牛奶的酸度和钙含量的测定---宋婷婷33100238
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分析化学开放创新实验——牛奶的酸度和钙含量的测定吉林大学化学学院10级2班宋婷婷学号:33100238实验名称:牛奶的酸度和钙含量的测定一、前言1、牛奶的简介牛奶,是最古老的天然饮料之一。
牛奶顾名思义是从雌性奶牛身上所挤出来的。
在不同国家,牛奶也分有不同的等级,目前最普遍的是全脂、低脂及脱脂牛奶。
目前市面上牛奶的添加物也相当多,如高钙低脂牛奶,就强调其中增添了钙质。
(1)、牛奶知识介绍牛奶的营养成份很高,牛奶中的矿物质种类也非常丰富,除了我们所熟知的钙以外,磷、铁、锌、铜、锰、钼的含量都很多。
最难得的是,牛奶是人体钙的最佳来源,而且钙磷比例非常适当,利于钙的吸收。
种类复杂,至少有100多种,主要成份有水、脂肪、磷脂、蛋白质、乳糖、无机盐等。
一般牛奶的主要化学成分含量如下:水分:87.5%、脂肪:3.5--4.2%、蛋白质:2.8--3.4%、乳糖:4.6-4.8% 、无机盐:0.7%左右。
(2)、适合人群一般人群均可食用。
1.脱脂奶适合老年人、血压偏高的人群;高钙奶适合中等及严重缺钙的人、少儿、老年人、易怒、失眠者以及工作压力大的女性。
2.牛奶帮助有效睡眠,适合高压力人群。
高考生、加班人群,可睡前一杯。
(3)、食疗作用牛奶味甘,性平、微寒,入心、肺、胃经。
具有补虚损,益肺胃,生津润肠之功效。
用于久病体虚、气血不足、营养不良、噎膈反胃、胃及十二指肠溃疡、消渴、便秘。
(4)、营养分析每100克牛奶所含营养素如下:热量 (54.00千卡) ·蛋白质(3.00克) ·脂肪(3.20克) ·碳水化合物(3.40克) ·维生素A (24.00微克) ·硫胺素(0.03毫克) ·核黄素(0.14毫克) ·尼克酸(0.10毫克) ·维生素C (1.00毫克) ·维生素E (0.21毫克) ·钙(104.00毫克) ·磷(73.00毫克) ·钠(37.20毫克) ·镁(11.00毫克) ·铁(0.30毫克) ·锌(0.42毫克) ·硒(1.94微克) ·铜(0.02毫克) ·锰(0.03毫克) ·钾(109.00毫克) ·胆固醇(15.00毫克) 。
2、钙的简介钙是一种金属元素,符号Ca,银白色晶体。
动物的骨骼、蛤壳、蛋壳都含有碳酸钙。
可用于合金的脱氧剂、油类的脱水剂、冶金的还原剂、铁和铁合金的脱硫与脱碳剂以及电子管中的吸气剂等。
它的化合物在工业上、建筑工程上和医药上用途很大。
(1)、元素描述银白色的轻金属,质软。
密度1.54克/立方厘米。
熔点839±2℃。
沸点为1484℃。
化合价+2。
电离能6.113电子伏特。
化学性质活泼,能与水、酸反应,有氢气产生。
在空气在其表面会形成一层氧化物和氮化物薄膜,以防止继续受到腐蚀。
加热时,几乎能还原所有的金属氧化物。
(2)、食物来源牛奶、酸奶、奶酪、泥鳅、河蚌、螺、虾米、小虾皮、海带、酥炸鱼、牡蛎、花生、芝麻酱、豆腐、松籽、甘蓝菜、花椰菜、白菜、油菜等。
(3)、钙的生理作用钙是人体内含量最多的一种无机盐。
正常人体内钙的含量为1200~1400克,约占人体重量的1.5%~2.0%,其中99%存在于骨骼和牙齿之中。
另外,1%的钙大多数呈离子状态存在于软组织、细胞外液和血液中,与骨钙保持着动态平衡。
