1、大家好大家好第十章第十章重金属含量的测定重金属含量的测定 食品中所含的元素有食品中所含的元素有50多种。多种。1、分类：、分类：从营养学的角度，可分为必需元素、非必需从营养学的角度，可分为必需元素、非必需元素和有毒元素三类；元素和有毒元素三类；从人体需要的角度，可分为常量元素（含量从人体需要的角度，可分为常量元素（含量在在0.01%以上）、微量元素（含量低于以上）、微量元素（含量低于0.01%）两类。两类。第一节第一节 概述概述常量元素：需求比例较大如钾、钠、钙、镁、磷、常量元素：需求比例较大如钾、钠、钙、镁、磷、氯、硫等；（氯、硫等；（50ug/g(ml)）人体必需的微量元素有：碘、锌、硒、
2、铁、铜、钼、人体必需的微量元素有：碘、锌、硒、铁、铜、钼、铬、钴；铬、钴；有毒元素：其极小的剂量即可导致机体呈现毒性反有毒元素：其极小的剂量即可导致机体呈现毒性反应，而且人体中具有蓄积性，随着在人体内的蓄积应，而且人体中具有蓄积性，随着在人体内的蓄积量的增加，机体会出现各种中毒反应，如汞、镉、量的增加，机体会出现各种中毒反应，如汞、镉、铅、砷等；铅、砷等；限量元素：按食品卫生的要求有一定限量规定的元限量元素：按食品卫生的要求有一定限量规定的元素，包括：必需微量元素及有害元元素。素，包括：必需微量元素及有害元元素。重金属污染重金属污染 重金属：密度在重金属：密度在5以上的金属统称为重金以上的金属
3、统称为重金属，如金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、属，如金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等。铬和汞等。从污染方面所说的重金属，实际上主要是从污染方面所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也指具有一定毒性的一性显著的重金属，也指具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等。般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等。目前最引起人们注意的是汞、镉、铬等。目前最引起人们注意的是汞、镉、铬等。重金属的危害重金属的危害重金属离子对活的有机体有严重的毒理效应。重金属离子对活的有机体有严重的毒理效应。重金属对人体的危害，一方面通过直接饮用
4、重金属对人体的危害，一方面通过直接饮用造成重金属中毒而损害人体健康；另一方面，造成重金属中毒而损害人体健康；另一方面，间接污染农产品和水产品，通过食物链对人间接污染农产品和水产品，通过食物链对人体健康构成威胁。体健康构成威胁。重金属能抑制人体化学反应酶的活动，使细重金属能抑制人体化学反应酶的活动，使细胞质中毒，从而伤害神经组织，还可导致直胞质中毒，从而伤害神经组织，还可导致直接的组织中毒，损害人体解毒功能的关键器接的组织中毒，损害人体解毒功能的关键器官官肝、肾等组织。肝、肾等组织。 2、检测意义、检测意义 评价食品的营养价值评价食品的营养价值开发和生产强化食品具有指导意义开发和生产强化食品具有
5、指导意义有利于食品加工工艺的改进和食品质量的提高有利于食品加工工艺的改进和食品质量的提高了解食品污染情况，以便查清和控制污染源了解食品污染情况，以便查清和控制污染源3.食物中微量元素的来源食物中微量元素的来源v（1 1）自然环境的影响）自然环境的影响v（2 2）食品在加工、包装、贮存中的污染）食品在加工、包装、贮存中的污染v（3 3）环境污染）环境污染第二节第二节 元素的提取与分离元素的提取与分离 这些元素都以金属有机化合物的形式存在这些元素都以金属有机化合物的形式存在于食品中，要测定这些元素先要进行样品预于食品中，要测定这些元素先要进行样品预处理：处理：破坏有机物破坏有机物干法灰化和湿法氧化
6、，释放出干法灰化和湿法氧化，释放出被测元素。以不丢失要测的成分为原则。被测元素。以不丢失要测的成分为原则。 破坏有机物后的样液中，多数情况下待测元素破坏有机物后的样液中，多数情况下待测元素浓度很低，另外还有其它元素的干扰，所以要浓度很低，另外还有其它元素的干扰，所以要浓缩和除去干扰。浓缩和除去干扰。湿法氧化湿法氧化v1 1、概念：在样品中加入强氧化剂如浓硫酸、浓硝、概念：在样品中加入强氧化剂如浓硫酸、浓硝酸、高氯酸等，把样品消化从而分解有机物为无机酸、高氯酸等，把样品消化从而分解有机物为无机物的方法。物的方法。v常用于某些极易散失的物质的预处理。常用于某些极易散失的物质的预处理。v优点：反应在
