馮彩婷，趙愛娟，王瑞芳

（1.周口師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，河南周口466000；2.鄭州師范學(xué)院化學(xué)系，河南鄭州450000）

氧彈燃燒-離子選擇性電極法測(cè)定瓜子中的鈉

馮彩婷1，趙愛娟2，王瑞芳1

（1.周口師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，河南周口466000；2.鄭州師范學(xué)院化學(xué)系，河南鄭州450000）

采用氧彈燃燒-離子選擇性電極法測(cè)定了瓜子中的鈉含量。先將不同瓜子樣品粉碎壓制成片，利用氧彈燃燒技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，用鹽酸吸收燃燒產(chǎn)物；再在樣品液中加入三乙醇胺溶液，調(diào)節(jié)樣品溶液的pH為10左右，然后用鈉離子選擇性電極測(cè)定瓜子中的鈉含量。測(cè)定結(jié)果表明：西瓜子中鈉含量最多，葵瓜子鈉含量最少，回收率在97.3%～98.6%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.80%～1.70%之間。該法測(cè)定瓜子中的鈉離子含量簡便、快速且準(zhǔn)確度高。

氧彈；鈉離子選擇性電極；鈉參比電極；瓜子

鈉位于周期表的IA族，在人體中發(fā)揮重要作用，是人體調(diào)節(jié)生理機(jī)能不可或缺的元素，可維持機(jī)體正常滲透壓和新陳代謝。鈉攝入過多時(shí)會(huì)患上高血壓等慢性病，攝入太少又會(huì)有疲勞、倦怠、虛弱的現(xiàn)象[1]。瓜子是人們?nèi)粘Ｊ秤幂^多的食品，而市售的咸瓜子中鈉含量較高，因此測(cè)定瓜子中的鈉含量具有一定的實(shí)際意義。

目前測(cè)定食品中鈉含量的報(bào)道比較多，如原子吸收分光光度法、塞曼原子吸收光譜法、高效液相色譜法、熒光光度法[2-3]等，這些方法有的儀器昂貴，有的操作繁瑣。離子選擇性電極法成本較低，操作簡單，是一種快速高效的檢測(cè)鈉含量的方法[4-5]。關(guān)于樣品預(yù)處理的方法也有很多，例如干法灼燒灰化、濕法消解對(duì)樣品進(jìn)行分解，但這些方法有的步驟比較繁瑣，有的容易造成分析成分的損失。采用氧彈燃燒技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理[6]，在密閉體系內(nèi)進(jìn)行，可以減少樣品的污染和損失，而且操作簡便、迅速。由于樣品中的鈉原來無論以何種形態(tài)存在，燃燒后都轉(zhuǎn)化為鈉離子選擇性電極所響應(yīng)的游離無機(jī)鈉離子，因而測(cè)得的數(shù)據(jù)為樣品中總的鈉含量。本實(shí)驗(yàn)采用氧彈燃燒-離子選擇性電極法測(cè)定瓜子中的鈉含量，取得滿意的分析結(jié)果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

HR-15B型氧彈式量熱計(jì)：南京南大萬和科技有限公司；PXSJ-216型離子分析儀：上海精密科學(xué)儀器有限公司雷磁儀器廠；6801-01型鈉離子選擇性電極；6802-01型鈉參比電極；鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（10 mmol/L）：將分析純氯化鈉在120℃下干燥2 h冷卻，稱取0.584 4 g用去離子水定容至100 mL的容量瓶中，再轉(zhuǎn)入試劑瓶中備用。

鹽酸、三乙醇胺等。

樣品：葵瓜子、西瓜子、南瓜子（周口市售咸瓜子）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品的處理及測(cè)定

實(shí)驗(yàn)時(shí)將瓜子樣品磨碎，取約0.5 g的樣品壓制成片，準(zhǔn)確稱取其質(zhì)量后放入氧彈燃燒器皿中，在2.6MPa下通氣3 min，點(diǎn)火灰化約20 min后取出緩慢放氣，打開彈蓋用鹽酸吸收液洗凈彈壁，將吸收液轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶中，用蒸餾水沖洗氧彈內(nèi)各部分，沖洗液并入容量瓶中，加入10.0 mL三乙醇胺調(diào)節(jié)酸度后定容，備用。

取配制好的樣品溶液，用鈉離子選擇電極法測(cè)定瓜子中的鈉含量。首先，用鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)斜率，然后用吸收液進(jìn)行空白校準(zhǔn)，多次平行實(shí)驗(yàn)消除系統(tǒng)誤差，最后直接測(cè)定樣品中的鈉含量。

