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陶瓷電熱板加熱消解常見谷物中金屬元素測定

2021.09.17

谷物中含有多種金屬離子，大部分對于身體健康有重要作用，其含量范圍集中在10-100 μg/g，屬于微量分析。對于金屬的處理，大部分的現有文獻采取的是以混合強酸加熱并溶解的方法，但是這種方法本身極具危險性，而且環境有極大的影響。所以本次實驗中選擇進行長時間的灰化以除去有機物，代替酸解的方法。

對于金屬的微量分析，分光光度法靈敏度高，易于操作，是當前十分經典的測量微量金屬的方法。但分光光度法存在著準確度極差的缺點，所以我們希望找到可以全部替代或部分替代分光光度的方法。滴定法時常用的準確分析的方法，誤差極小，EDTA是一種極強的絡合劑，可以和多種金屬離子絡合，常用來測量金屬離子的含量。因此，本實驗將這兩種方法結合，采用實驗電熱板消解加熱測量谷物中的金屬含量。

實驗過程

儀器與試劑

實驗電熱板HT-200（格丹納）
紫外可見分光光度計

基準碳酸鈣，鐵標準溶液，基準氧化鋅，六水合氯化鎂，1%鈣指示劑，鋅試劑固體，0.20%鄰二氨菲溶液，pH-8.8的硼砂硼酸緩沖溶液

實驗方法

1.樣品處理
稱取20.0g樣品于站巳中，先在實驗電熱板上預加熱蒸發至無水分，固體呈黑色，轉移至馬弗爐，加入適量濃硝酸，灼燒至固體呈灰白色。用5%硝酸溶解殘留固體并定容至100mL。

2.標準溶液配制。

3.鈣鎂含量測定

1)鈣鎂總量測定
利用EDTA與鈣鎂絡合的反應，在溶液中加入三乙醇胺掩蔽鐵離子的干擾，再加入適量氨性緩沖溶液，以EBT為指示劑滴定溶液中的鈣鎂總量。

2)鈣含量測定
在溶液中加入氫氧化鈉溶液調節pH 至11-12，以鈣指示劑為指示劑，用EDTA標準溶液滴定鈣離子含量。

4.鋅含量測定
在溶液中加入三乙醇胺掩蔽鐵離子，加入4mL鋅試劑，再加入 3mL硼砂硼酸緩沖溶液調節pH 至8.8，用蒸餾水稀釋至25.0mL，用分光光度計在618nm 處測定吸光度。

5.鐵含量測定
在溶液中加入1.0mL鹽酸羥胺，混勻靜置2min后加入1.0mL鄰二氮菲溶液和2.0mL乙酸鈉，加水稀釋至25.0mL，在510nm測定吸光度。

結果與討論

實際樣品中離子濃度的測定

樣品經過長時間灰化后仍有少量紫色物質存在，可能是其他離子或殘余有機物。灰化后，大米樣品殘余量極低，可能是誤差增大的原因之一。

最終ICP測試數據顯示：

與所測得的數據相差較大，推測原因是對于實際樣品中的離子環境估計不足，仍存在很多未知離子的干擾，需要進一步的研究。

總結

實驗最終探索出了一條基本可以確定谷物重金屬含量的方案，但誤差較大，仍存在許多地方可以改進。由于時間原因，并未進行更深入的探索及研究。最終的樣品體系中存在許多雜離子，所采取的實驗方案并不能全部消除影響。本次實驗中的格丹納實驗電熱板HT-200采用了陶瓷板加熱體發熱提供高溫熱量讓樣品加熱，使樣品受熱面積更加的均勻。并且是分體控制方式，在通風櫥外進行控制加熱，科研人員可以遠離酸霧和熱量，安全又方便。

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