7、溶液中进行，温度较低，标准加料回优点：反应在溶液中进行，温度较低，标准加料回收率在收率在90%90%以上，故应用广。以上，故应用广。v缺点：使用腐蚀性试剂，操作人员不能离开，有试缺点：使用腐蚀性试剂，操作人员不能离开，有试剂空白。剂空白。常用的强氧化剂常用的强氧化剂v浓硝酸：对蛋白质最佳，其次是糖类，对脂肪效果浓硝酸：对蛋白质最佳，其次是糖类，对脂肪效果很差。很差。v浓硫酸：脱水，对脂肪最佳。浓硫酸：脱水，对脂肪最佳。v高氯酸：最强酸，消化时温度要控制低一点，对脂高氯酸：最强酸，消化时温度要控制低一点，对脂肪、蛋白质、糖类消化均好，但杂质多，一般不单肪、蛋白质、糖类消化均好，但杂质多，一般不单
8、独使用。独使用。v过氧化氢：消化能力差，主要用于促消化，配合浓过氧化氢：消化能力差，主要用于促消化，配合浓硫酸和浓硝酸的消化。硫酸和浓硝酸的消化。v实际工作中多使用混合的氧化剂。实际工作中多使用混合的氧化剂。被测组分的分离与浓缩被测组分的分离与浓缩 比色法测定：比色法测定：用合适的金属螯合剂在一定用合适的金属螯合剂在一定条件下与被测金属离子生成金属螯合物，条件下与被测金属离子生成金属螯合物，然后用有机溶剂进行液液萃取，使金属螯然后用有机溶剂进行液液萃取，使金属螯合物进入有机相从而达到分离与浓缩。合物进入有机相从而达到分离与浓缩。 原子吸收分光光度法：原子吸收分光光度法：测痕量元素则用离测痕量元
9、素则用离子交换法分离、提纯金属离子或除去干扰子交换法分离、提纯金属离子或除去干扰离子。离子。一、螯合萃取原理一、螯合萃取原理 1、样品溶液：、样品溶液： 金属离子金属离子+螯合剂螯合剂=金属螯合物（金属螯合物金属螯合物（金属螯合物溶于有机溶剂，如果有色可进行比色测定）溶于有机溶剂，如果有色可进行比色测定） 有机相有机相 水水+其它组成其它组成 水相水相2、此法为液、此法为液液溶剂萃取法。液溶剂萃取法。优点：较高的灵敏度，选择性，分离效果好，设优点：较高的灵敏度，选择性，分离效果好，设备简单，操作快速。备简单，操作快速。 缺点：工作量较大，耗用试剂，溶剂较高，有缺点：工作量较大，耗用试剂，溶剂较
10、高，有的试剂易挥发，易燃，有毒等。的试剂易挥发，易燃，有毒等。金属离子在未成螯合物之前，受水分子极性作用，金属离子在未成螯合物之前，受水分子极性作用，以水合离子形式存在，为亲水性，难溶于有机溶以水合离子形式存在，为亲水性，难溶于有机溶剂，故不好直接用有机溶剂萃取。剂，故不好直接用有机溶剂萃取。选择适当的金属螯合剂可将金属离子变为疏水性选择适当的金属螯合剂可将金属离子变为疏水性的金属螯合物，然后再萃取。的金属螯合物，然后再萃取。物质能否有亲水性，主要看其是否能与水子形成物质能否有亲水性，主要看其是否能与水子形成氢键。氢键。二、螯合反应与亲水性二、螯合反应与亲水性三、萃取分离的基本原理三、萃取分离
11、的基本原理1、分配系数、分配系数l 萃取时，有两相互不相溶，一相为水相，萃取时，有两相互不相溶，一相为水相，一相为有机相，物质一相为有机相，物质A 在两相中存在量不同。在两相中存在量不同。在一定温度下，分配达到平衡。在一定温度下，分配达到平衡。A在两相中在两相中活度比不再变，即活度比不再变，即PD，KD为常数。为常数。PDA = A有有/A水水l 浓度很低时，用浓度代替活度浓度很低时，用浓度代替活度。KD = A有有 / A水水 2、分配比、分配比 D = C有有 / C水水l C有有溶质在有机相中聚合、络合等总浓溶质在有机相中聚合、络合等总浓度度l C水水溶质在水相中聚合、络合、水解的溶质在
12、水相中聚合、络合、水解的总浓度总浓度3、萃取百分率、萃取百分率E：表示萃取的完全程度：表示萃取的完全程度 E =（被萃取物在有机相中的总量（被萃取物在有机相中的总量 / 被萃取被萃取物的总量）物的总量） 100%1、常用的螯合剂、常用的螯合剂实际应用的，目前已达实际应用的，目前已达100多种；多种；食品分析中常用的：食品分析中常用的：双硫腙（双硫腙（DZ）、）、二乙基二硫代甲酸钠（二乙基二硫代甲酸钠（NaDDTC）、）、丁二酮肟、丁二酮肟、铜铁试剂铜铁试剂 CuP （N亚硝基苯胲铵）亚硝基苯胲铵）这些螯合剂与金属离子生成金属螯合物，相当稳定，难这些螯合剂与金属离子生成金属螯合物，相当稳定，难溶
