特点:测定水分快速,简便,但其精密度较差,当样品份数较多时,效率反而降低。奶粉水分测定:几分钟完成。 干燥法产生误差的原因:
样品水分含量较高,干燥温度也较高时,有些样品可能发生化学反应,使水分无形损失。为了避免这种现象。可先在低温条件下加热,其后在某一指定温度下继续完成干燥。
糖分,特别是果糖,对热很不稳定。一般都采用真空烘箱法。
其他原因有:样品中含有水分以外的其他易挥发物,如乙醇,醋酸;样品中含有双键或其他易于氧化的基团,如饱和脂肪酸,酚类等,使残留物增重,水分含量偏低。 二、蒸馏法(应用广泛的为共沸蒸馏) 1、原理:
两种互不相溶的液体,二元体系的沸点低于其中各组份分沸点,将食品中的水分与有机溶剂如甲苯、苯、二甲苯等,共沸蒸出,冷凝并收集馏出液,由于水与其他组分密度不同,馏出液在有刻度的接收管中分层,根据水的体积计算水分含量。
例:有关沸点:水 —— 100℃ 苯 —— 80.2 ℃ 水 + 苯 —— 69.25 ℃
有关相对密度:(20/4):d水 = 1.00000 d苯 = 0.87900 d甲苯 = 0.86694 2、特点和使用范围
此法为一种高效的换热方法,水分可以被迅速的移去,加热温度比直接干燥法低;而且避免了挥发性物质减少的质量以及脂肪氧化对水分测定造成的误差。另外是在密闭的容器中进行的,设备简单,操作方便,广泛用于各类果蔬、油类等多种样品的水分的测定。
特别是香料,此法是唯一公认的水分含量的标准分析方法。 3、仪器
4、操作方法
? 准确称取适量样品(估计含水量2-5ml),放入水分测定测定仪器的
烧瓶中,加入新蒸馏的甲苯(或二甲苯)50-75ml使样品浸没,连接冷凝管及接受管,从冷凝管顶端注入甲苯(或二甲苯),使之充满水分接受刻度管.
? 加热慢慢蒸馏,使每秒钟约蒸馏出2滴馏出液,待大部分水分蒸馏出后,加速蒸馏
使每秒约蒸出4滴馏出液,当水分全部蒸出后(接收管内的体积不再增加时),从冷凝管顶端注入少许甲苯(或二甲苯)冲洗.如发现冷凝管壁或接受管上部附有水滴,可用附用小橡皮头的铜丝擦下,再蒸馏片刻直接接受管上部及冷凝管壁无水滴附着为止.读取接受管水层的容积.
5、操作注意事项
a. 要先接好冷水,且先打开冷凝水。
b. 试剂苯、甲苯、二甲苯,要预先蒸馏,除去水分备用。有机溶剂一般用甲苯,其沸点为110.7℃。对于在高温易分解样品则用苯作蒸馏溶剂(纯苯沸点80.2℃,水-苯其沸点则为69.25℃),但蒸馏的时间需延长。
c. 准确称量适量的样品(估计含水量2-5ml)。样品用量一般谷类、豆类约20 g,鱼、肉、蛋、乳制品约5~10克,蔬菜、水果约5g。 d. 加热慢慢蒸馏,使2滴馏出液/每秒。 6、计算:水分(%)= ( V ∕W ) ×100 V——接收管内水的体积。
W——样品质量。
7、产生误差的原因及其防止
产生误差的原因很多。例如,样品中水分没完全挥发出来;水分附集在冷凝器及连接
管的内壁;水分溶解在有机溶剂中;生成了乳浊液,等等。
添加少量戊醇,异丁醇,可防止出现乳浊液;对热不稳定性的食品,除用低沸点的溶剂外,也可发散涂布于硅藻土上;为了防止水分附集于蒸馏器内壁,须充分清洗仪器。 三、卡尔·费休法(Karl Fischer)
简称费休法或 K—F 法。
1935年由卡尔·菲休提出的测定水分的定量方法,属于碘量法,是对于测定水分最为准确的化学方法。多年来,许多分析工作者对此方法进行了较为全面的研究,在反应的化学计量、试剂的稳定性、滴定方法、计量点的指示及各类样品的应用和仪器操作的自动化等方面,有许多改进,使该方法日趋成熟与完善。 1、原理
