食品中钙含量的滴定—EDTA 滴定法

一、钙的相关知识

1. 钙的分布 钙是人体内最重要的、含量最多的矿物元素，约占体重的2%。对体内的生理和生化反应起着重要的调节作用。

2. 钙在人体内的基本作用

(1)维持血管的正常通透性        体液中钙含量降低，毛细血管通透性增强，血液中的成分可以渗出血管外，这就是某些过敏性疾病的发病机制。

(2) 抑制神经肌肉的兴奋性        血钙浓度低到7毫克/100毫升血以下时，神经骨骼肌兴奋性增强，可以出现手足搐搦症或惊厥。  

(3)参与肌肉的收缩         如果钙浓度过高，可以减弱肌紧张，引起心跳减慢或心脏停跳。  

(4)参与血液凝固过程        抽血化验时，在血液标本中加入枸橼酸钠或草酸钾等抗凝剂，可使血液标本不凝固。

3. 钙的 每日摄入推荐量

我国规定的供给量为：成年男女800毫克；儿童500～1000毫克；孕妇1000毫克；乳母1500毫克。而人体每日需钙量随年龄、性别、身体状况的不同而各异。因此，更年期妇女为防止绝经期后“骨丢失”，可以增加到1500毫克/日，50岁以上妇女还可以增至2500毫克/日。最近，美国营养专家确定，钙的日摄入量上限为2500毫克。根据我国的实际情况及人民的体质状况，国内营养学专家建议钙的日摄入量上限为2000毫克为宜。

4. 钙的缺乏症及过量中毒症

过量：钙是无毒的元素，但过量摄入将导致高血清钙，从而导致消化系统、血清系统及泌尿系统的疾病。 缺乏：钙缺乏主要影响骨骼的发育和结构。严重缺钙时，成长缓慢，食物消化量降低，基本代谢率变高，活性及敏感性降低，出现骨质多孔症或低钙佝偻症，不正常的姿态与步调，易于内出血，尿量大增和寿命较短。临床症状表现为婴幼儿的佝偻病和成年人的骨质软化症及骨质疏松症。
二、实验准备
1.参考标准 GB5009.92—2016食品安全国家标准食品中钙的测定 

2.原理

在适当的pH 范围内, 钙与 EDTA(乙二胺四乙酸二钠) 形成金属络合物。 以 EDTA 滴定, 在达到当量点时, 溶液呈现游离指示剂的颜色。 根据 EDTA 用量, 计算钙的含量。

3.试剂和材料

4. 标准溶液配制

标准品：碳酸钙(CaCO3 ,CAS 号471-34-1) : 纯度>99.99%, 或经国家认证并授予标准物质证书的一定浓度的钙标准溶液。 钙标准储备液(100.0 mg/L) : 准确称取0.249 6 g(精确至0.000 1 g) 碳酸钙, 加盐酸溶液(1+1) 溶解, 移入1 000 mL 容量瓶中, 加水定容至刻度, 混匀。

5. 实验仪器

移液管的使用

1、吸溶液：右手握住移液管，左手捏洗耳球多次。 2、把溶液吸到管颈线以下，不时放松食指，使管内液面慢慢下降。 3、把液面调节到标线。 4、放出溶液:移液管下端紧贴锥形瓶内壁，放开食指，溶液沿瓶壁自由流出。 5、残留在移液管尖的最后一滴溶液，一般不要吹（如果管上有“吹”字，就要吹掉）。

容量瓶的使用

注意事项： 1、使用前要检漏。加水至刻度，塞上瓶塞，倒立，检查是否漏水，瓶塞旋转180°，如上操作。 2、使用过程中，防止瓶塞被混淆污染，不能随意放置桌上。 3、洗涤时洗至不挂水珠，再用蒸馏水润洗3次，用铬酸洗液清洗。 4、读数时要用手前3指轻轻夹起容量瓶，使之自然垂直，再读数。 5、容量瓶不可烘干，防止体积变化。

酸式滴定管

1、检漏和涂油

1、聚四氟乙烯塞不用涂油，检漏既可 2、玻璃活塞需要涂上凡士林，涂凡士林的位置为活塞的大头和活塞套的小头，防止油脂进入塞孔污染样品。然后塞入同方向旋转，直至透明，检漏。 3、检漏时将管内装满水，排出气泡，关闭活塞，静置 ，活塞旋转180°，如上操作。

