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UV法测定食盐中的碘含量

2020.3.04

【紫外分光光度计法测定加碘酸钾食盐中碘的含量】

常规测定食盐含碘量的方法包括滴定分析法、吸光光度法、色谱法、专用测碘仪法等。本文通过对比碘(I2)、碘离子(I-)和碘三离子(I3-)的紫外吸收光谱图,确定287 nm、350 nm作为检测波长,测量碘三离子在两波长下的吸光度,在0.0024~0.0118 mmol/L范围内线性良好。测定某市售加碘酸钾食盐中的碘含量为21.647 mg/kg。该方法简便快捷、准确可靠,可用于进行加碘酸钾食盐中碘的含量测定。

碘是维持人体甲状腺正常功能所必需的元素,与人类的健康息息相关,人体缺碘时就会患甲状腺肿等疾病,碘化物可以防止和治疗甲状腺肿大。在GB 26878-2011《食品安全国家标准 食用盐碘含量》中明确规定在食用盐中加入的食品营养强化剂,包括碘酸钾、碘化钾和海藻碘;在《食盐加碘消除碘缺乏危害管理条例》中规定,应主要使用碘酸钾,食用盐中碘含量的平均水平(以碘元素计)为20~30 mg/kg。

测定食盐含碘量的测定方法包括滴定分析法、吸光光度法、色谱法、专用测碘仪法等。本文采用RIGOL Ultra-3660紫外可见分光光度计,根据碘、碘离子和碘三离子的紫外光谱的不同,选定合适波长进行了测定并获得了理想的测试结果。

实验仪器与试剂

实验仪器

RIGOL Ultra-3660紫外可见分光光度计(北京普源精电科技有限公司)、milli-Q超纯水纯化系统(美国Millipore)、BT 124S天平(德国塞多利斯)、AS100200B超声波 (天津奥特塞恩斯)、比色皿(1cm)。

实验试剂

碘酸钾(阿拉丁,分析纯)、碘化钾(阿拉丁,分析纯)、氯化钠(阿拉丁,分析纯)、硫酸(北京化学试剂,分析纯)、食盐样品(市售)。

分析方法

色谱条件

模式:定量测量;波长:287 nm、350 nm;类型:多点测量;带宽:2 nm;校准曲线:吸光度=f(浓度),一元一次。

对照品溶液制备

精密称定一定量的碘酸钾、碘化钾、氯化钠、硫酸至容量瓶中,用水溶解至刻度,配制成浓度分别为10 mmol/L、60 mmol/L、750 mmol/L、20 mmol/L的储备液。

精密移取一定量的碘酸钾储备液至容量瓶中,然后再加水稀释至浓度分别为0.0118 mmol/L、0.0095 mmol/L、0.0071 mmol/L、0.0047 mmol/L、0.0024 mmol/L的待测液。

样品溶液制备

精密称定食盐样品1.2521 g至25 ml容量瓶中,用水稀释至刻度,超声混匀作为待测样品。

结果与讨论

实验原理

在酸性介质中,碘酸钾与过量的碘化钾反应生成碘单质,碘单质与碘离子又可以结合生成碘三离子:

IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O

I2+I-=I3-

该反应完成后,溶液中含有碘三离子和过量的碘离子,由于碘三离子在260 nm以上有灵敏的光吸收,而碘单质和碘离子没有吸收,可以通过测定溶液的吸光度得知碘三离子的浓度,从而推算出加碘酸钾食盐中碘的含量。

确定检测波长

分别取碘化钾、碘三离子溶液采用水适当稀释后置于比色皿中,在波长范围200~600 nm下扫描吸收光谱(如图1、2所示)。从图中可以确定在287 nm、350 nm处碘三离子均有吸收,而此时碘化钾没有吸收,故选择287 nm、350 nm作为检测波长。

图1. 碘化钾扫描光谱图。
图1. 碘化钾扫描光谱图。


图2. 碘三离子扫描光谱图。

标准曲线

分别精确移取1 ml不同浓度的碘酸钾待测液于10 ml比色管中,依次加入2 ml碘化钾溶液、1 ml氯化钠溶液、2 ml硫酸溶液,混匀。分别置于光路中,以水做空白,在287 nm、350 nm下测定其吸光度,测定结果及标准曲线如下:


图3. 碘酸钾标准曲线。

表1. 碘酸钾标准曲线的结果表

回收率

平行两组待测样品,一组中定量加入不同体积的碘酸钾待测液,一组中定量加入相同体积的水溶液。依次加入碘酸钾、氯化钠、硫酸溶液显色,混匀,置于光路中。以加入相同体积水溶液的样品作为参比,在287 nm、350 nm下测量由于加入了不同体积的碘酸钾所产生的吸光度增加值,进而计算回收率。所有回收率在90%~110%之间,在光度分析允许误差范围内。

样品测定

精确移取1 ml的待测样品于10 ml比色管中,依次加入碘化钾、氯化钠、硫酸溶液显色,混匀,置于光路中,测试287 nm、350 nm下的吸光度(如表2所示)。实验结果表明:在287 nm下与350 nm下测试的碘酸钾含量结果基本一致。采用287 nm条件计,该食盐中碘酸钾的含量为36.475 mg/kg,换算成以碘计为21.647 mg/kg,符合国标中要求的20~30 mg/kg。

表2. 样品中的碘酸钾的测试结果表

小结

在酸性介质中碘酸钾与过量碘化钾反应生成碘三离子,碘三离子在287nm与350nm下有其他两种物质没有的吸收,利用该特点通过测定碘三离子的吸光度可算出加碘酸钾食盐中碘的含量。该方法简便、快捷,结果令人满意。


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