離子交換及絡合滴定測定茶葉中鈣的含量

摘要：以離子交換及絡合滴定快速測定茶葉中鈣的含量，其方法具有操作簡便、專一性強、準確度高及結果可靠等優點，符合分析測試要求。

關鍵詞：離子交換；絡合滴定；茶葉；鈣

中圖分類號：Ｏ６５７．３１文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）22－4705-03

Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｌｃｉｕｍ ｉｎ Ｔｅａ by Ｉｏｎｉｃ Ｅｘｃｈａｎｇｅ ａｎｄ Ｃｏｍｐｌｅｘｏｍｅｔｒｉｃ Ｔｉｔｒａｔｉｏｎ

ＬＵ Ｘｉｎ－ｓｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｈａｉ－Ｌｉｎｇ，ＧＯＵ Ｒｕ－ｈｕ，ＬＩＵ Ｂｏ－ｑｕ，ＷＡＮＧ Ｙａ－ｌｉｎｇ

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｇａｎｓｕ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈｅｚｕｏ ７４７０００， Ｇａｎｓｕ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｃａｌｃｉｕｍ ｉｎ ｔｅａ ｗａｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｂｙ ｉｏｎｉｃ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｃｏｍｐｌｅｘｏｍｅｔｒｉｃ ｔｉｔｒａｔｉｏｎ． Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｓｉｍｐｌｅ， ｓｐｅｃｉｆｉｃ， ａｃｃｕｒａｔｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ； Iｔ ｗａｓ in ａｃｃｏｒｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ａｎａｌｙｓｉｓ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄs： ｌｏｎｉｃ ｅｘｃｈａｎｇｅｓ； ｃｏｍｐｌｅｘｏｍｅｔｒｉｃ ｔｉｔｒａｔｉｏｎ； ｔｅａ； ｃａｌｃｉｕｍ

鈣是人體內含量最多的礦物元素，是構成骨骼組織的主要礦物質成分，在機體各種生理生化過程中起著重要作用：一是形成和維持骨骼、牙齒的結構及組成混溶鈣池骨骼和牙齒的主要成分，以羥磷灰石存在；二是細胞對刺激產生反應的媒介，可維持細胞的正常生理狀態；三是參與血液凝固，人體內至少有４種依賴維生素Ｋ的鈣結合蛋白參與血液凝固，即在鈣離子存在下，才可完成級聯反應，將可溶性纖維蛋白原轉變為纖維蛋白，形成凝血。鈣對人體的重要作用不可替代，茶葉中含有較豐富的鈣，所以測定茶葉中鈣的含量意義重大。目前，常用于測定鈣的方法有草酸銨沉淀法、ＩＣＰ－ＡＥＳ法［１－３］、鄰－甲酚酞光度法［４］，但草酸銨沉淀法繁瑣、費時，ＩＣＰ－ＡＥＳ法所需儀器昂貴，而鄰－甲酚酞光度法所需的藥品價格昂貴。本研究采用的離子交換及絡合滴定快速測定茶葉中鈣的含量，具有操作簡便、準確度高及結果可靠等優點，符合分析的技術要求。

１材料與方法

１．１材料

茶葉樣品為市購茶葉。

１．２儀器和試劑

馬弗爐（上海必爾得儀器有限公司）；ＣａＣＯ３，ＥＤＴＡ，ＨＣｌ和ＭｇＣｌ２等試劑均為分析純，實驗用水均為去離子水。

１．３方法

1.3.1溶液配制０．０２0 ｍｏｌ／Ｌ鈣標準溶液：準確稱取干燥的ＣａＣＯ３基準試劑０．５0 ｇ于２５０ ｍＬ燒杯中，用少量水潤濕，蓋上表面皿。從燒杯嘴處緩緩加入５ ｍＬ的２ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ溶液，使之溶解，然后將溶液定容至２５０ ｍＬ中，備用；０．０２0 ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ標準溶液：稱取ＥＤＴＡ １.46 ｇ，以適量去離子水溶解后，定容至２５０ ｍＬ。取出２５ ｍＬ標準鈣溶液，加入２５０ ｍＬ錐形瓶中，加入約２５ ｍＬ水，５ ｇ／Ｌ ＭｇＣｌ２溶液２ ｍＬ，４０ ｇ／Ｌ ＮａＯＨ溶液５ ｍＬ，以及少量鈣指示劑，搖勻，使指示劑溶解，溶液呈酒紅色，用ＥＤＴＡ溶液滴定至藍色，即為終點。

1.3.2樹脂活化用２ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ溶液浸泡強堿性陰離子交換樹脂２４ ｈ，取出樹脂，用水洗凈。繼續用２ ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ溶液浸泡２ ｈ，然后用去離子水洗至中性，再用２ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ溶液浸泡２４ ｈ后，備用。

