甲基橙法测定加碘盐中碘含量-吸光度减弱法定量分析研究

第３１卷第２期　２０１５年Ｏ４月　有　色　矿　冶　Ｎ０Ｎ—ＦＥＲＲｏＵＳ　ＭＩＮＩＮＧ　ＡＮＤ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ　Ｖ０１．３１．№２　Ａｐｒｉｌ　２０１５　文章编号ｉ１００７—９６７Ｘ（２０１５）０２—４７—０５　甲基橙法测定加碘盐中碘含量一吸光度减弱法定量分析研究　常守森，王艳珠，周久茹　（中冶葫芦岛锌业股份有限公司，辽宁葫芦岛１２５００３）　摘要：甲基橙是还原性试剂，在可见光区吸收强度高；碘酸根是强氧化剂，在酸性介质中，两者定　量反应。过量的甲基橙的吸光度与碘酸根的量成线性关系，据此可测定加碘盐中的碘含　量。线性范围是（１．ＯＯ～１３．００）Ｘ　１０～ｇ／ｍＬ，和经典的化学法结果吻合。　关键词：加碘盐中碘含量；吸光度；减弱法　中图分类号：０６５７．３　文献标识码：Ａ　１　前　言　碘是人体必需的微量元素。最近的研究表明：　至少有二十种疾病和碘有关。缺碘会导致人体发育　及智力发育障碍，诱发各种疾病口］。为了补充人体　所必需的碘，各种加碘食品如雨后春笋般涌现出来。　本文就是基于此而产生的，将提出一种新的测　定碘酸根的方法。因为食盐中加入的碘是以ＫＩＯ。　形式存在，所以被选为研究对象。　收强度。¨４　２．２　实验原理　甲基橙是一种橙黄色粉末，俗称金莲橙Ｄ，是一　种偶氮类化合物，在ｐＨ＜３．１时显红色，在可见光　区有吸收，化学名是：对二甲基偶氮苯磺酸钠［３］，甲　基橙具有还原性，可以做氧化还原指示剂，甲基橙氧　化态和还原态有不同的颜色：　Ｉｎ（Ｒ）一ｎｅ—Ｉｎ（ｏ）［　］　红色　无色　将甲基橙作为反应物，利用其发生氧化反应后　其吸光度减弱程度与加入的ＫＩＯ。量成线性而得出　ＫＩＯ。是强氧化性物质，理论上，强氧化性物质　与还原性物质能发生化学反应。　我们对两者是否发生反应进行了验证。实验证　的。具体方法是做出甲基橙溶液的吸光度与加入的　ＫＩＯ。量的标准曲线，用此标准曲线测出加碘盐中的　碘含量。　明，两者能够定量反应，使甲基橙的吸光度降低，并　且可以做出一条过量的甲基橙的吸光度随ＫＩＯ。浓　实验证明，这种方法操作简单、快速、反应条件　易控制、干扰少，并具有很高的准确度和精确度，实　验结果与经典方法基本一致，适合在各部门中推广　使用。　度增加而降低的标准曲线。　根据吸光度与ＫＩＯ。加入量的标准曲线，我们　就可以用分光光度法求出ＫＩＯ。含量。　２原理部分　２．１　朗伯一比耳定律　３实验部分　３．１主要仪器及试剂　３．１．１　仪　器　吸光度Ａ表示单色光通过试液时被吸收的程　度，为入射光强度Ｉ。与透光强度Ｉ　之比的对数值，　根据朗伯一比耳定律，吸光度Ａ与溶液的浓度Ｃ成　正比，即：Ａ＝：＝ＫＣＬ　７２２型分光光度计，上海分析仪器厂。　３．１．２　试　剂　（１）甲基橙溶液０．１　；　式中Ｋ为吸收系数，与入射光波长，溶液性质　（２）甲基橙溶液０．０１　；　（３）盐酸：６　ｍｏｌ／Ｌ；　有关。