13、于水，易溶于有机溶剂，许多带有颜色可直接比色。溶于水，易溶于有机溶剂，许多带有颜色可直接比色。 四、萃取平衡与条件四、萃取平衡与条件2、金属螯合物的萃取平衡、金属螯合物的萃取平衡用有机溶剂萃取金属螯合物，金属在有机用有机溶剂萃取金属螯合物，金属在有机相和水相中的分配比与许多因素有关，当相和水相中的分配比与许多因素有关，当其他因素固定下来以后，金属分配率与其他因素固定下来以后，金属分配率与pH有关。有关。3、影响分配比值的几个因素：、影响分配比值的几个因素：（1）螯合剂的影响：螯合剂与金属离子生）螯合剂的影响：螯合剂与金属离子生成的螯合物越稳定，萃取效率就越高。成的螯合物越稳定，萃取效率就越高。
14、（2）pH的影响：的影响：pH 越高，有利于萃取，越高，有利于萃取，但金属离子可能发生水解反应。但金属离子可能发生水解反应。（3）萃取溶剂的选择：溶剂是否有利于萃取的分）萃取溶剂的选择：溶剂是否有利于萃取的分离主要取决于它们的物理性质和化学性质。离主要取决于它们的物理性质和化学性质。一般尽量采用惰性溶剂，避免产生副反应。一般尽量采用惰性溶剂，避免产生副反应。根据螯合物的结构，由相似相溶原理来选：根据螯合物的结构，由相似相溶原理来选：含烷基螯合物选卤代烃（含烷基螯合物选卤代烃（CCl4、CHCl3等），等），含芳香基螯合物选芳香烃（苯、甲苯等）。含芳香基螯合物选芳香烃（苯、甲苯等）。溶剂的相对密
15、度与溶液差别要大、粘度小。溶剂的相对密度与溶液差别要大、粘度小。无毒。无特殊气体、挥发性较小。无毒。无特殊气体、挥发性较小。4、干扰离子的消除、干扰离子的消除l 控制酸度：控制溶液的控制酸度：控制溶液的pH值值l 使用掩蔽剂使用掩蔽剂l 例：例：KCN 可掩蔽可掩蔽 Zn2+、Cu2+l 柠檬酸铵可掩蔽柠檬酸铵可掩蔽 Ca2+、Mg2+、AL3+、Fe3+l EDTA可以掩蔽除可以掩蔽除 Hg2+、Au2+ 以外许多金属以外许多金属离子离子。l 改变干扰离子化合价：螯合往往与元素的改变干扰离子化合价：螯合往往与元素的一种化合价形式作用，加入相应的氧化一种化合价形式作用，加入相应的氧化（还原）剂
16、实现。（还原）剂实现。第三节第三节 几种限量元素的测定几种限量元素的测定原子吸收分光光度法（可测定原子吸收分光光度法（可测定70多种元素，检出限多种元素，检出限10-8）紫外紫外-可见分光光度法（金属离子）可见分光光度法（金属离子）原子荧光光谱法（原子荧光光谱法（As、Bi、Pb、Sn、Se、 Sb、Te、Zn、Cd （ g/L ）电感耦合等离子体原子发射光谱电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES) (70多种元多种元素素)电感耦合等离子体质谱电感耦合等离子体质谱(ICP-MS) （多元素同时分析，（多元素同时分析，检出限：检出限：10-12 g/mL ）形态分析，联用技术（形态分析，联
17、用技术（HPLC-ICP-MS，CE-ICP-MS）一、原子吸收光谱分析法一、原子吸收光谱分析法利用物质的气态原子对特定波长的光的吸收来进利用物质的气态原子对特定波长的光的吸收来进行分析的方法。行分析的方法。原理：使原理：使光源辐射出的待测元素的特征光谱通过光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的原子蒸汽时，被待测元素的基态原子所吸样品的原子蒸汽时，被待测元素的基态原子所吸收，在一定范围与条件下，入射光被吸收而减弱收，在一定范围与条件下，入射光被吸收而减弱的程度与样品中待测元素的含量呈正相关，由此的程度与样品中待测元素的含量呈正相关，由此可得出样品中待测元素的含量。可得出样品中待测元素的含量。
18、基本点是基本点是：基态自由原子可以吸收特定波长的光：基态自由原子可以吸收特定波长的光。 原子分光光度计由原子分光光度计由光源光源、原子化系统原子化系统、分分光系统光系统及及检测显示系统检测显示系统四个部分构成。四个部分构成。（一）原子吸收分光光度计（一）原子吸收分光光度计1 1、光源：、光源：光源应满足的条件：光源应满足的条件： 1 1）能辐射出半宽度比吸收线半宽度还窄的）能辐射出半宽度比吸收线半宽度还窄的谱线，并且发射线的中心频率应与吸收线的中谱线，并且发射线的中心频率应与吸收线的中心频率相同。心频率相同。2 2）辐射的强度应足够大。）辐射的强度应足够大。3 3）辐射光的强度要稳定，且背景小