2、洗涤和滴定

洗涤 1、要求洗至内壁不挂水珠。

2、可用滴定管刷蘸洗涤剂清洗，刷子的铁丝不要碰到管壁。

3、不能洗净时，用铬酸洗液清洗，可转动清洗和浸泡。

4、自来水洗，蒸馏水润洗，滴定液润洗。 滴定 1、注意手握活塞的姿势，小心不要把活塞拔出来。 2、先快后慢。

3、读数

1、与液面凹面相切，平视。 2、从上往下读。 3、误差读数0.01mL。

1. 试样消解

湿法消解           准确移取液体试样0.500 mL~5.00 mL 于带刻度消化管中, 加入10 mL 硝酸、0.5 mL 高氯酸, 在可调式电热炉上消解(参考条件:120 ℃/0.5 h~120 ℃/1 h、升至180 ℃/2 h~180 ℃/4 h、 升至200 ℃ ~220 ℃ ) 。 若消化液呈棕褐色, 再加硝酸, 消解至冒白烟, 消化液呈无色透明或略带黄色。 取出消化管, 冷却后用水定容至25 mL, 再根据实际测定需要稀释, 并在稀释液中加入一定体积的镧溶液(20 g/L) , 使其在最终稀释液中的浓度为1 g/L, 混匀备用, 此为试样待测液。 同时做试剂空白试验。 亦可采用锥形瓶, 于可调式电热板上, 按上述操作方法进行湿法消解。

微波消解 准确称取固体试样0.2 g~0.8 g(精确至0.001 g) 或准确移取液体试样0.500 mL~3.00 mL 于微波消解罐中, 加入5 mL 硝酸, 按照微波消解的操作步骤消解试样, 消解条件参考附录 A。 冷却后取出消解罐, 在电热板上于140 ℃ ~160 ℃ 赶酸至1 mL 左右。 消解罐放冷后, 将消化液转移至25 mL 容量瓶中, 用少量水洗涤消解罐2 次~3 次, 合并洗涤液于容量瓶中并用水定容至刻度。 根据实际测定需要稀释, 并在稀释液中加入一定体积镧溶液(20 g/L) 使其在最终稀释液中的浓度为1 g/L, 混匀备用, 此为试样待测液。 同时做试剂空白试验。 

压力罐消解         准确称取固体试样0.2 g~1 g(精确至0.001 g) 或准确移取液体试样0.500 mL~5.00 mL 于消解内罐中, 加入5 mL 硝酸。 盖好内盖, 旋紧不锈钢外套, 放入恒温干燥箱, 于140 ℃ ~160 ℃ 下保持4 h~5 h。 冷却后缓慢旋松外罐, 取出消解内罐, 放在可调式电热板上于140 ℃ ~160 ℃ 赶酸至1 mL 左右。冷却后将消化液转移至25 mL 容量瓶中, 用少量水洗涤内罐和内盖2 次~3 次, 合并洗涤液于容量瓶中并用水定容至刻度, 混匀备用。 根据实际测定需要稀释, 并在稀释液中加入一定体积的镧溶液(20 g/L),使其在最终稀释液中的浓度为1 g/L, 混匀备用, 此为试样待测液。 同时做试剂空白试验。

干法灰化         准确称取固体试样0.5 g~5 g(精确至0.001 g) 或准确移取液体试样0.500 mL~10.0 mL 于坩埚中, 小火加热, 炭化至无烟, 转移至马弗炉中, 于550 ℃ 灰化3 h~4 h。 冷却, 取出。 对于灰化不彻底的试样, 加数滴硝酸, 小火加热, 小心蒸干, 再转入550 ℃ 马弗炉中, 继续灰化1 h~2 h, 至试样呈白灰状,冷却, 取出, 用适量硝酸溶液(1+1) 溶解转移至刻度管中, 用水定容至25 mL。 根据实际测定需要稀释,并在稀释液中加入一定体积的镧溶液, 使其在最终稀释液中的浓度为1 g/L, 混匀备用, 此为试样待测液。 同时做试剂空白试验。

2. ED TA滴定

2.1 滴定度 的测定

 吸取0.500 mL 钙标准储备液(100.0 mg/L) 于试管中, 加1 滴硫化钠溶液(10 g/L) 和0.1 mL 柠檬酸钠溶液(0.05 mol/L) , 加1.5 mL 氢氧化钾溶液(1.25 mol/L) , 加3 滴钙红指示剂, 立即以稀释10 倍的 EDTA 溶液滴定, 至指示剂由紫红色变蓝色为止, 记录所消耗的稀释10 倍的 EDTA 溶液的体积。         根据滴定结果计算出每毫升稀释10 倍的 EDTA 溶液相当于钙的毫克数, 即滴定度(T ) 。

2.2 试样及空白滴定

分别吸取0.100 mL~1.00 mL(根据钙的含量而定) 试样消化液及空白液于试管中, 加1 滴硫化钠溶液(10 g/L) 和0.1 mL 柠檬酸钠溶液(0.05 mol/L) , 加1.5 mL 氢氧化钾溶液(1.25 mol/L) , 加3 滴钙红指示剂, 立即以稀释10 倍的 EDTA 溶液滴定, 至指示剂由紫红色变蓝色为止, 记录所消耗的稀释10 倍的 EDTA 溶液的体积。

四、结果分析

1. 试样中钙的含量 计算

2. 精密度 及其他

精密度   在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10%。        

其他      以称样量4 g( 或 4 mL) , 定 容 至 25 mL, 吸 取 1.00 mL 试 样 消 化 液 测 定 时, 方 法 的 定 量 限 为100 mg/kg(或100 mg/L) 。