如果浓度Ｃ以ｍｏｌ／Ｌ为单位，液层厚度Ｌ以　ｃｍ为单位，则Ｋ称为摩尔吸收系数，并用ｅ表示，　它是浓度为ｌ　ｍｏｌ／Ｌ的溶液在１　ｃｍ光路的吸收皿　中，在一定波长下的吸光度，它表示物质对光能的吸　＊收稿日期：２０１５—０２—０９　（４）盐酸：２　ｍｏｌ／Ｌ；　（５）ＫＩＯ３标准溶液：１．０×１０　ｇ／ｍＬ；　（６）ＫＩＯ３标准溶液：１．０×１０＿“ｇ／ｍＬ；　作者简介ｉ常守森（１９７４一），男，学士，工程师，现就业于中冶葫芦岛锌业股份有限公司检测中心。　４８　有　色矿　冶　第３１卷　（７）ＫＩＯ。标准溶液：２．０×１０　ｇ／ｍＬ；　３．２方法可靠性实验　３．２．１　甲基橙溶液的最大吸收波长测定　（８）Ｎａ２Ｓ２Ｏ３标准溶液：Ｏ．０９９　９２　ｍｏｌ／Ｌ；　（９）Ｎａ２ＳｚＯ３标准溶液：５．０×１０一ｍｏｌ／Ｌ；　（１０）ＫＩ溶液ｌ０　；　取０．５０　ｍＬ　０．１　的甲基橙溶液于５０　ｍＬ容量　瓶中，并加入４．００　ｍＬ　６　ｍｏｌ／Ｌ的盐酸，加入蒸馏水　定容。并以水为参比，用０．５　ｃｍ的比色皿，测甲基　（１１）淀粉溶液Ｏ．５　；　（１２）食盐溶液Ｏ．３　ｇ／ｍＬ（市售食盐）。　橙溶液在不同波长的吸光度得表１的数据。　表１　甲基橙溶液最大吸收波长测定结果　结论：甲基橙的最大吸收波长为５０２　ｎｍ，此后　所测数据都是在波长为５０２　ｎｍ处测得，并且所用　比色皿定为０．５　ｃｍ的。　３．２．２　酸度对甲基橙溶液吸光度的影响　容量瓶中，分别加入６　ｍｏｌ／Ｌ的盐酸０．５０　ｍＬ，１．００　ｍＬ，２．００　ｍＬ，４．００　ｍＬ，６．００　ｍＬ，８．００　ｍＬ，１０．００　ｍＬ，１２．００　ｍＬ加入蒸馏水定容，以蒸馏水为参比，　测其各自的吸光度，测定结果见表２。　取０．５０　ｍＬ　Ｏ．１％的甲基橙溶液于８个５０　ｍＬ　表２酸度对甲基橙溶液的吸光度影响测定结果　因ＨＣ１溶液在５０２　ｎｒＤ．处无吸收，所以在以后　的测量中，均以蒸馏水为参比，其效果与用盐酸溶液　做参与相同。　结论：通过测量结果可以看出在０．０６～１．４４　ｍｏｌ／Ｉ　的盐酸酸度范围内，酸度对吸光度无影响，所　以准确的用酸量应在此范围内选，我们选择加入６　ｏｏｌｔ／Ｉ　盐酸４　ｍＩ　。　分别取上述１　９／６的甲基橙溶液０．２０　ｍＬ；０．３０　ｍＩ　；０．４０　ｍＬ；０．５０　ｍＬ；１．００　ｍＬ；１．５０　ｍＬ；２．００　ｍＬ；２．５０　１ＴＩＬ；３．００　ＩＴＩＬ；３．５０　ｍＬ；４．００　ｍＬ；４．５０　ｍＬ；５．００　ｍＬ；５．５０　ＩＴＩＬ；６．００　ｍＬ；６．５０　ＩｌｌＬ；７．００　ｍＬ；７．５０　ｍＬ；８．００　ｍＬ；８．５Ｏ　ｍＬ于５０　ｍＩ　容量瓶　中，加入４．ＯＯ　ｍＬ　６　ｍｏｌ／Ｌ的盐酸、定容。以蒸馏水　为参比测量其吸光度，得到表３的数据。　３．２．３　甲基橙溶液线性范围的测定　表３　甲基橙的线性范围测定结果　取０．０６　ｍＬ甲基橙（０．１　９／５）于小烧杯中，加入　６．