1.2.2 直讀濃度法

當(dāng)鈉離子選擇性電極與鈉參比電極組成電池時(shí)，電池電動(dòng)勢(shì)（E）隨待測(cè)溶液中鈉離子濃度（CX）的變化而改變，符合Nernst方程式，有以下計(jì)算式：

Ex=E0+S×log（CX+Cb）

式中：Ex為待測(cè)試樣（樣品）的平衡電位；E0為零電位值；S為電極斜率；CX為待測(cè)試樣的濃度；Cb為空白濃度值。

由公式可以看出，采用直讀濃度法來測(cè)定樣品中的鈉含量時(shí)，需先經(jīng)過相應(yīng)的斜率校準(zhǔn)得到斜率，經(jīng)過空白溶液校準(zhǔn)得空白溶液的濃度，即可對(duì)待測(cè)試樣進(jìn)行濃度的測(cè)量。

1.2.3 斜率校準(zhǔn)

本實(shí)驗(yàn)采用多點(diǎn)校準(zhǔn)法，該方法采用3種以上不同濃度值的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn)，分別測(cè)量各標(biāo)準(zhǔn)溶液的電位，儀器即可計(jì)算出電極的斜率。本校準(zhǔn)法的測(cè)量點(diǎn)必須在3點(diǎn)～8點(diǎn)之間。本實(shí)驗(yàn)采用線性范圍內(nèi)的6個(gè)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，得到斜率后，再進(jìn)行空白濃度校準(zhǔn)，即可測(cè)定濃度值。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品的灰化

利用氧彈燃燒法處理樣品時(shí)，樣品可裝入空膠囊或?qū)⑵鋲褐瞥善?。?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，膠囊殼燃燒后有黑色殘留物質(zhì)且不溶，因此該實(shí)驗(yàn)選擇壓片，且這種方法可以使樣品充分燃燒并防止飛濺。

本實(shí)驗(yàn)討論了在不同氧氣壓力（MPa）、不同樣品質(zhì)量（g）、燃燒時(shí)間為15 min、壓片條件下樣品燃燒的情況。結(jié)果見表1。

表1 樣品灰化條件的探討Table 1 The discussion of sample ashing conditions

由表1可知，樣品質(zhì)量在0.5 g左右，充氣時(shí)間在1 min以上，氧氣的壓力為2.4 MPa～3.0 MPa，燃燒時(shí)間為15 min以上可以充分燃燒。

2.2 pH的影響

鈉電極產(chǎn)品說明建議用二異丙胺來調(diào)節(jié)試液的酸堿度，并且在pH大于10時(shí)效果最佳。本實(shí)驗(yàn)采用三乙醇胺、二異丙胺分別來調(diào)節(jié)試液的pH，結(jié)果基本一致。由于二異丙胺有臭味，本實(shí)驗(yàn)選用三乙醇胺來調(diào)節(jié)pH，控制體系pH為11。

2.3 干擾離子的影響

本實(shí)驗(yàn)用鈉離子選擇性電極測(cè)瓜子中的鈉含量時(shí)，對(duì)鈉產(chǎn)生干擾的離子有K+和H+，K+的濃度超過Na+濃度的10倍時(shí)有影響。由于該實(shí)驗(yàn)選用樣品為添加食鹽后的瓜子，因此Na+的濃度遠(yuǎn)大于K+的濃度，不必考慮K+的干擾。對(duì)于H+的影響，可通過加入三乙醇胺提高pH到10以上來消除。

2.4 斜率的校正

鈉電極產(chǎn)品說明書上注明響應(yīng)的線性范圍是10-1mol/L～10-6mol/L。因此配制10-1mol/L～10-6mol/L的6份標(biāo)液校正斜率，結(jié)果見表2。

表2 斜率的校正Table 2 The slope of the calibration

由表2可知，斜率為50.360，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.92%，說明儀器精密度比較高。

2.5 樣品鈉含量的測(cè)定

分別稱取一定質(zhì)量添加食鹽炒熟后的白葵花子、西瓜子、南瓜子樣品，按1.2.1樣品的處理及測(cè)定方法對(duì)樣品中的鈉含量進(jìn)行測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 瓜子中鈉含量的測(cè)定結(jié)果Table 3 The results of the sodium content in seeds

由表3可知所測(cè)3種瓜子中，西瓜子中的鈉含量最高，葵瓜子中鈉含量最少，且測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.46%～0.85%之間，說明該實(shí)驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性比較好。

2.6 回收率實(shí)驗(yàn)

分別稱取葵瓜子0.651 0 g、南瓜子0.418 6 g、西瓜子1.015 0 g，按1.2.1樣品的處理及測(cè)定方法對(duì)樣品中的鈉含量進(jìn)行測(cè)定，然后取一定量的樣品溶液分別向其中添加一定量的鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液再測(cè)定其中的總鈉含量，計(jì)算其回收率，平行測(cè)定5次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 回收率實(shí)驗(yàn)Table 4 The recovery experiment

