酒精饮料中乙醇含量的测定
检举饮料中的乙醇含量一般都比较低,用附温比重瓶法和比重计法,一般不易准确测 出,国际标准方法和国家标准方法均采用蒸馏法分离乙醇,在硫酸介质中用重铬酸钾氧化,然后在指示剂一菲咯啉硫酸亚铁的存在下,用硫酸亚铁铵滴定过量 的重铬酸钾,该法只适用于乙醇含量不高于5%的果蔬汁制品,具有一定的局限性且方法比较烦琐。而采用样品用注射器吸取后直接过通C18柱后进样,用气相色谱法测定,但此法不仅适用于果蔬汁饮料,而且适用于含乳饮料及果酒、米酒 、啤酒等饮料中乙醇的测定.方法简便、快捷、准确可靠.平均回收率为 9 8 .6%,检出限为7 .7 m /L.
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
仪器: 1 1 0 2 型气相色谱仪配 有氢火焰检测器( F I D) 和数据处理机,C 18小柱用专
用注射器;
色谱柱:大口径白酒常规分析专用毛细管柱,无水乙醇( 色谱纯) .
1.2 样品前处理
直接用专用注射器吸取样液,待装配好C18小柱后推动注射器使样液经过 C 1 8 小柱后流出,得到清亮的滤液,供C,C分析用.
1.3 色谱条件
柱温:程序升温65℃(3min)l30℃(2min) ,
检测器温度 :200.进样器温度:200
载气: 高纯氮,流速4.0rnL/min:氢气流速:22.5mL/min:空气:160mE/rain.
尾吹:39.0rnL/min
白酒中酒精度的测定有几种方法:
一、密度瓶法
1.原理:以蒸馏法去除样品中的不挥发性物质,用密度瓶法测出试样(酒精水溶液)20℃时的密度,查表求得在20℃时乙醇含量的体积分数,即为酒精度。
2.仪器:2.1 全玻璃蒸馏器:500mL。2.2 恒温水浴:控温精度±0.1℃。2.3 附温度计密度瓶:25mL或50mL。
3.试样液的制备:用一干燥、洁净的100mL容量瓶,准确量取样品(液温20℃)100mL于500mL蒸馏瓶中,用50mL水分三次冲洗容量瓶,洗液并入蒸馏瓶中,加几颗沸石或玻璃珠,连接蛇形冷却管,以取样用的原容量瓶作接收器(外加冰浴),开启冷却水(冷却水温度宜低于15℃),缓慢加热蒸馏(沸腾后的蒸馏时间应控制在30min-40min内完成),收集馏出液,当接近刻度时,取下容量瓶,盖塞,于20℃水浴中保温30min,再补加水至刻度,混匀,备用。
4.分析步聚:将密度瓶洗净,反复烘干、称量,直至恒重(m)。4.1、取下带温度计的瓶塞,将煮沸冷却至15℃的水注满已恒重的密度瓶中,插上带温度计的瓶塞(瓶中不得有气泡),立即浸入20.0℃±0.1℃恒温水浴中,待内容物温度达20℃,并保持20min不变后,用滤纸快速吸去溢出侧管的液体,立即盖好侧支上的小罩,取出密度瓶,用滤纸擦干瓶外壁上的水液,立即称量(m1)。4.2、将水倒出,先用无水乙醇,再用乙醚冲洗密度瓶,吹干(或于烘箱中烘干),用试样液反复冲洗密度瓶3至5次,然后装满。重复上述操作,称量(m2)。
5.结果计算:试样液(20℃)的相对密度按下式计算。
式中: 试样液(20℃)的相对密度; m2——密度瓶和试样液的质量,单位为g ; m ——密度瓶的质量,单位为g ; m1——密度瓶和水的质量,单位为g 。 根据试样的相对密度,查表求得20℃时样品的酒精度。所得结果表示至一位小数。
