曹鵬然,郭秀春,崔麗麗,謝平耀,魏金鳳

(河南大學(xué)中藥研究所,河南開(kāi)封475004)

市售不同品牌礦泉水總硬度分析

曹鵬然,郭秀春,崔麗麗,謝平耀,魏金鳳*

(河南大學(xué)中藥研究所,河南開(kāi)封475004)

目的 用配位滴定法分析不同市售品牌礦泉水的硬度。方法 以EDTA為標(biāo)準(zhǔn)液,鉻黑T(EBT)為指示劑,以NH3-NH4Cl為緩沖液測(cè)定礦泉水的硬度。結(jié)果 結(jié)果表明所測(cè)的8種礦泉水總硬度均符合國(guó)家規(guī)定,同時(shí)發(fā)現(xiàn)天然礦泉水普遍較礦物質(zhì)飲用水總硬度高。結(jié)論 該方法簡(jiǎn)單、快速,可用于不同水的硬度測(cè)定。

配位滴定法;礦泉水;總硬度

水不僅是人體的重要組成部分,也是人類賴以生存的必要條件。隨著人們生活水平的提高,市售礦泉水作為飲用水之一成為了日常消耗品,其質(zhì)量也日益受到人們的關(guān)注。所謂飲用天然礦泉水,是從地下深處自然涌出的或經(jīng)鉆井采集的,含有一定量的礦物鹽、微量元素或其他成分,在一定區(qū)域采取預(yù)防措施避免污染的水;通常情況下,其化學(xué)成分、流量、水溫等動(dòng)態(tài)特征在天然周期波動(dòng)范圍內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定;通過(guò)采取特殊衛(wèi)生防護(hù)措施,在靠近水源點(diǎn)處進(jìn)行灌裝[1]。礦物質(zhì)飲用水是加工水,目前沒(méi)有明確的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),各項(xiàng)指標(biāo)與生活飲用水的要求相同。

水的硬度是指溶解在水中鹽類物質(zhì)的含量,即鈣鹽與鎂鹽含量的多少,它是表示水質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。近年來(lái),研究[2]表明多種疾病都與所飲用的水質(zhì)有關(guān),經(jīng)常飲用硬度過(guò)高的水易患結(jié)石類的疾病,而長(zhǎng)期飲用硬度很低的水可能會(huì)導(dǎo)致人體缺乏鈣鎂離子,造成人體免疫力低下,是心臟病誘因之一,對(duì)人體健康造成危害。民以食為天,食以水為先,健康首先從水中來(lái),從健康角度考慮人們應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)的適合自身的礦泉水來(lái)飲用。

生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法規(guī)定了用乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-Na2)滴定法測(cè)定生活飲用水及其水源水的總硬度[3]。測(cè)定原理:在p H≈10的NH3-NH4Cl緩沖溶液中,用鉻黑T(EBT)作指示劑,以EDTA-Na2標(biāo)定,在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前,Mg2+,Ca2+與EBT生成紫紅色配合物,當(dāng)?shù)味ǖ交瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí), Mg2+、Ca2+與EDTA-Na2結(jié)合生成無(wú)色配合物,指示劑游離出,溶液呈現(xiàn)出純藍(lán)色,即為滴定終點(diǎn)[4]。我們采用EDTA-Na2滴定法測(cè)定市售8種礦泉水,檢測(cè)其總硬度是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

1 儀器與試劑

1.1 儀器

移液管,酸式滴定管,容量瓶,錐形瓶,電子天平(美國(guó)Mettler-Toledo公司);以及其他常規(guī)玻璃儀器。

1.2 試劑及試劑調(diào)配

1.2.1 試劑 乙二胺四乙酸二鈉鹽,鉻黑T,三乙醇胺,ZnSO4`7 H2O,氨水,氯化銨,無(wú)水乙醇,蒸餾水。

1.2.2 試劑調(diào)配 配制0.01 mol/L的Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確稱取0.718 9 g ZnSO4`7H2O于燒杯中,溶解,轉(zhuǎn)移至250 m L容量瓶中,定容至刻度。

