一、銀鹽法
1.原理
樣品經消化后,以碘化鉀、氯化亞錫將高價砷還原為三價砷,然后與鋅粒和酸產生的新生態氫生成砷化氫,經銀鹽溶液吸收后,形成紅色膠態物,在510nm處比色,與標準系列比較定量。最低檢出量為0.2mg/kg。
2.適用范圍
標準方法(GB/T5009.11-1996),適用于各類食品中總砷的測定。
3.試劑
除另有規定,所用的試劑為分析純試劑,水為蒸餾水或同等純度水。 (1) 硝酸。 (2) 硫酸。 (3) 鹽酸。 (4) 硝酸+高氯酸混合液(4+1):量取80ml硝酸,加20ml高氯酸,混勻。 (5) 硝酸鎂溶液(150g/L):稱取15g硝酸鎂〖Mg(NO3)2·6H2O〗溶于水中,并稀釋至100ml。 (6) 氧化鎂。 (7) 碘化鉀溶液(150g/L):稱取15g碘化鉀溶于水中,并稀釋至100ml,儲于棕色瓶中。 (8) 酸性氯化亞錫溶液:稱取40.0g氯化亞錫(SnCl2·2H2O),加鹽酸溶解并稀釋至100.0ml,加入數顆金屬錫粒。 氯化亞錫(SnCl2)又稱二氯化錫,白色或半透明晶體,帶二個分子結晶水(SnCl2·2H2O)的是無色針狀或片狀晶體,溶于水、乙醇和乙醚。氯化亞錫試劑不穩定,在空氣中被氧化成不溶性氯氧化物,失去還原作用,為了保持試劑具有穩定的還原性,在配制時,加鹽酸溶解為酸性氯化亞錫溶液,并加入數粒金屬錫粒,使其持續反應生成氯化亞錫及新生態氫,使溶液具有還原性。 氯化亞錫在本實驗的作用為將As5+還原為As3+;在鋅粒表面沉積錫層以抑制產生氫氣作用過猛。 (9)鹽酸溶液(1+1):量取50ml鹽酸,小心倒入50ml水中,混勻。 (10)乙酸鉛溶液(100g/L)。
(11)乙酸鉛棉花:用100g/L乙酸鉛溶液浸透脫脂棉后,壓除多余溶液,并使疏松,在100℃以下干燥后,儲存于玻璃瓶中。 乙酸鉛棉花塞入導氣管中,是為吸收可能產生的硫化氫,使其生成硫化鉛而滯留在棉花上,以免吸收液吸收產生干擾,硫化物和銀離子生成灰黑色的硫化銀,但乙酸鉛棉花要塞得不松不緊為宜。 (12)無砷鋅粒。 不同形狀和規格的無砷鋅粒,因其表面積不同,與酸反應的速度就不同,這樣生成的氫氣氣體流速不同,將直接影響吸收效率和測定結果。一般認為蜂窩狀鋅粒3g,或大顆粒鋅粒5g均可獲得良好結果。也有人認為大小顆粒的鋅粒混合使用則效果滿意。一般確定標準曲線與試樣均用同一規格的鋅粒為宜。 (13)氫氧化鈉溶液(200g/L)。 (14)硫酸溶液(6+94):量取6.0ml硫酸,小心倒入94ml水中,混勻。 (15)二乙氨基二硫代甲酸銀-三乙醇胺-三氯甲烷溶液:稱取0.25g二乙氨基二硫代甲酸銀〖(C2H5)2NCS2Ag〗置于乳缽中,加少量三氯甲烷研磨,移入100ml量筒中,加入1.8ml三乙醇胺,再用三氯甲烷分次洗滌乳缽,洗液一并移入量筒中,再用三氯甲烷稀釋至100.0ml,放置過夜。濾入棕色瓶中保存。 二乙氨基二硫代甲酸銀,或稱二乙基二硫代氨基甲酸銀鹽(diethyl dithio carbamic acid,Ag salt),(C2H5)2NC(S)SAg,分子量256.15,為黃色粉末,不溶于水而溶于三氯甲烷,性質極不穩定,遇光或熱,易生成銀的氧化物而呈灰色,因而配置濃度不易控制。若市售品不適用,實驗室也可自行制備。
二乙氨基二硫代甲酸銀制備法:分別溶解1.7g硝酸銀、2.3g二乙氨基二硫代甲酸鈉(DDCNa,銅試劑)于100ml蒸餾水中,冷卻到20℃以下,緩緩攪拌混合,過濾生成的檸檬黃色銀鹽(AgDDC)沉淀,用冷蒸餾水洗滌沉淀數次,在干燥器中干燥,避光保存備用。