机体内的钙,一方面构成骨骼和牙齿,另一方面则可参与各种生理功能和代谢过程,影响各个器官组织的活动。
钙与镁、钾、钠等离子保持一定比例,使神经、肌肉保持正常的反应;钙可以调节心脏搏动,保持心脏连续交替地收缩和舒张;钙能维持肌肉的收缩和神经冲动的传递;钙能刺激血小板,促使伤口上的血液凝结;在机体中,有许多种酶需要钙的激活,才能显示其活性。
钙能促进体内基些酶的活动,调节酶的活性作用;参与神经、肌肉的活动和神经递质的释放;调节激素的分泌。
血液的凝固、细胞粘附、肌肉的收缩活动也都需要钙。
(4)、人体所需钙量钙的推荐每日供给量标准如下:从初生到10岁儿童600毫克,10~13岁800毫克,13~16岁1200毫克,16~l9岁1000毫克,成年男女800毫克,孕妇1500毫克,乳母2000毫克。
青春期前儿童生长发育迅速,钙的需要量也相对最大,可达成人需要量的2~4倍。
(5)、获得钙的方法1.多食用钙质含量高的食物。
2.多做体育运动。
3.多晒太阳。
4.吃好早餐。
5.对含草酸多的蔬菜先焯水破坏草酸,然后再烹调。
(6)、钙测定方法国家标准检验方法采用原子吸收法和EDTA滴定法[1].此外,还有分光光度法[2]、电感耦合等离子体发射光谱法[3]、自动电位滴定法[4]、高锰酸钾滴定法[5]和两点电位滴定法[6]等。
二、所需样品量的估算1、 0.1mol•L-1氢氧化钠溶液的配制C(NaOH)= 0.1mol•L-1 V(NaOH)=500mL所需NaOH质量 m(NaOH)=C(NaOH)·V(NaOH)·M(NaOH)=2g2、0.01 mol•L-1EDTA标准溶液的配制C(EDTA)= 0.01mol•L-1 V(EDTA)=500mLm(EDTA)=C(EDTA)·V(EDTA)·M(EDTA)=1.9g其中M(EDTA)=374.26g / mol3、20mLKHC8H4O4需消耗20~25mLNaOH所需的KHC8H4O4质量:m(KHC8H4O4)=C(KHC8H4O4)·M(KHC8H4O4)·250/1000=5.1~6.4g 其中M(KHC8H4O4)=204.23g / mol4、一般牛奶酸度为12~18 所用牛奶体积V=20mL则所消耗的NaOH体积 V=酸度·20/100=2.4~3.6mL5、20mL钙需消耗20~25mLEDTA 所需钙体积为V=250mL则所需 CaCO3的质量m(CaCO3)=C(Ca)·M(CaCO3)·250/1000=0.25~0.31g其中M(CaCO3)=100.09g / mol6、以每100mL牛奶中含100mg钙计算需消耗20~25mLEDTA所用牛奶体积V=C(EDTA)·V(EDTA)·40=8~10mL三、设计原理(一)、实验目的1. 了解牛奶酸度和钙含量的测定方法及酸度的表示。
2.了解EDTA溶液的配制和标定。
3.了解酸碱滴定和络合滴定法的原理及方法。
(二)、实验原理1、牛奶的酸度的测定(1)、 NaOH溶液的标定1、标定氢氧化钠标准溶液的基准物质常用的有草酸,草酸氢钾,苯甲酸,但是最常用的是邻苯二甲酸氢钾,因为邻苯二甲酸氢钾相对比较易得到纯制品,最重要的是在空气中不吸潮,很容易保存,它与氢氧根离子反应时化学计量数为1:1,而且其摩尔质量较大,因此它是标定碱标准溶液较好的基准质。