配制0.01 mol/L的EDTA-Na2標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確稱取1.96 g EDTA-Na2于燒杯中,溶解,轉(zhuǎn)移至500 m L容量瓶中,定容至刻度。

NH3-NH4Cl緩沖液(p H≈10)稱取5 g NH4Cl固體溶解于蒸餾水中,加25 m L濃氨水,用蒸餾水稀釋至250 m L。

EBT指示劑(5 g/L)稱取0.5 g鉻黑T,加入25 m L三乙醇胺和75 m L無(wú)水乙醇溶解。

1.3 水樣

市場(chǎng)上隨機(jī)購(gòu)買8種不同品牌礦泉水,4種天然礦泉水包括恒大冰泉(食品生產(chǎn)許可證編號(hào)QS2200 0601 0436)、農(nóng)夫山泉(生產(chǎn)許可證編號(hào)QS4200 0601 0691)、百歲山(生產(chǎn)許可證號(hào)QS3302 0601 1052)和釣魚(yú)島(生產(chǎn)許可證編號(hào)QS4100 0601 3772),4種礦物質(zhì)飲用水包括康師傅(食品生產(chǎn)許可證編號(hào)QS4101 0601 0018)、今麥郎(食品生產(chǎn)許可證編號(hào)QS1305 0601 0227)、純悅-冰露(食品生產(chǎn)許可證編號(hào)QS4101 0601 0787)和冰露-可口可樂(lè)(食品生產(chǎn)許可證編號(hào)QS 4101 0601 0001)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 EDTA-Na2標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定

量取25.00 m L Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液于錐形瓶中,加25 m L蒸餾水和5 m L的NH3-NH4Cl緩沖溶液,再加3滴鉻黑T指示劑,搖勻,用EDTA-Na2溶液滴定,當(dāng)溶液由紅色變?yōu)樗{(lán)色即為終點(diǎn),記錄消耗EDTANa2溶液體積,平行標(biāo)定3次。取平均值計(jì)算EDTA-Na2的濃度。

2.2 不同品牌礦泉水的硬度的測(cè)定

取水樣100.00 m L放入250 m L錐形瓶中,加入5 m L NH3-NH4Cl緩沖溶液和3 m L三乙醇胺,再加入3滴鉻黑T指示劑,搖勻,然后用EDTA-Na2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到溶液由紅色變?yōu)樗{(lán)色即為終點(diǎn),記錄消耗EDTA-Na2的體積,平行測(cè)定3次。

3 結(jié)果與分析

3.1 EDTA-Na2標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定

實(shí)際稱取ZnSO4`7H2O的質(zhì)量為0.7628 g, MZnSO4`7 H2O=287.56,根據(jù)公式可求得EDTA-Na2溶液的濃度,結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 EDTA-Na2標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定(ˉx±s,n=3)

3.2 不同品牌礦泉水總硬度測(cè)定

3.3 結(jié)果

國(guó)家規(guī)定生活飲用水的總硬度(以CaCO3計(jì))的限值為450 mg/L[5],即總硬度不大于25度(以CaO計(jì)算),經(jīng)比較,所測(cè)結(jié)果均符合國(guó)家規(guī)定,并且可以發(fā)現(xiàn)天然礦泉水的總硬度普遍較礦物質(zhì)飲用水的總硬度高。

表2 不同品牌礦泉水總硬度測(cè)定(ˉx±s,n=3)

4 討論

優(yōu)質(zhì)礦泉水的硬度(以CaCO3計(jì))最佳在80～170 mg/L左右[6],以CaO計(jì)算的話應(yīng)在44.8～95.2 mg/L左右,所測(cè)的4種天然礦泉水只有恒大冰泉和釣魚(yú)島的總硬度在該范圍內(nèi),百歲山和農(nóng)夫山泉總硬度雖然小于該范圍,但亦接近,而4種礦物質(zhì)飲用水的總硬度普遍小于該范圍,總硬度偏低。根據(jù)所測(cè)結(jié)果得出結(jié)論,礦物質(zhì)飲用水并非優(yōu)質(zhì)礦泉水,天然礦泉水中只有恒大冰泉和釣魚(yú)島是優(yōu)質(zhì)礦泉水。