吸收液中AgDDC濃度以0.2%~0.25%為宜,濃度過低將影響測定的靈敏度及重現性,因此,配置試劑時,應放置過夜或在水浴上微熱助溶。輕微的混濁可以過濾除去。若試劑溶解度不好時,應重新配制,吸收液必須澄清。 (16)砷標準儲備溶液:精密稱取0.1320g在硫酸干燥器中干燥過的或在100℃干燥2h的三氧化二砷,加5ml 200g/L氫氧化鈉溶液,溶解后加25ml硫酸(6+94)溶液,移入1000ml容量瓶中,加新煮沸冷卻的水稀釋至刻度,儲存于棕色玻璃塞瓶中。此溶液每毫升相當于0.10mg砷。 (17)砷標準使用液:吸取1.0ml砷標準溶液,置于100ml容量瓶中,加1ml硫酸(6+94)溶液,加水稀釋至刻度,此溶液每毫升相當于1.0μg砷。
4.儀器
(1)美析UV-1300型分光光度計。 (2) 測砷裝置 ① 100~150ml錐形瓶:19號標準口。 ② 導氣管:管口19號標準口或經堿處理后洗凈的橡皮塞與錐形瓶密合時不應漏氣。管的另一端管徑1.0mm。 ③ 吸收管:10ml刻度離心管作吸收管用。 5.操作方法
5.1樣品消化
(1)硝酸-高氯酸-硫酸法
A. 糧食、粉絲、粉條、豆干制品、糕點、茶葉等及其他含水分少的固體食品:稱取5.00g或10.00g的粉碎樣品,置于250~500ml定氮瓶中,先加水少許使濕潤,加數粒玻璃珠,10~15ml硝酸-高氯酸混合液,放置片刻,小火緩緩加熱,待作用緩和,放冷。沿瓶壁加入5ml或10ml硫酸,再加熱,至瓶中液體開始變成棕色時,不斷沿瓶壁滴加硝酸-高氯酸混合液至有機質完全分解。加大火力,至產生白煙,溶液應澄明無色或微帶黃色,放冷。在操作過程中應注意防止爆炸。 加20ml水煮沸,除去殘余的硝酸至產生白煙為止,如此處理兩次,放冷。將冷后的溶液移入50ml或100ml容量瓶中,用水洗滌定氮瓶,洗滌液并入容量瓶中,放冷,加水至刻度,混勻。定容后的溶液每10ml相當于1g樣品,相當加入硫酸量1ml。
樣品消化液中殘余的硝酸需如法驅盡,硝酸的存在影響反應與顯色,會導致結果偏低,必要時需增加測定用硫酸的加入量。
取與消化樣品 相同量的硝酸-高氯酸混合液和硫酸,按同一方法做試劑空白實驗。
B. 蔬菜、水果:稱取25.00g或50.00g洗凈打成勻漿的樣品,置于250~500ml定氮瓶中,加數粒玻璃珠,10~15ml硝酸-高氯酸混合液,以下按糧食等樣品自"放置片刻"起依法操作,但定容后的溶液每10ml相當于5g樣品,相當加入硫酸量1ml。
C. 醬、醬油、醋、冷飲、豆腐、腐乳、醬腌菜等:稱取10.00g或20.00g樣品(或吸取10.00ml或20.00ml液體樣品),置于250~500ml定氮瓶中,加數粒玻璃珠,5~15ml硝酸-高氯酸混合液,以下按糧食等樣品自"放置片刻"起依法操作,但定容后的溶液每10ml相當于2g樣品或2ml樣品。
D. 含酒精性飲料或含二氧化碳飲料:吸取10.00ml或20.00ml樣品,置于250~500ml定氮瓶中,加數粒玻璃珠,先用小火加熱除去乙醇或二氧化碳,再加5~10ml硝酸-高氯酸混合液,混勻后,以下按糧食等樣品自"放置片刻"起依法操作,但定容后的溶液每10ml相當于2ml樣品。
吸取5~10ml水代替樣品,加與消化液相同量的硝酸-高氯酸混合液和硫酸。按相同操作方法做試劑空白實驗。
E. 含糖量高的食品:稱取5.00g或10.00g的粉碎樣品,置于250~500ml定氮瓶中,先加水少許使濕潤,加數粒玻璃珠,10~15ml硝酸-高氯酸混合后,搖勻。緩緩加入5ml或者10ml硫酸,待作用緩和停止起泡沫后,再加大火力,至有機質分解完全,發生白煙,溶液應澄明無色或微帶黃色,放冷。以下按糧食等樣品自"加20ml水煮沸"起依法操作。
F. 水產品:取可食部分樣品搗成勻漿,稱取5.00g或10.00g(海產藻類、貝類可適當減少取樣量),置于250~500ml定氮瓶中,加數粒玻璃珠,10~15ml硝酸-高氯酸混合后,以下按糧食等樣品自"沿瓶壁加入5ml或10ml硫酸" 起依法操作。
(2)硝酸-硫酸法:以硝酸代替硝酸-高氯酸混合液進行操作。 (3)灰化法