００　ｍＬ　６　ｍｏｌ／Ｌ的盐酸，置于１００℃的水浴中加　热，用吸量管加入１Ｏ～４　ｇ／ｍＬ的ＫＩＯ。的标液至无　色，记录消耗的ＫＩＯ。体积，并记录，重复做三次，结　果见表４。　表４反应计量关系测定结果　甲基橙浓度ｘ１０－－６　ｇ／ｍＬ　图１　甲基橙的线性范围　结论：甲基橙溶液的线性范围为１．（）（］×１Ｏ一～　结论：甲基橙与ＫＩＯ。反应的质量比是２．７３：　１．３０×１０　ｇ／ｍＬ且线性非常好，这对实验非常有利。　３．２．４　反应计量关系测定　１。又因为甲基橙分子量是：３２７．３４；Ｋ１０３分子量是：　２１４．０，因此甲基橙与ＫＩ（）３的量之比是１．７８：１。　３．２．５酸用量及反应时间的确定　第２期　常守森等：甲基橙法测定加碘盐中碘含量一吸光度减弱法定量分析研究　４９　分别取０．６０　ｍＬ　０．１　的甲基橙溶液于６个小　烧杯中，分别加入１．Ｏ０　ｍＬ，２．００　ｍＬ，３．００　ｍＩ　，４．００　ｍＬ，５．００　ｍＬ的６．００　ｍｏｌ／Ｌ　ＨＣ１，在１００℃水浴中加　热，观察溶液变成无色所需时间并记录。　表５反应现象及数据　结论：由数据可知，在实验条件下加入３．００　ｍＬ　以上的盐酸（６　ｔｏｏｌ／Ｌ），反应速度都很快速，但为使　此氧化还原反应进行得充分，且用酸量合理，选择加　入６　ｍｏｌ／Ｌ盐酸５．００　ｍＬ，反应５　ｍｉｎ，以达到实验　ｍＬ，１．７０　１ＴＩＬ，１．６０　ｍＬ，１．５０　ｍＬ，１．４０　ｍＬ，１．３０　ｍＬ，１．２０　１ＴＩＬ，ｌ＿１０　ｍＬ，ｌ＿００　ｍＬ，０．９０　ｍＬ，０．８０　ｍＬ，０．７０　１ＴＩＬ，０．６０　ｍＬ，０．５０　ｍＬ，０．４０　ｍＬ，０．３０　ｍＬ，０．２０　ｍＬ，０．１０　ｍＬ　１．０×１０　ｇ／ｍＬ的ＫＩＯ３　快速又有很高准确度的目的。　３．２．６　标准曲线的绘制　标准溶液，再加入６　ｍｏｌ／Ｌ　ＨＣ１　５．ＯＯ　ｍＬ，于１００℃　的水浴中加热５　ｍｉｎ，将烧杯冷却后，将溶液移入５Ｏ　ｍＬ的容量瓶中，用蒸馏水定容，测量其吸光度。　分别取０．０６　ｍＩ　０．１　的甲基橙溶液于一系列　小烧杯中，并分别加入２．００　ｍＬ，１．９０　ｍＬ，１．８Ｏ　表６标准曲线测定结果　《越泉醛　从标准曲线得线性范围是：ＫＩＯ。浓度为（Ｏ．２～　３．４）×１０　ｇ／ｍＬ之间。　因此：回归方程为Ｙ一一０．１９０　７ｘ＋０．７４０　２；Ｘ　＝＝＝（０．７４０一ｙ）／ｏ．１９０　７　３．２．７线性回归分析（取前１６个数据进行分析）［５３　∑ｘ一２７．２　∑Ｘ。一５９．８１　ｘ（平均）一１．７　∑Ｙ一６．６５７　∑Ｙ。一３．２６４　８　Ｙ（平均）一　０．４１６　Ｏ６　ｘ以１０　ｇ／ｍＬ为单位，代表浓度，Ｙ代表吸光度。　结论：因Ｉ　Ｒ　ｌ一０．９９９　３，非常接近１，因此说　明这线上的点具有很高的线性相关性，因此用此回　归方程得出的数据，准确度较高。　∑ｘｙ一８．７２３　８　Ｓｘｘ＝∑Ｘ　一（∑ｘ　）／ｎ＝１３．６　Ｓｙｙ＝∑Ｙ　一（∑Ｙ　）／ｎ＝０．４９５　１２　Ｓｘｙ￣－－∑ｘｙ一∑Ｘ・∑ｙ／ｎ一一２．