19、。）辐射光的强度要稳定，且背景小。常用光源：空心阴极灯常用光源：空心阴极灯 钨棒构成的阳极和一个圆柱形的空心钨棒构成的阳极和一个圆柱形的空心阴极，阴极，空心阴极是由待测元素的纯金属或空心阴极是由待测元素的纯金属或合金构成，合金构成，或者由空穴内衬有待测元素的或者由空穴内衬有待测元素的其它金属构成。其它金属构成。 2 2、原子化器、原子化器原子化器是将样品中的待测组份转化为基原子化器是将样品中的待测组份转化为基态原子的装置。态原子的装置。火焰原子化器：是利用气体燃烧形成的火火焰原子化器：是利用气体燃烧形成的火焰来进行原子化的。焰来进行原子化的。非火焰原子化法：非火焰原子化法：石墨炉子化器石墨炉子
20、化器氢化物原子化器氢化物原子化器石墨炉原子化器与火焰原子化器比较有如石墨炉原子化器与火焰原子化器比较有如下优点：下优点：原子化效率高，可达到原子化效率高，可达到90%90%以上，而后者只有以上，而后者只有10%10%左右。左右。绝对灵敏度高（可达到绝对灵敏度高（可达到1010-12-121010-14-14），试样用），试样用量少。适合于低含量及痕量组分的测定。量少。适合于低含量及痕量组分的测定。温度高，在惰性气氛中进行且有还原性温度高，在惰性气氛中进行且有还原性C C存在，存在，有利于易形成难离解氧化物的元素的离解和原有利于易形成难离解氧化物的元素的离解和原子化。子化。3 3、分光系统一般用
21、光栅来进行分光、分光系统一般用光栅来进行分光4 4、检测系统包括检测器、放大器、对数转、检测系统包括检测器、放大器、对数转换器、显示器几部分。换器、显示器几部分。定量分析方法：定量分析方法：1 1、标准曲线法：配制一系列不同浓度的待测元素标、标准曲线法：配制一系列不同浓度的待测元素标准溶液，在选定的条件下分别测定其吸光度，以测得准溶液，在选定的条件下分别测定其吸光度，以测得的吸光度的吸光度A A为纵坐标，浓度为横坐标作图，得到标准为纵坐标，浓度为横坐标作图，得到标准曲线。再在相同条件下测定试液的吸光度，由标准曲曲线。再在相同条件下测定试液的吸光度，由标准曲线上就可求得待测元素的浓度或含量。线上
22、就可求得待测元素的浓度或含量。 2 2、标准加入法：取两份体积相同的试样溶液，设为、标准加入法：取两份体积相同的试样溶液，设为A A和和B B，在，在B B中加入一定量的待测元素，然后分别将中加入一定量的待测元素，然后分别将A A和和B B稀释到相同体积，再分别测定其吸光度。稀释到相同体积，再分别测定其吸光度。（二）原子吸收光谱（二）原子吸收光谱法法注意事项：注意事项：配制标准溶液时，应尽量选用与试样组成接近的标准配制标准溶液时，应尽量选用与试样组成接近的标准样品，并用相同的方法处理。如用纯待测元素溶液作样品，并用相同的方法处理。如用纯待测元素溶液作标准溶液时，为提高测定的准确度。可放入定量的
23、基标准溶液时，为提高测定的准确度。可放入定量的基体元素。体元素。应尽量使得测定范围在应尽量使得测定范围在T=30T=3090%90%之间（即之间（即A=0.05A=0.050.50.5），此时的测量误差较小。），此时的测量误差较小。每次测定前必须用标准溶液检查，并保持测定条件的每次测定前必须用标准溶液检查，并保持测定条件的稳定。稳定。应扣除空白值，为此可选用空白溶液调零。应扣除空白值，为此可选用空白溶液调零。1 1、原理：、原理： 样品湿法消化处理后，导入原子吸收分光光度计样品湿法消化处理后，导入原子吸收分光光度计中，经原子化，铁、镁、锰、铜、锌分别在波长中，经原子化，铁、镁、锰、铜、锌分别在
24、波长248.3nm、285.2nm、279.5nm、324.8nm、213.8nm处，对铁、镁、锰、铜、锌空心阴极灯处，对铁、镁、锰、铜、锌空心阴极灯发射的谱线有特异吸收。在一定浓度范围内，其发射的谱线有特异吸收。在一定浓度范围内，其吸收值与它们的含量成正比，与标准系列比较后吸收值与它们的含量成正比，与标准系列比较后能求出食品中被测元素的含量。能求出食品中被测元素的含量。二、食品中铁、镁、锰、铜、锌的测定二、食品中铁、镁、锰、铜、锌的测定2 2、仪器：、仪器：原子吸收分光光度计；原子吸收分光光度计；分析天平。分析天平。 3 3、试剂：、试剂： 盐酸；盐酸；硝酸；硝酸；高氯酸；高氯酸； 混合酸消
25、化液：硝酸与高氯酸之比为混合酸消化液：硝酸与高氯酸之比为4:14:1（体积（体积比）比） 0.5mol/L0.5mol/L硝酸溶液：量取硝酸溶液：量取45mL45mL硝酸，用去离子水硝酸，用去离子水稀释至稀释至1000mL1000mL 铁、镁、锰、铜、锌的标准溶液：直接购买储备铁、镁、锰、铜、锌的标准溶液：直接购买储备液，然后用液，然后用0.5mol/L0.5mol/L硝酸溶液稀释成所需要的浓度，硝酸溶液稀释成所需要的浓度，储存在聚乙烯瓶中，储存在聚乙烯瓶中，4 4 保存。保存。4、测定：、测定：v 样品消化：样品消化：精确称取均匀样品干样精确称取均匀样品干样0.51.5g、湿样湿样 2.04