6.精密度:在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值,不应超过平均值的0.5%。
二、酒精计法
1.原理:用精密酒精计读取酒精体积分数示值,查表进行温度校正,求得在20℃时乙醇含量的体积分数,即为酒精度。
2.仪器:精密酒精计:分度值为0.1%vol。
3.分析步骤:将试样液(密度瓶法制备)注入洁净、干燥的量筒中,静置数分钟,待酒中气泡消失后,放入洁净、擦干的酒精计,再轻轻按一下,不应接触量筒壁,同时插入温度计,平衡约5min,水平观测,读取与弯月面相切处的刻度示值,同时记录温度。根据测得的酒精计示值和温度,查表,换算为20℃时样品的酒精度。 所得结果应表示至一位小数。
4.精密度:在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值,不应超过平均值的0.5%。
三、新标准与原标准的主要变化
1.新标准中仲裁法的名称由原标准中的比重瓶法改为密度瓶法。
2.新标准增加了冷却水的温度,宜低于15℃。
3.新标准增加了沸腾后的蒸馏时间,应控制在30min-40min内完成。
4.新标准中规定测定的平行误差不得超过平均值的0.5%,原标准中规定测定的平行误差不得超过0.2%(V/V)。
四、讨论
样品在装瓶前的温度必须低于20℃,若高于20℃,恒温时会因液体收缩而使瓶内样品不满带来误差。
2.当室温高于20℃时,称量过程中会有水蒸气冷凝在密度瓶外壁,而使质量增加,因此要求称量操作非常迅速。为此,可先将密度瓶初称一次,将平衡砝码全部加好,然后将密度瓶用绸布再次擦干,放入天平,迅速读取平衡点刻度。
3.密度瓶所带温度计,最高刻度为40℃,干燥时不得放入烘箱或在高于40℃的其它环境中干燥。
4.酒精计要注意保持清洁,因为油污将改变酒精计表面对酒精液浸润的特性,影响表面张力的方向,使读数产生误差。
5.盛样品所用量筒要放在水平的桌面上,使量筒与桌面垂直。不要用手握住量筒,以免样品的局部温度升高。
6.注入样品时要尽量避免搅动,以减少气泡混入。注入样品的量,以放入酒精计后,液面稍低于量筒口为宜。
7.读数前,要仔细观察样品,待气泡消失后再读数。
8.读数时,可先使眼睛稍低于液面,然后慢慢抬高头部,当看到的椭圆形液面变成一直线时,即可读取此直线与酒精计相交处的刻度
一、简便检验工业酒精纯度方法有(1)比重法,通过测定液体比重,可查得待测工业酒精的纯度·(2)挂壁法,用干燥烧杯或试管装满待测工业酒精,然后再倒去.看器壁有无液体挂壁,如有则表示纯度在72%以上,挂壁越多,纯度越高.(3)燃烧法,用待测工业酒精进行燃烧试验;能大概了解其纯度.首先取一种知浓度的无水乙醇作为参照样板,如:样板浓度为%。2、再取一块A4纸大小的玻璃块或者光滑的地砖,保持面表干净。3、用滴管吸取同等量的已知浓度的无水乙醇和需测量的无水乙醇并直接将二种无水乙醇分开滴在玻璃或地砖表面上(一般情况下,取的份量越多测量的准确越高)。然后同时将二份无水乙醇点燃。4、息灭后可根据二份同量无水乙醇遗留下的水份多少来判两种无水乙醇的浓度高底!则根据已知浓度的无水乙醇可得出测量无水乙醇的浓度范围!如需测无水乙醇遗留水份多于样板的水份,则其浓度小于%。(4)燃烧声音法,用该酒精燃烧,听燃烧声音,若无声表示纯度很高,如有声音表示该酒精中含有多余水(未能与乙醇形成恒沸物的水);声音越大,纯度越低.