５９３　１　　Ｒ　Ｉ—Ｓｘｙ／（Ｓｘｘ×Ｓｘｙ）Ｉ　一０．９９９　３　ｂ＝Ｓｘｙ／Ｓｘｘ＝－－０．１９０　７　ａ—ｙ—ｂｘ—Ｏ．７４０　２　表７　甲基橙法准确度测定结果　ＫＩＯａ浓度ｘ１　ｖＣ，，ｍ　图２标准曲线　５Ｏ　有色矿　冶　表８经典方法测定结果　第３１卷　３．２．８　方法准确度测定　取０．６０　ｍＩ　０．１％的甲基橙溶液于小烧杯中，　加入５．ＯＯ　ｍＬ　６　ｍｏｌ／Ｉ　的盐酸，再加入２．０×１０　ｇ／ｍＬ的ＫＩＯ。标液２．ＯＯ　ｍＬ，放入１００　ｏＣ的水浴中　加热５　ｍｉｎ，冷却后，转入５０　ｍＬ的容量瓶中定容，　测其吸光度，重复操作７次，结果见表７。　结论：由表７数据可见，方法的准确度和精确度　都很高。　３．２．９　经典方法准确度测定＿１　结论：由两种方法的测量数据表可知，两种方法　的测定结果非常接近，精确度和准确度可以相比拟，　这说明用甲基橙测定碘的方法是可行的。　３．３实际样品的测定　３．３．１　用甲基橙法测定样品　用移液管取２０．０Ｏ　ｍＬ　２．０×１０　ｇ／ｍＬ的　ＫＩＯ。溶液于碘量瓶中，加入２　ｍＬ　１０　的ＫＩ溶液，　加２　ｍＬ　２０　ｍｏｌ／Ｌ的盐酸，再加入１　ｍＬ　０．５　９／６的淀　粉液。　取０．６０　ｍＬ　０．１％的甲基橙于小烧杯中，加入　将０．０９９　９２　ｍｏｌ／Ｌ的Ｎａ２Ｓ２Ｏ３溶液稀释２００　倍成为５．０×１０　ｇ／ｍＬ并用此液滴定上述试液，　重复实验三次，记录数据。　经典方法测定结果见表８。　２．Ｏ０　ｍＬ　０．３　ｇ／ｍＬ的市售食盐样液，再加入５．００　ｍＬ　６　ｍｏｌ／Ｌ的盐酸，加热５　ｒａｉｎ，冷却后转入５Ｏ　ｍＬ　的容量瓶中，定容测其吸光度。　重复上述步骤７次，得出测量数据，实际样品测　定结果见表９。　表９实际样品测定结果　结论：用本法测得食盐中Ｉ的含量为　０．００４４４　。　ｍｏｌ／Ｌ的盐酸，再加入０．５　ｍＬ淀粉，用稀释２００倍　的０．０９９　９２　ｍｏｌ／Ｌ的标准Ｎａ　Ｓ　Ｏ。液滴定。记录　３．３．２　用经典方法（碘量法）测定样品［　］　消耗滴定液体体积，重复上述操作三次。　结论：用碘量法测定出食盐含碘量为　碘量法测定结果见表１Ｏ。　表１Ｏ碘量法测定结果　０．００４　４０８％，与碘量法相比用甲基橙法测得的数据　偏高，两者数据基本吻合。　３．３．３　甲基橙法回收率测定　耗　用四个小烧杯，向其中依次加入０．６０　ｍＬ　０．１　９／６的甲基橙液５．００　ｍＬ　６　ｍｏｌ／Ｌ的ＨＣ１，１．ＯＯ　ｍＬ　０．３　ｇ／ｍＬ的食盐样液，再次四个烧杯中分别加　入０．２０　ｍＬ，０．４０　ｍＬ，０．６０　ｍＬ　１．０×１０　ｇ／ｍＬ　用移液管取ｌＯ　ｍＬ食盐样液（０．３　ｇ／ｍＬ）于碘　量瓶中，加入１　ｍＬ　１０　９／５的ＫＩ溶液，加入１　ｍＬ　２　的ＫＩＯ。将烧杯放入１００℃水浴中加热５　ｍｉｎ，冷却　后，将反应液移入５０　ｍＬ的容量瓶中，定容后测各　第２期　常守森等：甲基橙法测定加碘盐中碘含量一吸光度减弱法定量分析研究　５１　自的吸光度。　