26、.0g、饮料等液体样品、饮料等液体样品5.010.0mL于于250mL高型烧杯中，加混合酸消化液高型烧杯中，加混合酸消化液2030mL，盖上表面皿。置于电炉加热消化，至无色透明为盖上表面皿。置于电炉加热消化，至无色透明为止。加入止。加入3mL去离子水，加热以挥去多余的硝酸。去离子水，加热以挥去多余的硝酸。待烧杯中的液体接近待烧杯中的液体接近23mL时，取下冷却。用去时，取下冷却。用去离子水洗并转移至离子水洗并转移至10mL的刻度试管中，用去离子的刻度试管中，用去离子水定容至刻度。水定容至刻度。v取与消化样品相同量的混合酸消化液，按上述操取与消化样品相同量的混合酸消化液，按上述操作做空白试验。作
27、做空白试验。v 测定：测定：v将各标准使用液按下表配制成不同浓度系将各标准使用液按下表配制成不同浓度系列的各相应元素的标准稀释液列的各相应元素的标准稀释液v按仪器说明书调节狭缝、空气及乙炔的流按仪器说明书调节狭缝、空气及乙炔的流量、灯头高度、元素空心阴极灯电流等参量、灯头高度、元素空心阴极灯电流等参数至最佳状态，下表为测定时的参数，供数至最佳状态，下表为测定时的参数，供参考。参考。v绘制标准曲线：以标准系列的浓度值为横坐标，绘制标准曲线：以标准系列的浓度值为横坐标，各元素对应的吸光度为纵坐标绘制标准曲线。各元素对应的吸光度为纵坐标绘制标准曲线。v计算：计算：)100/(1000100)(0gm
28、gmfVX5 5、说明及注意事项：、说明及注意事项： 所用玻璃仪器均以硫酸所用玻璃仪器均以硫酸- -重铬酸钾洗液浸泡数小时，再用洗衣粉充重铬酸钾洗液浸泡数小时，再用洗衣粉充分洗刷，后用水反复冲洗，最后用去离子水冲洗烘干，方可使用。分洗刷，后用水反复冲洗，最后用去离子水冲洗烘干，方可使用。 微量元素分析的样品制备过程中应特别注意防止各种污染。所用设微量元素分析的样品制备过程中应特别注意防止各种污染。所用设备如电磨、绞肉机、匀浆器、打碎机等必须不锈钢制品。所用容器必备如电磨、绞肉机、匀浆器、打碎机等必须不锈钢制品。所用容器必须使用玻璃或聚乙烯制品。须使用玻璃或聚乙烯制品。 蔬菜、水果、鲜鱼、鲜肉等
29、含水量高的样品用水冲洗干净后，再用蔬菜、水果、鲜鱼、鲜肉等含水量高的样品用水冲洗干净后，再用去离子水充分洗净。含水量小的样品（如米、面、豆类、奶粉等）取去离子水充分洗净。含水量小的样品（如米、面、豆类、奶粉等）取样后立即装容器密封保存，防止空气中的灰尘和水分污染。样后立即装容器密封保存，防止空气中的灰尘和水分污染。 由于火焰原子法的原子化程度较低，且待测元素的蒸汽被火焰气体由于火焰原子法的原子化程度较低，且待测元素的蒸汽被火焰气体大量稀释，对于要求灵敏度较高的一些重金属含量测定，石墨炉原子大量稀释，对于要求灵敏度较高的一些重金属含量测定，石墨炉原子法是理想的选择。（如铅、镉、铬等元素的测定国标
30、中都选用石墨炉法是理想的选择。（如铅、镉、铬等元素的测定国标中都选用石墨炉原子法作为第一法）。原子法作为第一法）。原理：样品经消解（可选用干法灰化、湿法消化、原理：样品经消解（可选用干法灰化、湿法消化、微波消解法中的任何一种），制成试样液，按照仪微波消解法中的任何一种），制成试样液，按照仪器说明书调节有关参数至最佳状态，以标准曲线法器说明书调节有关参数至最佳状态，以标准曲线法进行定量计算。进行定量计算。测定参数：测定参数：三、食品中铅、镉、铬的测定三、食品中铅、镉、铬的测定石墨炉原子化法石墨炉原子化法（一）双硫腙的性质（一）双硫腙的性质1、溶解特性：、溶解特性：双硫腙，紫黑色结晶粉末，可溶于双
31、硫腙，紫黑色结晶粉末，可溶于CHCl3及及CCl4中；不溶于水，又不溶于酸，微溶于中；不溶于水，又不溶于酸，微溶于乙醇，可溶于氨碱性水溶液。乙醇，可溶于氨碱性水溶液。2、易氧化：、易氧化：在有氧化剂（例如在有氧化剂（例如Fe3+、Cu2+等）存在，等）存在，日光照射下易氧化为二苯硫卡巴二腙，此氧化物不日光照射下易氧化为二苯硫卡巴二腙，此氧化物不溶于酸性或碱性水溶液，但溶于溶于酸性或碱性水溶液，但溶于CHCl3或或CCl4中，中，呈黄色至棕色，不与金属起鳌合反应。另外呈黄色至棕色，不与金属起鳌合反应。另外, 为了防为了防止样品中的止样品中的Fe3+或或Cu2+氧化二硫腙，应在水溶液中氧化二硫腙，