１．3．3離子交換柱的制備取２５ ｍＬ酸式滴定管，底部塞以少許玻璃絲，將活化樹脂緩慢倒入柱中，樹脂柱高約１５ ｃｍ，上鋪一層玻璃絲，調節流速約為１ ｍＬ／ｍｉｎ，待水面下降近樹脂層的上端時（切勿使樹脂干涸），將２０ ｍＬ ９ ｍｏｌ／Ｌ的ＨＣｌ溶液分次加入柱內。

１．3．4試樣處理稱取3份茶葉各０．５ ｇ，烘干、研細，置于鉑坩堝中，加入１０ ｍｏｌ／Ｌ ＫＯＨ溶液２．５ ｍＬ浸漬１０ ｍｉｎ后，在烘箱中烘干，再在電爐上小火加熱，使樣品充分碳化至無煙后放入６００ ℃馬弗爐中灰化，冷卻后加入去離子水１５ ｍＬ，加熱溶解，再滴入過氧化氫２～３ ｍＬ和９ ｍｏｌ／Ｌ的ＨＣｌ溶液，調節溶液的ｐＨ在３～４，搖勻靜置，濾出殘渣后，用１５ ｍＬ水洗滌３次，收集濾液，定容至１００ ｍＬ，備用。

１．3．5分離將處理好的試液小心移入離子交換柱中，用２５０ ｍＬ錐形瓶收集流出液，保持流速為０．５ ｍＬ／ｍｉｎ，當液面接近樹脂上端時，用９ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ溶液洗滌燒杯，每次 ２～３ ｍＬ，洗 ３～４次，洗液均加入交換柱中，待淋洗近結束時，取２滴流出液，用濃氨水堿化，再加２滴澄清石灰水，以檢驗Ｃａ２＋是否洗脫完全。洗脫完全后，收集流出液，備滴定。

１．3．6滴定在錐形瓶收集流出液后加入５ ｍＬ，ｐＨ為１０的ＮＨ３－ＮＨ４Ｃｌ緩沖溶液和少許鉻黑Ｔ指示劑，搖勻，取０．０２０ ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ標準溶液稀釋１０倍，用移液管加入１０．００ ｍＬ ０．００２ ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ溶液，用標準鈣溶液回滴過量的ＥＤＴＡ，滴定至終點（從純藍色→酒紅色），記錄標準鈣溶液體積。

２結果與分析

由總ＥＤＴＡ的物質的量減去反滴定時消耗的標準鈣溶液物質的量，即為茶葉中鈣的物質的量，其計算公式為：

Ｃａ（μg/mL）=×ＭＣａ

其中：Ｖｓ——加入交換柱中的樣品體積（單位：mL）；ＶＥＤＴＡ——收集液中加入ＥＤＴＡ溶液的體積（單位：mL）；ＶＣａ——反滴定加入Ｃａ２＋標準溶液的體積（單位：mL）；MCa——Ca的摩爾分子量。測定結果見表１。

對同一試樣平行測定５次后，求其平均值和相對標準偏差。用標準加入法對樣品進行回收實驗，結果見表２。

３討論

茶葉中的Ｆｅ３＋、Ｍｎ２＋、Ａｌ３＋、Ｃｕ２＋和Ｚｎ２＋等離子在９ ｍｏｌ／Ｌ的ＨＣｌ溶液中都能形成絡合物，而Ｃａ２＋在ＨＣｌ介質中不形成絡合物，混合液在經強堿性陰離子交換樹脂后，上述離子形成絡合物帶負電性被交換，而Ｃａ２＋直接流出，因此，上述干擾離子對實驗產生的干擾較小。

參考文獻：

［１］ 劉守延． ＩＣＰ－ＡＥＳ法快速測定植酸中鈣［Ｊ］． 理化檢驗－化學分冊，１９９４，３０（５）：３０２．

［２］ 趙瑞林，詹利民，王大平，等． 鄰－甲酚酞絡合酮吸光光度法連續測定血清中鈣和鎂［Ｊ］． 理化檢驗－化學分冊，１９９９，３５（２）：５９．

［３］ ＣＯＮＮＥＲＴＹ Ｈ Ｖ， ＢＲＩＧＧＳ Ａ Ｎ Ｂ． Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ cｏｍｐｌｅｘ cｏｍｐｏｕｎｄ ｏｆ cａｌｃｉｕｍ ｗｉｔｈ δ－ｃｒｅｓｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ［Ｊ］． Ｊournal of Ｃｌｉｎical Ｐａｔｈｏｌｏｇｙ，1９９６，４５：２９０．

［４］ 胡浩斌，鄭旭東． 茶葉中鈣的快速測定［Ｊ］． 理化檢驗－化學分冊，２００３，３９（９）：５４５－２４６．