取三个小烧杯，向其中依次加入０．６０　ｍＬ　０．１　的甲基橙，５．００　ｍＬ　６　ｍｏｌ／Ｌ的ＨＣＬ，２．ＯＯ　入０．２０　ｍＬ，０．４０　ｍＬ，０．６０　ｍＬ　１．０　Ｘ　１０　ｇ／ｍＬ　的ＫＩＯ。将烧杯放入１００℃水浴中加热５　ｍｉｎ，冷却　后，移入５Ｏ　ｍＬ的容量瓶中，定容后测定各自的吸　ｍＬ　０．３　ｇ／ｍＬ的食盐样液，再将三个烧杯中分别加　光度。回收率测定数据见表１１。　表１１回收率测定数据　样号初始的食盐液量　原Ｋ１０３浓度×１Ｏ一　加入Ｋ１０３（Ｏ・Ｏ１％）量增加的ＣＫＩＯ３×１Ｏ一　吸光度　测得的ＣＫＩＯａ×１。一　（ｍＬ）　ｇ／ｍＬ　（ｍＬ）　ｇ／ｍＩ　Ａ　ｇ／ｍＬ　回收率　１．００　０．４５０　０．２０　０．４０　０．５８１　０．８３５　９６．２　１．００　０．４５０　０．４０　０．８０　０．４９６　１．２８０　１０３．８　１．００　０．４５０　０．６０　１．２０　０．４３５　１．６００　９５．８　１．００　０．４５０　０．８０　１．６０　０．３５６　２．０１５　９７．６　２．００　０．９００　０．２０　０．４０　０．４９０　１．３１２　１０３．０　２．００　０．９００　０．４０　０．８０　０．４１７　１．６９５　９９．４　２．ＯＯ　０．９００　０．６０　１．２Ｏ　０．３４７　２．０６２　９６．８　结论：本方法回收率在９６　９／６～１０４　之间，合乎　的ＣＯ。空气中的氧、水中的微量Ｃｕ抖、Ｆｅ”、Ｆｅ抖　要求。　的影响，所以Ｎａ　Ｓ　Ｏ。试液要求避光保存，还要经　建议在用甲基橙测定食盐中的碘时，所用食盐　常标定，这给测定带来很大不便。　液的体积不要超过３　ｍＬ食盐液的体积过大会对甲　而甲基橙法实验中，所用试剂较稳定，干扰较　基橙起稀释作用影响反应速度，利用本方法时会使　少，反应条件易控制，相对来说操作简单。　实验速度变慢，而不能使实验快速完成。　但本法的研究还很不够，体现在对甲基橙与　４结果与讨论　ＫＩＯ。的反应机理研究不深，未提出具体的反应的方　程式，对实验的影响因素也考虑不足，这些缺点和不　本方法与经典的碘量法比较，结果吻合，精确度　足还有待进一步探讨。　与准确度相当，是很成功的一种方法。　碘量法人为引入碘，为操作带来很多不便，测定　参考文献：　结果主要受以下两方面因素影响：　［１］武汉大学．分析化学［Ｍ］．北京，高等教肓出版杜１９７８．　（１）Ｉ。易挥发，造成负误差。　Ｅ２］　湖南预防医学会．中华预防医学杂志ＥＪＪ．１９９７，（１）．　（２）在酸性溶液中Ｉ一易被空气中的ｏ　氧化而　［３］张向宇，等．实用化学手册［Ｍ］．北京：国防工业出版社．１９８６．　［４］辽阳石油化工高等专科学校工业分析教研室．光谱分析［ｚ］．　造成正误差。　１９９６　为了减小误差就要注意酸度、温度、日光、滴定　Ｅ５３李兆庚，张永胜，等．概率与数理统计［Ｍ］．沈阳：辽宁大学出　速度。　版社．１９９４：：１８９—２０２．　另外，引用的Ｎａ　Ｓ。Ｏ。