32、应在水溶液中加入还原剂盐酸羟胺。加入还原剂盐酸羟胺。 四、双硫腙比色法测四、双硫腙比色法测 Pb、Zn、Cd、Hg的含量的含量3、双硫腙与金属离子的反应、双硫腙与金属离子的反应在酸性溶液中并有过量双硫腙存在时生成单取代在酸性溶液中并有过量双硫腙存在时生成单取代双硫腙盐，即双硫腙盐，即1个双硫腙分子中有个双硫腙分子中有1个个H原子被金属原子被金属离子所取代，二价金属离子则同时与离子所取代，二价金属离子则同时与2个双硫腙分个双硫腙分子反应。子反应。在碱性溶液中或双硫腙量不足时、生成二代（双在碱性溶液中或双硫腙量不足时、生成二代（双取代）双硫腙盐，即取代）双硫腙盐，即1个双硫腙分子中有个个双硫腙分子
33、中有个H原子原子同时被金属离子所取代。同时被金属离子所取代。4、 二硫腙盐的萃取性能二硫腙盐的萃取性能主要决定于水相中的主要决定于水相中的pH值和二硫腙试剂的浓度。值和二硫腙试剂的浓度。稳定性较高的二硫腙盐，如稳定性较高的二硫腙盐，如Pt，Pd，Au，Ag，Hg，Cu等的二硫腙盐，可从强酸性溶液中萃取；等的二硫腙盐，可从强酸性溶液中萃取；Bi、Zn、In、Sn等的二硫腙盐则可以从微酸性溶等的二硫腙盐则可以从微酸性溶液中萃取；而液中萃取；而Co、Ni、Pb和和Cd等的二硫腙盐只等的二硫腙盐只能从中性或碱性溶液中萃取。能从中性或碱性溶液中萃取。某些金属离子有氧化双硫腙的性质，在水溶液中某些金属离子
34、有氧化双硫腙的性质，在水溶液中加入盐酸羟胺，可阻止氧化作用。加入盐酸羟胺，可阻止氧化作用。5、选择性：、选择性：二硫腙可与许多金属离子起反应，故二硫腙可与许多金属离子起反应，故其选择性不高，但可以通过控制其选择性不高，但可以通过控制pH值和应用掩蔽值和应用掩蔽剂来提高它的选择性。常用的掩蔽剂有：剂来提高它的选择性。常用的掩蔽剂有：EDTA，硫氰化物，氰化物，柠檬酸盐和酒石酸盐等。硫氰化物，氰化物，柠檬酸盐和酒石酸盐等。6、比色特性：、比色特性：二硫腙与不同的金属离子所生成的二硫腙与不同的金属离子所生成的金属鳌合物颜色从紫红色到橙黄色不等，当有机金属鳌合物颜色从紫红色到橙黄色不等，当有机相相(如
35、氯仿如氯仿, 四氯化碳四氯化碳)中过量的二硫腙很少时进行中过量的二硫腙很少时进行比色测定，近似于单色法；一般的情况下有机相比色测定，近似于单色法；一般的情况下有机相中都有过量的二硫腙，此时的比色测定称为混色中都有过量的二硫腙，此时的比色测定称为混色法，故要求二硫腙使用液的浓度都很低，一般在法，故要求二硫腙使用液的浓度都很低，一般在0.0010.0005（W/V）。）。1、原理：、原理：在碱性（在碱性（pH值在值在9左右）溶剂中，左右）溶剂中，Pb2+与双硫腙与双硫腙形成红色络合物，溶于氯仿或形成红色络合物，溶于氯仿或CCl4中，红色深浅中，红色深浅与铅离子浓度成正比，比色测定。与铅离子浓度成正
36、比，比色测定。2、样品预处理、样品预处理干法灰化：干法灰化：500湿法氧化：浓硫酸与浓硝酸湿法氧化：浓硫酸与浓硝酸（二）铅的测定（二）铅的测定（Pb）、干扰离子的消除、干扰离子的消除v样液中可能存在的干扰离子有样液中可能存在的干扰离子有Fe3+、Sn4+、Cu2+、Cd2 + 、Zn2+等等vFe3+ 与与KCN在碱性条件下生成高铁氰化物，能氧化双在碱性条件下生成高铁氰化物，能氧化双硫腙。硫腙。v加加NH2OHHCL： Fe3+ Fe+ ，同时，同时Sn4+ Sn+vFe+ 、Sn+ 、 Cd2+ 等均可与双硫腙作用生成有色物等均可与双硫腙作用生成有色物质，需要除去。质，需要除去。v加入掩蔽剂
37、加入掩蔽剂KCN：除去：除去Fe+ 、Sn+ 、 Cd2 + 、Cu2+、Zn2+ 、Hg2+等等v柠檬酸铵：除去柠檬酸铵：除去Ca2+、Mg2+ 、缓冲、缓冲pH值（防止在碱性值（防止在碱性条件下碱土金属沉淀的生成）条件下碱土金属沉淀的生成）、试剂、试剂v四氯化碳（四氯化碳（.R.R）、酚红指示剂、）、酚红指示剂、v20%KCN20%KCN、50%50%柠檬酸铵、柠檬酸铵、20%20% NHNH2 2OHHCLOHHCL、v铅标准溶液（铅标准溶液（ug/ml）：用）：用HNO3来溶解来溶解Pb(NO3)2(用于标定双硫腙溶液用于标定双硫腙溶液)v 0.001%双硫腙溶液（溶于双硫腙溶液（溶于