二、最准确的方法是用气象色谱仪和酒精含量测定仪。
三、买一些无水硫酸铜(白色),加入到无水乙醇或不变色则为无水乙醇,变蓝说明有水。无水硫酸铜遇水生成五水硫酸铜是蓝色的。
蒸馏分离乙醇,在硫酸介质中,用重铬酸钾氧化,然后在指示剂-菲绕啉亚铁盐的存在下,用硫酸亚铁铵滴定过量的重铬酸钾。
二、3 试剂
所有试剂均使用分析纯,使用蒸馏水。
3.1 硫酸(GB 625):比重1.84mg/mL。
3.2 硫酸溶液:硫酸:水=1∶1,比重1.49。
3.3 氢氧化钙悬浮液:110~112g氧化钙于1L水中消和而成。
3.4 重铬酸钾(GB 642)溶液:42.572g/L。
每毫升此溶液相当于0.01g乙醇。
3.5 高锰酸钾(GB 643)溶液:1.372g/L。
10毫升该溶液相当于1mL硫酸亚铁铵溶液。
3.6 硫酸亚铁铵(GB 661)溶液〔(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O〕
170.2g六水合硫酸亚铁铵溶于水,加入20mL硫酸(3.1)用水定容至1L。
加入2片铝片稳定。
2mL该溶液相当于1mL重铬酸钾溶液(3.4)。
3.7 邻二氮菲亚铁溶液:溶解0.695g七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)于100mL水中,加1.485g
一水合邻二氮菲并加热以助溶解。
4 仪器设备
4.1 蒸馏装置
500mL烧瓶上装有一分馏柱及冷凝管,冷凝管末端渐细,延伸部分长度应足以达到100mL
容量瓶之底部。
蒸馏装置应达到以下要求:10.0%乙醇/水混合液经过蒸馏乙醇浓度起码为9.98%,即在
蒸馏过程中乙醇的损失不得超过0.02%。
4.2 加热装置:不得使烧瓶中的可提物有任何分解。
4.3 容量瓶:容积100mL。
4.4 移液管:5、10、20mL。
4.5 酸式滴定管:50mL。
4.6 具塞锥形瓶:250mL。
4.7 组织捣碎机。
4.8 分析天平。
5 分析步骤
5.1 试样制备
5.1.1 固体或浓稠样品(水果、蔬菜、罐头制品等)将样品机械捣碎,仔细混合均匀,冷
藏样品要在密封容器中预先融化,样品融化过程中出现的液体,在混合样品以前,要加
到样品中并混匀。注意在处理过程中不要让样品发热,且取量应足以进行两个平行测定。
5.1.2 液体样品 样品需充分混合,取量应足以进行两个平行测定。
5.2 试样的称量
称取一定量(准确至0.01g)或量取一定体积的制备好的样品,该量应使100mL馏出液中收
集的乙醇量少于1g。
注意:样品处理完要及时测定,尤其是罐头制品开封后要马上测定,不然乙醇含量变化
很大。
5.3 测定
5.3.1 蒸馏
用最多180mL水将样品定量转移到蒸馏装置的烧瓶中。
加入氢氧化钙悬浮液(用时摇匀)使烧瓶中的试样略呈碱性(pH约为8)。
加入玻璃珠或瓷片以控制沸腾速度。
在100mL容量瓶中加入10mL水并插入冷凝管,使其延伸部分的末端浸入水中。
控制沸腾程度,使馏出液的温度为15~20℃。
收集80~85mL馏出液,用水冲洗延伸部分,停止蒸馏。用水定容并摇匀。
5.3.2 氧化
准确量取一定体积(V1)的重铬酸钾溶液(3.4)和20mL硫酸溶液(3.2)置于250mL具塞
锥形瓶中,摇匀。准确量取一定体积(V0)馏出液置上述锥形瓶中,用1滴浓硫酸润湿瓶塞并
盖好瓶塞,振摇,反应不少于30min,其间不时摇动。
所得混合液应不呈绿色,如呈现绿色,说明试样中乙醇含量过高,应减少馏出液的取样
量重新氧化,必要时可将蒸馏与氧化时的试验样品一并减少。
5.3.3 滴定
用硫酸亚铁铵溶液(3.6)滴定过量的重铬酸盐。过量的重铬酸盐应不少于空白滴定中
重铬酸盐用量的20%。
滴定过程中每次滴加后均需摇动烧瓶,当试液颜色变为蓝绿时,加入4滴邻二氮菲亚铁
溶液(3.7),继续滴加硫酸亚铁铵溶液,直至溶液由蓝绿色变为棕色,记下消耗滴定液体积