很不稳定，受细菌、水中　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｗｅａｋｅｎｅｄ　Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｎ　Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　Ａｎａｌｙｚｉｎｇ　Ｉｏｄｉｎｅ　ｉｎ　Ｉｏｄｉｚｅｄ　Ｓａｌｔ　ｂｙ　Ｕｓｉｎｇ　Ｍｅｔｈｙｌ　Ｏｒａｎｇｅ　Ｍｅｔｈｏｄ　ＣＨＡＮＧ　Ｓｈｏｕ—ｓｅｎ，ＷＡＮＧ　Ｙａｎ－ｚｈｕ，ＺＨ０Ｕ　Ｊｉｕ—ｒｕ　（Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　ＭＣＣ　Ｈｕｌｕｄａｏ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃ０．Ｌｔｄ，Ｈｕｌｕｄａｏ　１２５００３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｙｌ　ｏｒａｎｇｅ　ｉｓ　ａ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｒｅａｇｅｎｔ．Ｉｔ　ｈａｓ　ａ　ｓｔｒｏｎｇ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｉｎ　ｖｉｓｉｂｌｅ　ａｒｅａ．Ｉｏｄａｔｅ　ｉｏｎ　ｉｓ　ａ　ｓｔｒｏｎｇ　ｏｘｉｄｉｚｅｒ．Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｙｌ　ｏｒａｎｇｅ　ａｎｄ　Ｉｏｄａｔｅ　ｒｏｏｔ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ａｃｉｄ　ｍｅｄｉｕｍ．Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ａｂｓｏｒｐｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ　ｍｅｔｈｙｌ　ｏｒａｎｇｅ　ｗｉｔｈ　ｉｏｄａｔｅ　ｉｓ　ｌｉｎｅａｒ．Ｉｔ＇ｓ　ｌｉｎｅａｒ　ｒａｎｇｅ　ｉｓ　ｆｒｏｍ　１．Ｏ０　ｔｏ　１　３．０　×１０～。ｇ／ｍ１．ｉｔ　ｉｓ　ａｃｃｏｒｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｌａｓｓｉｃａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｅｌ１．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｏｆ　ｉｏｄｉｎｅ　ｉｎ　ｉｏｄｉｚｅｄ　ｓａｌｔ；ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ；ｗｅａｋｅｎｅｄ　Ｍｅｔｈｏｄ