38、CCl4 ）、测定v（）绘制标准曲线：取铅标准液（）绘制标准曲线：取铅标准液0、0.10、 0.0 、0.0 、0.0、 0.0 ml于于100ml的分液的分液漏斗中漏斗中以下同样品操作以下同样品操作v（）样品测定：吸收处理后样（）样品测定：吸收处理后样10ml于于100ml的分液漏斗中的分液漏斗中加加20柠檬酸铵柠檬酸铵2ml20盐酸盐酸羟铵羟铵1ml酚红指示剂酚红指示剂2d 用浓氨水调用浓氨水调pH值值8.5-9.0（颜色由黄（颜色由黄微红色）微红色）加加0%氰化钾氰化钾1ml 摇匀摇匀加双硫腙氯仿使用液加双硫腙氯仿使用液摇动后分层摇动后分层将氯仿层放入干净的将氯仿层放入干净的10ml比色
39、管中比色管中再加再加1ml硫腙氯仿使用液硫腙氯仿使用液重复上述操作至加入双硫腙液重复上述操作至加入双硫腙液振摇后四氯化碳层不变色振摇后四氯化碳层不变色540nm下测定下测定 从标准曲线上查出相应的含量从标准曲线上查出相应的含量 。 、注意：、注意： 双硫腙法用氰化钾作掩蔽剂，不要任意增加浓度和用双硫腙法用氰化钾作掩蔽剂，不要任意增加浓度和用量以免干扰铅的测定。量以免干扰铅的测定。 氰化钾，剧毒，不能用手接触，必须在溶液调至碱性再氰化钾，剧毒，不能用手接触，必须在溶液调至碱性再加入。废的氰化钾溶液应加加入。废的氰化钾溶液应加NaOH和和FeSO4(亚铁亚铁)，使其变，使其变成亚铁氰化钾再倒掉。成
40、亚铁氰化钾再倒掉。 如果样品中含如果样品中含Ca、Mg的磷酸盐时，不要加柠檬酸铵，的磷酸盐时，不要加柠檬酸铵，避免生成沉淀带走使铅损失。避免生成沉淀带走使铅损失。 样品中含锡量样品中含锡量150mg时，要设法让其变成溴化锡，而时，要设法让其变成溴化锡，而蒸发除去，以免产生偏锡酸而使铅丢失。蒸发除去，以免产生偏锡酸而使铅丢失。 测铅要用硬质玻璃皿，提前用测铅要用硬质玻璃皿，提前用1-10% HNO3浸泡，再用浸泡，再用水冲洗干净。水冲洗干净。（三）锌的测定（三）锌的测定（Zn）p3131、原理：、原理：在在pH 4.5-5.5，锌离子与双硫腙生成红色，锌离子与双硫腙生成红色络合物，此络合物溶于络
41、合物，此络合物溶于CCl4，于，于520nm比比色测定。其它金属离子靠加入硫代硫酸钠、色测定。其它金属离子靠加入硫代硫酸钠、柠檬酸铵溶液和柠檬酸铵溶液和pH值的控制。值的控制。、干扰离子的去除、干扰离子的去除vFe 、Al：柠檬酸铵柠檬酸铵vCu2+、 Hg+ 、Cd2 + 、 Sn+ 、 Pb2+ 、 (Zn2+)：HCl以上离子全部进入水相以上离子全部进入水相调调pH. Na2S2O3 掩蔽了掩蔽了Cu2+、 Hg+ 、Cd2 + 、 Sn+ 、 Pb2+ 加双硫腙加双硫腙Zn2+进入有机相进入有机相、测定、测定v（）标准曲线绘制（）标准曲线绘制v（）样品测定（）样品测定、要领：、要领：（
42、1）锌标准曲线重现性差，平行作）锌标准曲线重现性差，平行作1-2份标准份标准锌，以进行校正。锌，以进行校正。（2）硫代硫酸钠不能任意增加，因为它也是）硫代硫酸钠不能任意增加，因为它也是络合物。络合物。（3）本法灵敏度较高，必须严格控制）本法灵敏度较高，必须严格控制pH值，值，同时所用水应为无锌水，经阴、阳离子交换树同时所用水应为无锌水，经阴、阳离子交换树酯纯化。器皿也先用硝酸溶液洗涤，然后再用酯纯化。器皿也先用硝酸溶液洗涤，然后再用无离子水冲洗干净。无离子水冲洗干净。（四）镉的测定（四）镉的测定（Cd）p2791、原理：、原理：样品经消化后，镉离子在碱性溶液中可与双硫腙生样品经消化后，镉离子在
43、碱性溶液中可与双硫腙生成红色络合物，成红色络合物， 溶于三氯甲烷，加入柠檬酸铵和控溶于三氯甲烷，加入柠檬酸铵和控制制pH值可以掩蔽其它金属离子的干扰。络合物颜色值可以掩蔽其它金属离子的干扰。络合物颜色的深浅与镉的浓度成正比，在波长的深浅与镉的浓度成正比，在波长510nm处测定吸处测定吸光度，与标准系列比较而进行定量。光度，与标准系列比较而进行定量。2 2、干扰离子的去除、干扰离子的去除v溶液中可能存在的金属离子：溶液中可能存在的金属离子：CdCd、CuCu、Hg Hg 、SnSn、PbPb、ZnZn、FeFe等等v(1)(1)用用NHNH4 4OHOH调调pHpH至至8 89 9，加柠檬酸铵，
44、用双硫腙，加柠檬酸铵，用双硫腙CClCCl3 3提取，提取， FeFe被分离。被分离。v(2)CCl(2)CCl3 3提取液用稀提取液用稀HClHCl处理处理CdCd、 ZnZn、 PbPb进入水相进入水相v(3)(3)水相用水相用NaOHNaOH调至其含量调至其含量5%5%v(4)(4)用双硫腙用双硫腙CClCCl4 4提取，提取， 有机相中只提取出有机相中只提取出CdCdv(5)(5)重复（重复（2 2）（）（4 4），得到有机层进行比色。），得到有机层进行比色。1、原理：、原理：样品经消化后，汞离子在酸性溶液样品经消化后，汞离子在酸性溶液(pH1-2)中可与双硫腙生成橙色络合物，中可与双
