影响食盐中碘含量检测结果准确性的主要因素
2021-06-09同瑞婷
宋 悦,同瑞婷,兰 萌
(陕西省产品质量监督检验研究院,陕西西安 710048)
碘是合成人体甲状腺激素所必需的微量营养素。我国采取“食盐补碘”的方法,是最经济有效的补碘措施。食盐加入的碘强化剂有碘化钾、碘酸钾和海藻碘3种形式。与碘化钾相比,碘酸钾和海藻碘的化学性质较稳定,在碘盐的加工生产、运输保存的过程中不易消耗损失[1]。氧化还原滴定法测食盐中的碘是当前国标方法中最优先选择的方法,其操作相对简便、耗时短、结果可靠性高[2]。该方法的原理是试样中的碘离子在磷酸提供的酸性条件下被次氯酸钠氧化成碘酸根,草酸除去过剩的次氯酸钠,碘酸根氧化碘化钾而游离出单质碘,以淀粉溶液作指示剂,用硫代硫酸钠标准溶液滴定,计算碘含量[3]。次氯酸钠易见光分解,其有效氯的含量随着放置时间的延长而逐渐降低,易造成结果出现偏差;样品如何取样、淀粉加入的先后顺序、滴定终点的判断都会影响其测定结果。因此,试验研究了影响食盐中碘含量检测结果准确性的主要因素,以及在操作过程中需要注意的事项,以确保检验结果的准确性和可靠性。
1 材料与方法
1.1 材料
含量为24.6 mg/kg碘的碘酸钾标准碘盐样品;草酸-磷酸混合液;碘化钾溶液;次氯酸钠溶液(有效氯约3%);10.2.2.4淀粉指示剂(5 g/L);硫代硫酸钠标准使用溶液浓度为0.002 0 mol/L。试剂溶液的配制按照GB 5009.42—2016中10.2.2配制;按照方法T 5750.11—2006对购买的次氯酸钠溶液中有效氯的含量进行标定。
1.2 试验方法
按照GB 5009.42—2016中10碘的测定(氧化还原滴定法)进行测定。称取10 g试样,置于250 mL碘量瓶中,加50 mL水溶解,加草酸-磷酸混合液2 mL、次氯酸钠溶液1 mL,用水洗净瓶壁。放入玻璃珠4~5粒,在电炉上加热至溶液刚沸腾时立即取下,水浴冷却至30℃以下。加入5 mL碘化钾溶液,摇匀,立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,加入1 mL淀粉指示剂,继续滴加至蓝色刚消失即为终点。
2 结果与分析
食盐中加入的碘由于盐粒径大小不同而分布不均匀,因此取样是影响检测结果准确性的直接因素,在此次检测过程中将碘盐研磨粉碎后均匀取样,以保证计算结果的准确性[4]。
2.1 有效氯含量(次氯酸钠质量浓度)的影响
碘离子在磷酸提供的酸性条件下被次氯酸钠氧化成碘酸根,草酸除去过剩的次氯酸钠,碘酸根氧化碘化钾而游离出单质碘,次氯酸钠溶液不稳定,见光分解,使有效氯含量降低,探讨有效氯含量2%,3%,5%3种次氯酸钠溶液对结果的影响,每组做4次平行试验。
3种有效氯含量下碘盐中碘的检测结果见表1。
表1 3种有效氯含量下碘盐中碘的检测结果
结果表明,有效氯含量3%时,检验结果24.8mg/kg;有效率含量2%时,检验结果23.6 mg/kg;有效率含量5%时,检验结果27.1 mg/kg。对于有效氯在2%~3%,满足试验结果在误差±2 mg/kg范围内,有效氯3%时,计算结果与试样真值最接近,与其相比;在有效氯2%时,其值略低于真值,这可能是由于次氯酸钠的用量少(有效氯含量),不能将试样中碘离子完全氧化成碘酸根造成的;有效率含量5%时,结果超出了误差范围,是因为次氯酸钠用量(有效氯含量)过多,使得草酸不能中和过剩的次氯酸钠,造成结果偏大。对于我国来说,依据人群实际碘营养水平一般选用食盐碘含量平均水平为25 mg/kg,允许波动范围18~33 mg/kg。因此,为保证检验结果的准确性,采用的次氯酸钠(有效氯含量)应适度过量,故有效氯含量为3%最为适宜。
但是,对于未加入碘或加入碘含量少的的食盐来说,当样品中的碘离子含量非常少,选择有效含量3%就会导致次氯酸钠有大量剩余,草酸并不能完全将其中和,次氯酸钠再次与碘离子氧化为碘酸根,而碘酸根再次与碘离子反应为碘单质,导致本该使淀粉指示剂褪色完成反应,但再次产生碘单质使淀粉指示剂复显蓝色,导致滴定终点延后出现,试验结果偏大。
2.2 可溶性淀粉溶液加入顺序的影响
可溶性淀粉溶液作为指示剂与其他大部分指示剂不同,不能过早加入试样中,这与淀粉特殊的结构、淀粉变色反应的机理有关系。可溶性淀粉呈螺旋状结构,可以弱键结合游离碘,开始出现变色反应,随结合量的增加,颜色由红紫色变为蓝色,这就是淀粉遇碘变色的机理。探讨可溶性淀粉溶液加入的先后顺序对结果的影响,每组做4次平行试验。
可溶性淀粉溶液加入的先后顺序碘盐中碘的检测结果见表2。
表2 可溶性淀粉溶液加入的先后顺序碘盐中碘的检测结果/mg·kg-1
结果表明,先加入淀粉指示剂时检验结果大于后加入淀粉指示剂的检验结果,且其结果超出了误差±2 mg/kg范围内,这是由于过早的加入淀粉指示剂,造成大量碘-淀粉复合物生成,使得反应速度减慢,褪色较慢,致使终点不敏感,造成滴定结果误差。
2.3 滴定终点颜色判断的影响
GB 5009.42—2016试验标准中指出用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,加入1 mL淀粉指示剂,继续滴加至蓝色刚消失即为终点。在试验过程中蓝色消失后溶液为浅紫色,再缓慢变为澄清透明,褪色较慢,致使终点不敏感。探讨滴定终点对结果的影响,每组做4次平行试验。
滴定终点的判断碘盐中碘的检测结果见表3。
表3 滴定终点的判断碘盐中碘的检测结果/mg·kg-1
将溶液滴定为浅紫色后继续滴定0.3~0.6 mL硫代硫酸钠溶液变为澄清透明,会造成滴定结果误差。
3 结论
通过上述试验可以得出,采用氧化还原滴定法测定加碘盐中碘含量时,要注意以下几点,以保证试验结果的准确性和可靠性。
(1)检测过程中将碘盐研磨粉碎后均匀取样,以保证计算结果的准确性。
(2)为保证试验过程反应完全,应使次氯酸钠(有效氯含量)适度过量,故有效氯含量为3%最为适宜(未加碘食盐除外)。
(3)滴定过程中要将试样溶液用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,再加入淀粉指示剂。
(4)滴定终点以样液蓝色消失为终点,切勿直接滴定到澄清透明。
检验方法的适用性是确保试验结果准确性的基础。分析了试验过程中影响食盐碘含量检测结果准确性的主要因素,提出了检验过程中的注意事项,对食盐中碘含量的准确检验提供参考。