根據(jù)表4可知回收率在97.3%～98.6%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.80%～1.70%，說明本方法的準(zhǔn)確度較高。

2.7 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1）樣品質(zhì)量適中。過多不易充分燃燒，過少造成濃度較低不易檢測(cè)出來，且誤差較大。

2）燃燒時(shí)間應(yīng)充分，以免造成不充分燃燒。

3）燃燒后用吸收液將氧彈各部分沖洗，以免樣品處理過程中損失較多。

4）測(cè)定鈉含量時(shí)，待離子分析儀讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)再記錄。

3 結(jié)論

采用氧彈燃燒-離子選擇性電極法測(cè)定不同瓜子中的微量元素鈉含量。用氧彈燃燒技術(shù)（氧氣壓力為2.6 MPa）對(duì)瓜子樣品進(jìn)行灰化處理，用2 mol/L的鹽酸吸收液吸收燃燒產(chǎn)物，得到樣品液，然后用鈉離子選擇性電極法測(cè)定其中鈉含量。在所測(cè)3種瓜子中，西瓜子中鈉含量最高，葵瓜子中的鈉含量最少，該法簡便、快速、準(zhǔn)確。

氧彈燃燒-離子選擇電極法精密度和準(zhǔn)確度符合痕量分析要求，可應(yīng)用于食品檢測(cè)中的鈉含量的測(cè)定。用氧彈燃燒法進(jìn)行樣品的預(yù)處理可以減少環(huán)境的污染和所測(cè)成分的損失，是一種符合環(huán)境保護(hù)的綠色化學(xué)的分析技術(shù)，適用于復(fù)雜易燃有機(jī)樣品中總鈉量分析的樣品預(yù)處理。與此同時(shí)采用鈉離子選擇性電極法，只需要一種標(biāo)準(zhǔn)溶液，電極不需要校正，可消除樣品中干擾因素的影響，降低樣品含鈉量較低時(shí)的分析誤差。操作簡便快速，適用于少量樣品且成分不清楚或復(fù)雜試樣中含鈉量的定量分析。

[1]秦占林．鈉元素與人體健康[J]．新課程:教師,2010(1):20

[2]劉波．火焰原子吸收光譜法測(cè)定食用油脂中鈉含量[J]．理化檢驗(yàn)(化學(xué)分冊(cè)),2012(12):1444-1445,1449

[3]歐志兵．鈉離子選擇性電極法測(cè)定磷礦石中氧化鈉[J]．化肥工業(yè), 2001,28(1):31-32

[4]陸園,黃梓平．離子選擇電極法測(cè)定鹽湖鹵水中的鈉含量[J]．青海大學(xué)學(xué)報(bào),2005,23(4):65-67

[5]杜明輝,高振國,陳星,等．離子選擇電極測(cè)定維生素C生產(chǎn)過程中鈉含量[J]．理化檢驗(yàn)(化學(xué)分冊(cè)),2012(1):56-57

[6]額爾登桑,胡廣劍,王獎(jiǎng)．氧彈燃燒-離子選擇性電極法測(cè)定茶葉中的氟[J]．內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2009,38(3):293-295

Determination of Sodium in Seeds with Oxygen Bomb Combustion-Ion Selective Electrode

FENG Cai-ting1，ZHAO Ai-juan2，WANG Rui-fang1
（1.School of Chemistry and Chemical Engineering Zhoukou Normal University，Zhoukou 466000，Henan，China；2.Department of chemistry Zhengzhou Normal University，Zhengzhou 450000，Henan，China）

The sodium content in seeds was determined by oxygen bomb combustion-ion selective electrode．First，the different samples were crushed and pressed into pieces，pretreatmented by oxygen bomb combustion technology．The products of combustion was absorbed by hydrochloricacid．Triethanolamine solution was added to the sample solution to adjust pH to 10，then the sodium content of seeds was measured by the sodium ion selective electrode．The results showed that the sodium content in watermelon seeds was the highest and the sodium content in sunflower seeds was the lowest．The recovery rate was 97.3%-98.6%，the relative standard deviation was 0.80%-1.70%．The method for the determination of the sodium content in seeds was simple and accurate．

oxygen bomb；sodium ion selective electrode；the sodium reference electrode；seeds

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.08.025

河南省基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃項(xiàng)目（132300410478）（132300410482）

馮彩婷（1982—），女（漢），講師，碩士，主要從事物理化學(xué)等方面的研究。

2014-02-26