45、硫腙生成橙色络合物， 溶于三氯溶于三氯甲烷，络合物的颜色深浅与汞的浓度成正甲烷，络合物的颜色深浅与汞的浓度成正比，在波长比，在波长490nm处测定吸光度，与标准处测定吸光度，与标准系列比较而进行定量。系列比较而进行定量。（五）汞的测定（五）汞的测定（Hg）p272 2、试剂、试剂 （1）盐酸羟胺溶液）盐酸羟胺溶液(200gL) （2）双硫腙三氯甲烷溶液）双硫腙三氯甲烷溶液(0.5gL)： （3）双硫腙使用液：吸取）双硫腙使用液：吸取1.0mL双硫腙溶液，加三氯甲烷双硫腙溶液，加三氯甲烷至至10mL混匀。用混匀。用1cm比色杯，以三氯甲烷调节零点，于波比色杯，以三氯甲烷调节零点，于波长长490n
46、m处测吸光度处测吸光度(A)，用下式算出配制，用下式算出配制l00mL双硫腙使用双硫腙使用液液(70透光率透光率)所需双硫腙溶液的毫升数所需双硫腙溶液的毫升数(V)。要求双硫腙。要求双硫腙使用液的浓度控制在使用液的浓度控制在5-10mg/L，而透光率为，而透光率为70（即吸光（即吸光度为度为0.155）时，双硫腙使用液的浓度大约是）时，双硫腙使用液的浓度大约是5mg/LAAV55. 1)70lg2(10（4）汞标准溶液：精密称取）汞标准溶液：精密称取01354g经经干燥器干燥过的二氯化汞，加干燥器干燥过的二氯化汞，加 lmol/L硫酸硫酸使其溶解，移入使其溶解，移入100mL容量瓶中，并稀释容
47、量瓶中，并稀释至刻度。此溶液每毫升相当于至刻度。此溶液每毫升相当于1mg汞。汞。（5）汞标准使用液：）汞标准使用液：lmol/L 硫酸稀释至硫酸稀释至每毫升相当于每毫升相当于1 g汞。汞。3、样品消化：、样品消化：根据样品的含水量的多少称取（吸取）根据样品的含水量的多少称取（吸取）1050g（mL）样品，置于消化装置的锥形瓶中，加玻璃）样品，置于消化装置的锥形瓶中，加玻璃珠数粒，珠数粒，45mL硝酸、硝酸、15mL硫酸，转动锥形瓶，硫酸，转动锥形瓶，防止局部炭化。装上冷凝管后，小火加热，待开防止局部炭化。装上冷凝管后，小火加热，待开始发泡即停止加热发泡停止后加热回流始发泡即停止加热发泡停止后加
48、热回流2h。如。如加热过程中溶液变棕色，再加加热过程中溶液变棕色，再加 5mL硝酸，继续回硝酸，继续回流流2h，放冷，用适量水洗涤冷凝管，洗液并入消，放冷，用适量水洗涤冷凝管，洗液并入消化液中，取下锥形瓶，加水至总体积为化液中，取下锥形瓶，加水至总体积为150mL。取与消化样品相同量的硝酸、硫酸按同一方法做取与消化样品相同量的硝酸、硫酸按同一方法做试剂空白试验。试剂空白试验。4、测定：、测定： 取上述消化液（全量），加取上述消化液（全量），加 20mL水，水，在电炉上煮沸在电炉上煮沸 10min，除去二氧化氮等，放，除去二氧化氮等，放冷。冷。 于样品消化液及试剂空白液中各加于样品消化液及试剂空
49、白液中各加5高高锰酸钾溶液至溶液呈紫色，然后再加锰酸钾溶液至溶液呈紫色，然后再加 20盐盐酸羟胺溶液使紫色退去，加酸羟胺溶液使紫色退去，加 2滴溴麝香草酚滴溴麝香草酚蓝指示液，用氨水调节蓝指示液，用氨水调节pH，使橙红色变成橙，使橙红色变成橙黄色（黄色（pH12）。定量转移至）。定量转移至125mL分液漏分液漏斗中。斗中。 制备标准系列：吸取制备标准系列：吸取0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0mL汞标准使用液（相当于汞标准使用液（相当于 0.0、0.5、3.0、4.0、5.0、6.0 g汞），分别置于汞），分别置于125mL分液漏斗中，加分液漏斗中，加 5硫硫酸酸
50、10mL，再加水至，再加水至 40mL，混匀。再各加，混匀。再各加 20盐酸羟胺盐酸羟胺溶液溶液1mL，放置，放置20min，并时时振摇。，并时时振摇。 测定：于样品消化液，试剂空白液及标准液振摇放冷测定：于样品消化液，试剂空白液及标准液振摇放冷后的分液漏斗中加后的分液漏斗中加5.0mL双硫腙使用液，剧烈振摇双硫腙使用液，剧烈振摇 2min，静置分层后，经脱脂棉将三氯甲烷层滤入静置分层后，经脱脂棉将三氯甲烷层滤入1cm比色杯中，比色杯中，以三氯甲烷调节零点，在波长以三氯甲烷调节零点，在波长490nm处测吸光度。绘制成处测吸光度。绘制成标准曲线并定量。标准曲线并定量。5、结果计算：、结果计算：式
