照1.3的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),按照回歸方程計(jì)算出每種樣品的酒精度。

(3)回收率的測定

取18支規(guī)格相同的25mL具塞比色管,并編號1～18,將18支比色管按從小到大的順序分為6組,3個(gè)一組,1～3為第1組;4～6為第2組;7～9為第3組;10～12為第4組;13～15為第5組;16～18為第6組;按照1.3的實(shí)驗(yàn)方法依次加入試劑,然后向第2、3、4、5、6組分別加入5個(gè)樣品,之后再向第2、3、4、5、6組分別加入7.00mL濃度為0.60mg/mL的乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液,后第一組為非催化體系,加蒸餾水至刻度,每組分別進(jìn)行加熱,溫度和加熱時(shí)間都嚴(yán)格控制,測定每組在波540nm處的吸光度,求出3次吸光度A的平均值,由催化體系的平均值A(chǔ)1減去非催化體系的平均值A(chǔ)2,計(jì)算出ΔA的值,按照回歸方程計(jì)算出每種樣品的酒精度。

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