受各種因素的影響,理化檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的誤差常常無(wú)法避免,難以獲得目標(biāo)真值,只能得到相對(duì)準(zhǔn)確的測(cè)量值[7]。在測(cè)定過(guò)程中,水溫、滴定時(shí)間及速度、干擾離子、滴定終點(diǎn)的判定等因素都是影響測(cè)定結(jié)果的關(guān)鍵因素[8-9],實(shí)驗(yàn)過(guò)程中盡量嚴(yán)格控制各種條件,標(biāo)準(zhǔn)液、緩沖液和指示劑都是現(xiàn)用現(xiàn)配,操作時(shí)室溫約為20℃,加入三乙醇胺掩蔽干擾離子,p H=10的氨性緩沖溶液盡量勻速滴定,這些可以保證一個(gè)相對(duì)準(zhǔn)確的測(cè)定值。

鈣(Ca)是骨骼和牙齒的必須元素,有助于肌肉的靈活運(yùn)動(dòng);維持血管正常通透性,參與凝血過(guò)程等。鎂(Mg)作為酶的激活劑,能調(diào)節(jié)人體酶的活動(dòng),有助于調(diào)節(jié)肌肉和神經(jīng)的興奮性[10]。另?yè)?jù)文獻(xiàn)[11]報(bào)道,急性腦梗死患者血清中鈣、鎂含量均低于健康人,高脂血癥患者體內(nèi)鎂含量低于正常人[12],若由食物補(bǔ)充鈣鎂離子,由于受植物纖維和植酸的影響,吸收率很低,多數(shù)不到30%,有的甚至不到10%[13]。而礦泉水中的礦物質(zhì)是以離子的形態(tài)存在,吸收率在90%以上[14-16],根據(jù)以上相關(guān)信息,或建議急性腦梗死患者與高脂血癥患者可以選擇硬度較高的天然礦泉水飲用。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們發(fā)現(xiàn),礦物質(zhì)飲用水的總硬度普遍很低,幾乎無(wú)法達(dá)到補(bǔ)充鈣鎂的作用。根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果推斷,其含有的其他礦物質(zhì)也很少,幾乎無(wú)法達(dá)到補(bǔ)充人體礦物質(zhì)的要求。而天然礦泉水所測(cè)的總硬度較適合飲用,據(jù)報(bào)道優(yōu)質(zhì)的天然礦泉水富含多種人體必需的微量元素,經(jīng)常飲用可以補(bǔ)充人體由于飲食不均所缺乏的微量元素。

目前隨著我國(guó)人民生活水平的提高,越來(lái)越多的人注意到飲用健康水的重要性,國(guó)內(nèi)天然礦泉水的品牌也越來(lái)越多,我們應(yīng)根據(jù)自己的身體狀況選擇適合自己的礦泉水。

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[責(zé)任編輯 李武營(yíng)]

The hardness degree measurement of the different kinds of mineral water on market

CAO Pengran，GUO Xiuchun，CUI Lili，XIE Pingyao，WEI Jinfeng*
（Institute of Chinese Materia Medica，Henan University，Kaifeng，Henan 475004，China）

Objective To determine the hardness of different kinds of mineral water on market using the method of coordination titration.Methods Chrome black T was used as indicator with EDTA as standard solution and NH3-NH4Cl as buffer to determine the mineral water hardness.Results Results showed that the hardness of the eight different kinds of mineral water conformed to the standards set by the state，and the total hardness of natural mineral water was higher than the mineral water for drinking.Conclusion The method is simple and rapid.It can be used for determination of the water hardness of different brands mineral water.

coordination titration；mineral water；total hardness

R123.5

A

1672-7606(2014)04-0247-03

2014-06-12

河南省科技廳基礎(chǔ)前沿計(jì)劃(142300410123和132300410255),河南省青年骨干教師計(jì)劃(教高[2012]704號(hào))。

曹鵬然(1991-),女,河南開(kāi)封人,在讀碩士,從事中藥活性成分及分析的科研工作。

*通訊作者:魏金鳳(1975-),女,河南開(kāi)封人,博士,副教授,從事中藥活性成分及分析的科研工作。