A. 糧食、茶葉及其他含水分少的食品:稱取5.00g磨碎樣品,置于坩堝中,加入1g氧化鎂,1ml氯化鎳及10ml硝酸鎂溶液,混勻,浸泡4h。于低溫或置水浴鍋上蒸干。用小火炭化至無煙后移入馬弗爐中加熱至550℃,灼燒3~4h,冷卻后取出。
加5ml水濕潤灰分后,用細玻棒攪拌,再用少量水洗下玻棒上附著的灰分至坩堝內。放置水浴上蒸干后移入高溫爐550℃灰化2h,冷卻后取出。
加5ml水濕潤灰分,再慢慢加入10ml鹽酸溶液(1+1),然后將溶液移入50ml容量瓶中。坩堝用鹽酸溶液(1+1)洗滌3次,每次5ml,再用水洗滌3次,每次5ml,洗滌液均并入容量瓶中,再加水至刻度,混勻。定容后的溶液每10ml相當于1g樣品,相當于加入鹽酸量(中和需要量除外)1.5ml。全量供銀鹽法測定時,不必再加鹽酸。
取于灰化樣品相同量的氧化鎂和硝酸鎂溶液,按同一操作方法作試劑空白試驗。 B. 植物油:稱取5.00g樣品,置于50ml瓷坩堝中,加10g硝酸鎂,再在上面覆蓋2g氧化鎂,將坩堝置小火上加熱,至剛冒煙,立即將坩堝取下,以防內容物溢出,待煙小后,再加熱至炭化完全。將坩堝移至馬弗爐中,550℃以下灼燒至灰化完全,冷卻取出。
加5ml水濕潤灰分,再緩緩加入15ml鹽酸溶液(1+1),然后將溶液移入50ml容量瓶中。坩堝用鹽酸溶液(1+1)洗滌5次,每次5ml,洗滌液均并入容量瓶中,加鹽酸(1+1)至刻度,混勻。定容后的溶液每10ml相當于1g樣品,相當于加入鹽酸量(中和需要量除外)1.5ml。
取于消化樣品相同量的氧化鎂和硝酸鎂,按同一操作方法作試劑空白試驗。 C. 水產品:取可食部分樣品搗成勻漿,稱取5.00g置于坩堝中,加1g氧化鎂及10ml硝酸鎂溶液,混勻,浸泡4h。以下按灰化法中糧食等樣品自"于低溫或置水浴鍋上蒸干"起依法操作。
5.2測定
(1)用硝酸-高氯酸-硫酸或硝酸-硫酸消化液
吸取一定量的消化后的定容溶液(相當于5g樣品)及同量的試劑空白液,分別置于150ml錐形瓶中,補加硫酸至總量為5ml,加水至50~55ml。
吸取0.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0ml砷標準使用液(相當于0,2,4,6,8,10μg砷)分別置于150ml錐形瓶中,加水至40ml,再加10ml硫酸(1+1)。
于樣品消化液,試劑空白液及砷標準溶液中各加3ml 150g/L碘化鉀溶液,0.5ml酸性氯化亞錫溶液,混勻,靜置15min。各加入3g無砷鋅粒,立即分別塞上裝有乙酸鉛棉花的導氣管,并使管尖端插入盛有4ml銀鹽溶液的離心管中的液面下,在常溫下反應45min后,取下離心管,加三氯甲烷補足4ml。用1cm比色杯,以零管調節零點,于波長520nm處測吸光度,繪制標準曲線比較。
砷化氫發生及吸收應防止在陽光直射下進行,同時應控制溫度在25℃左右,溫度過高反應快,吸收不徹底,過低則反應時間延長,作用時間以1h為宜,夏季可縮短為45min。室溫高時三氯甲烷部分揮散,在比色前用三氯甲烷補足4ml,并不影響結果。
吸收液中含有水分時,當吸收與比色環境的溫度改變,會引起輕微渾濁,比色時可微溫使其澄清。
(2)用灰化法消化液
取灰化法消化液及試劑空白液,分別置于150ml錐形瓶中。吸取0.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0ml砷標準使用液(相當于0,2,4,6,8,10μg砷)分別置于150ml錐形瓶中,加水至43.5ml,再加6.5ml鹽酸。以下按①自"于樣品消化液"起依法操作。
6.計算
(A1-A2)× 1000 X =M × V2/V1 × 1000
式中:X-樣品中砷的含量,mg/kg或mg/L; A1-測定用樣品消化液中砷的含量,μg; A2-試劑空白液中砷的含量,μg; M -樣品質量(體積),g(ml); V1-樣品消化液的總體積,ml; V2-測定用樣品消化液的體積,ml。