KHC8H4O4+Na OH→KNaC8H4O4+H2O2、指示剂:酚酞(无色至微红)3、计算公式:C(NaOH)=m(KHC8H4O4)·V(KHC8H4O4)(用)/[M(KHC8H4O4)·V(NaOH)·V(KHC8 H4O4)(总)](2)牛奶酸度的标定1、牛奶中有二种酸度:1)外表酸度也称固有酸度(潜在酸度);2)真实酸度也称发酵酸度。
外表酸度:指磷酸与干酪素的酸性反应,在新鲜的牛奶约占0.15%,另外还有CO2、枸杞酸、酪蛋白、白蛋白等。
真实酸度:是由于乳酸菌的作用于乳糖,产生乳酸所引起的,使牛奶酸度增加。
习惯上如果牛奶中的含量超过0.25-0.20%,PH=6.6即为有乳酸存在把酸度在小于0.2%以下的牛奶称为新鲜牛奶;把大于0.2%的牛奶称为不新鲜牛奶达到0.30%时,饮用有一定的酸味,PH=4.3,当牛奶结块时酸度为0.6%。
通常用°T表示牛奶酸度 ,°T:指滴定100ml牛奶样品,消耗的0.1N NaOH溶液的毫升数,工厂一般采用10ml样品,而不用100ml。
牛奶中酸度增高,主要是微生物的活动的结果,所以测定牛奶中酸度,可判断牛奶是否新鲜,用0.1N NaOH溶液滴定时,牛奶中的乳酸和0.1N NaOH反应,生成乳酸钠和水。
反应式如下 :CH3CH(OH)COOH +NaOH →CH3CH(OH)COONa +H2O2、指示剂:酚酞(无色至微红)3、计算公式:0T=V(NaOH )·C(NaOH)·1000 /V(牛奶)(用)4、在上面的测定步骤中,我们加入水20ml将牛奶稀释是必要的,不加水测出的数据出入很大,这主要是牛奶中有碱性磷酸三钙,不加水牛奶的酸度高,而加水后磷酸三钙溶解度增加,从而降低了牛奶中的酸度,其溶解形式如下: Ca(PO4)2 + 2H2 O→ 2CaHPO4 +Ca(OH)2。
CaHPO4与所加的酚酞指示剂作用呈中性,但Ca(OH)2 与酚酞指示剂来说为碱性。
因此,加水使滴定酸度降低20T,所以一般测定酸度时都是指加水后的酸度。
如果在滴定时没加水,那么所得的酸度高20T,应该减去20T。
2、牛奶中钙含量的测定(1)、EDTA标准溶液的配制和标定1、原理:乙二胺四乙酸简称EDTA或EDTA酸。
它在水中的溶解度小,故常把它配成二钠盐,简称EDTA。
本实验采用碳酸钙进行滴定。
CaCO3 +EDTA → Na2CO3+ CaY2、指示剂:铬黑T (酒红色变为紫蓝色)3、计算公式:C(EDTA)=m(CaCO3)·V(Ca)(用)/[M(CaCO3)·V(EDTA)·V(Ca)(总)]4、注意事项:a、在配制EDTA溶液时要保证固体要全部溶解。
b、碳酸钙基准试剂加HCl溶解时要缓慢,以防二氧化碳冒出时带走一部分溶液。
c、络合反应进行时要缓慢,保证其充分反应。
d、酸式滴定管,移液管均应用标准液润洗。
(2)、钙的滴定1、原理:测定牛奶中的钙采取配位滴定法,用二乙胺四乙酸二钠(EDTA)溶液滴定牛奶中的钙。
用EDTA测定钙,一般在pH = 12~13的碱性溶液中。
滴定时Fe3+、Al3+干扰时用三乙醇胺掩蔽。
Ca+Y→CaY2、指示剂:钙试剂(络蓝黑R)(由粉红变蓝色)3、计算公式:Ca(mg/100ml)=C(EDTA)·V(EDTA)·100·M(Ca)/V(牛奶)(用)四、实验仪器及药品1、仪器移液管(20ml)、3个锥形瓶(250ml)、量筒(大、小)、容量瓶、烧杯、碱式滴定管、酸式滴定管、胶头滴管、表面皿、石棉网、电热炉、电子分析天平、细口瓶、煤气灯。