利用I2氧化SO2时需要有一定的水参加反应,(氧化还原反应) I2+SO2+2H2O H2SO4+2HI
此反应具有可逆性,当生成物 H2SO4 浓度>0.05 % 时,即发生可逆反应,要使反应顺利向右进行,要加入适量的碱性物质以中和生成的酸,吡啶(C5H5N)可以。
I2+SO2+2H2O+3C5H5N 2C5H5NHI + C5H5NSO3
氢碘酸吡啶 硫酸吡啶
硫酸吡啶很不稳定,与水发生副反应,形成干扰。若有甲醇存在,则可生成稳定的化合物。
将I2、 SO2、C5H5N 、CH3OH 配在一起成为费休试剂。 2、适用范围
费休法广泛地应用于各种液体、固体、及一些气体样品中水分含量的测定,也常作为水分痕量级标准分析方法,也可用于此法校定其他的测定方法。
使用范围有化工、试剂、化肥、医药、食品等。
在食品分析中,能用于含水量从lppm 到接近l00%的样品的测定,已应用于面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等食品中的水分测定,结果的准确度优于直接干燥法,也是测定脂肪和油品中痕量水分的理想方法。 3、主要仪器:
ZKF—l 型水分测定仪(上海化工研究院制) SDY一84 型水分滴定仪(上海医械专机厂制) 4、试剂:
尽量用无水的试剂,有时需要蒸馏后再使用,加入无水硫酸钠保存无水甲醇、无水吡啶,或选用费休试剂滴一下,配好费休试剂后,放置24小时后,进行标定且每次要标定。 标定有三种方法:
① 是用纯水进行标定。
② 用事先配好的水—甲醇标定。 ③ 用二水合酒石酸钠标定。 5、测定注意:
(1)卡尔-费休法中,样品颗粒的大小非常重要。通常样品细度约为40目,宜用粉碎机处理,不要用研磨机以防水分损失,在粉碎样品中还要保证其含水量的均匀性。 (2)该法中所使用的玻璃器皿都必须充分干燥,外界 空气不允许进到反应室中。 (3)试验表明,对于含有诸如维生素C等强还原性组分的样品不宜用此法测定。 (4)试验表明该法不仅可测得样品中的自由水,而且可测出其结合水。 (5)甲醇有毒 ,操作时注意;
(6)费休试剂可分为两种:单组分试剂(溶剂和滴定组分在一起),双组分试剂(溶剂和滴定组分是分开的),单组分使用较方便,而双组分更适合于大量试剂的贮存。
四、其它测定水分方法 1、介电容量法
根据样品的介电常数与含水率有关,以含水食品作为测量电极间充填介质,通过电容的变化达到对食品水分含量的测定。 2、电导率法
当样品中水分含量变化时,可导致其电流传导性随之变化,因此通过测量样品的电阻,就成为一种具有一定精确度的快速分析方法。 3、红外吸收光谱法
频率不同的红外辐射被食品分子中不同的官能团所吸收,这与紫外可见光谱中的紫外光或可见光的应用相似。根据水分对某一波长的红外光的吸收强度与其在样品中的含量存在一定的关系建立了红外吸收光谱测定水分法。 4、折光法
先用折光法测定可溶性固形物的含量,即可查出总固形物的含量,也就可以得到样品中的水分含量。 5、其他方法 ⑴ 化学干燥法
化学干燥法就是将某种对于水蒸气具有强烈吸附作用的化学药品与含水样品一同装入一个干燥容器,如普通玻璃干燥器或真空干燥器,通过等温扩散及吸附作用而使样品达到干燥恒重,然后根据干燥前后样品的质量差计算出其中的水分含量。适用于对热不稳定及含有易挥发组分的样品,如茶叶、香料等。 ⑵ 气相色谱法
准确称取一定量的样品与一定量的极性溶剂(如无水甲醇、无水乙醇或异丙醇等)置超声波解磨机中均质、抽提水分;将抽提物用气相色谱仪分离并根据峰面积确定样品