(V2)。
若滴定过了终点,可用高锰酸钾溶液(3.5)准确的回滴至终点,由所用的硫酸亚铁铵溶
液的体积减去所用高锰酸钾溶液体积的1/10,此差值即为(V2)。
5.3.4 用同一制备好的样品做两个平行测定。
5.4 空白滴定
用等体积的蒸馏水代替馏出液,在同样的滴定条件下,进行空白滴定,所消耗的硫酸亚
铁铵溶液的体积为V3。
氧化时可适当加入一定体积的蒸馏水以使得滴定时终点明显。空白滴定时溶液的总体
积要与试验部分总体积相同,以减少滴定误差。
操作者也可根据情况,在滴定时选择以下指示剂:1mL正磷酸(85%)比重1.71加1mL
浓度为0.5g/100mL的二苯胺磺酸钡溶液。
6 计算方法与公式
6.1 固体样品
乙醇含量表示为g/100g,按式(1)计算为:
(V3-V2) 100 100
乙醇(g/100g) = 0.01V1×———————×————×————…………(1)
V3 V0 m
式中:m——为试样质量,g
V0——用于滴定的馏出液体积,mL
V1——为氧化时所用重铬酸钾溶液体积,mL
V2——为回滴重铬酸盐所用硫酸亚铁铵溶液的体积,mL
V3——为空白滴定所用硫酸亚铁铵溶液的体积,mL。
6.2 液体样品
乙醇含量表示为g/100mL,按式(2)计算:
(V3-V2) 100 100
乙醇(g/100mL) = 0.01V1×———————×————×————…………(2)
V3 V0 V4
式中:V0、V1、V2、V3——意义同6.1
V4——为试样体积,mL。
如两个平行测定的结果符合6.2节的要求,取其算术平均值作为最后结果,如不符,
则需重新测定。
报告结果取两位有效数字。
6.3 允许差
两个平行测定结果允许相对相差为1%。
附 录 A
含有香精油产品的处理
(补充件)
当香精油存在时,馏出液混浊且在表面有油滴出现,此时,可做如下处理:将馏出液收
集于100mL容量瓶中,静置2h,用水稀释至刻度,即使两相——油与水的界面达刻度线,再
放置1~2h。用吸管吸去或在漏斗上加滤纸滤去香精油。
若溶液仍显混浊,可将滤纸转移到盛有10g聚苯乙烯(其颗粒大小约1~2mm)的150mL烧
瓶中,加塞,振摇15min,漏斗上铺纱布过滤,此时滤液清澈,且几乎无气味,然后用该液进行
测定。
想要准确的测定乙醇的含量,就要把乙醇中可能含有的所有杂质峰都与乙醇峰尽量达到分离(分离度大于1.5)。而乙醇中具体会含有何种物质,应该参考乙醇的生产工艺来推断在生产过程中引入了何种物质,可能会生成何种物质等等。
那么想要使各种物质都与乙醇达到分离,就要通过调整色谱条件来做到。在不同的色谱条件下,同一物质的保留情况会发生变化。而当色谱条件变化时,不同物质的保留时间变化情况也是不一致的。也就是说,变化一个色谱条件,就会引起一系列连锁反应,导致各物质的相对保留时间出现变化,峰型也会有变化,直接影响就是各个峰之间出现分离度的变化。所以我们不能断言某种物质一定会干扰乙醇测定,因为这种物质在不同色谱条件下的与乙醇峰的分离度是不一样的。
以上所说的是用外标法测定含量。如果用面积归一化法来计算乙醇含量的话,就要考虑可能含有的杂质在该检测器下的响应值问题,因为某些物质在FID下响应值是很小的(四氯化碳,氯仿等等),这样的话,就无法得知该杂质的量,导致计算结果的不准确。就要更换检测器针对性的对该杂质进行定量检测,并在含量计算中进行扣除。同时也要注意各物质的分离度问题。
每种液体在固定的温度下都有固定的折光率,这是液体物质的特征常数之一。当乙醇(或甲醇)溶于水中,其折光率与密度一样会发生变化。不同含量的乙醇(或甲醇)水溶液有不同的折光率,通过测定溶液的折光率就可以检测出乙醇(或甲醇)的含量。这也是美国AOAC标准方法。
当然还有,比如色谱法也应该行。
高中化学课本上讲的很清楚啊CuSO4+5H2O=CuSO4.5H2O.
无水硫酸铜遇水生成的五水硫酸铜是蓝色的,所以可以用来鉴别