分析化学综合实验开放性设计实验课件

分析化学分析化学综合实验综合实验开放性设计实验开放性设计实验1谢谢观赏2019-9-13分析化学1谢谢观赏2019-9-13实 验 目 的l开放实验教学，培养独立工作能力；l针对实际样品写出可行性设计实验方案；l综合运用实验技能；l培养查阅资料能力，运用知识的能力。2谢谢观赏2019-9-13实 验 目 的开放实验教学，培养独立工作能力；2谢谢观开放式设计研究实验题目开放式设计研究实验题目大豆大豆中中钙、镁钙、镁含量测定含量测定奶粉中蛋白质奶粉中蛋白质含含量量测定测定油条等食物中铝含量的测定油条等食物中铝含量的测定3谢谢观赏2019-9-13开放式设计研究实验题目大豆中钙、镁含量测定奶粉中蛋白质含量测资 料 来 源1.食品分析方面参考书可在超星图书馆下载2.食品科学杂志以及其他中文期刊校园网-图书馆-中国期刊网3.相关的教材分析化学实验、分析化学5.网上查阅相关资料（搜索）4.中华人民共和国国家标准4谢谢观赏2019-9-13资 料 来 源1.食品分析方面参考书可在超星图书馆下载校园设计方案要求1.实验题目2.作者姓名、学号）3.前言（简单表述）4.设计原理：总体设计思想，可用框图简单表示；设计中的理论计算（方案可行性），设计报告重点部分。要求做到思路清晰，理论正确，计算准确，步骤详细，测定结果的公式表达（量化依据）要准确、规范，固体试样用质量分数表示，水质试样用质量浓度表示。（可以灵活运用表格）5谢谢观赏2019-9-13设计方案要求1.实验题目2.作者姓名、学号）3.前言（简单表5.主要仪器和试剂：试剂选择要有依据，取量范围要有计算依据，配制、标定方法要有可行性操作规程。6.分析测试方法：自拟的操作规程要有切实的可操作性，越详细越好。6谢谢观赏2019-9-135.主要仪器和试剂：6谢谢观赏2019-9-13实验报告要求 设计实验报告是在设计总体思想的指导下，具体实施，取得实验成果后的具体体现。具体要求如下：1-6 同设计报告，7谢谢观赏2019-9-13实验报告要求 设计实验报告是在设计总体思 1-6 同设 7.原始记录（要求齐全）。8.实验结果与数据处理：设计实验报告的重点部分，体现实验成果的部分，要求列出三线格，表序、表头、表注均表达清楚。9.参考文献 10.写出设计总结（心得体会、经验教训、误差分析、教学建议等）。8谢谢观赏2019-9-13 7.原始记录（要求齐全）。设计实验报告的重点部分，体现实奶粉中蛋白质含量的测定奶粉中蛋白质含量的测定9谢谢观赏2019-9-13奶粉中蛋白质含量的测定9谢谢观赏2019-9-13奶粉中蛋白质含量的测定奶粉中蛋白质含量10-20%蛋白质含量测定的意义蛋白质含量的测定方法：凯氏定氮法、双缩脲法、folin酚试剂法、紫外吸收法、考马斯亮蓝法及氨基酸分析仪法10谢谢观赏2019-9-13奶粉中蛋白质含量的测定奶粉中蛋白质含量10-20%10谢谢观实验原理双双缩缩脲脲法法：双双缩缩脲脲（NH3CONHCONH3）是是两两个个分分子子脲脲经经180左左右右加加热热，放放出出一一个个分分子子氨氨后后得得到到的的产产物物。在在强强碱碱性性溶溶液液中中，双双缩缩脲脲与与CuSO4形形成成紫紫色色络络合合物物，称称为为双双缩缩脲脲反反应应。凡凡具具有有两两个个酰酰胺胺基基或或两两个个直直接接连连接接的的肽肽键键，或或能能过过一一个个中中间间碳碳原原子子相相连连的的肽肽键键，这这类类化化合合物物都都有有双双缩缩脲脲反反应应。紫紫色色络络合合物物颜颜色色的的深深浅浅与与蛋蛋白白质质浓浓度度成成正正比比，而而与与蛋蛋白白质质分分子子量量及及氨氨基基酸酸成成分分无无关关，故故可可用用来来测测定定蛋蛋白白质质含含量量。测测定定范范围围为为1-10mg蛋蛋白白质质。干干扰扰这这一一测测定定的的物物质质主主要要有有：硫硫酸酸铵铵、Tris缓缓冲冲液液和和某某些些氨氨基基酸酸等等。11谢谢观赏2019-9-13实验原理双缩脲法：双缩脲（NH3CONHCONH3）是两个分实验原理考考马马斯斯亮亮蓝蓝法法：考考马马斯斯亮亮蓝蓝G-250（Coomassie brilliant blue G-250）测测定定蛋蛋白白质质含含量量属属于于染染料料结结合合法法的的一一种种。在在游游离离状状态态下下呈呈红红色色，最最大大光光吸吸收收在在488nm；当当它它与与蛋蛋白白质质结结合合后后变变为为青青色色，蛋蛋白白质质-色色素素结结合合物物在在595nm波波长长下下有有最最大大光光吸吸收收。其其光光吸吸收收值值与与蛋蛋白白质质含含量量成成正正比比，因因此此可可用用于于蛋蛋白白质质的的定定量量测测定定。蛋蛋白白质质与与考考马马斯斯亮亮蓝蓝G-250结结合合在在2min左左右右的的时时间间内内达达到到平平衡衡，完完成成反反应应十十分分迅迅速速；其其结结合合物物在在室室温温下下1h内内保保持持稳稳定定。该该法法是是1976年年Bradford建建立立，试试剂剂配配制制简简单单，操操作作简简便便快快捷捷，反反应应非非常常灵灵敏敏，灵灵敏敏度度比比Lowry法法还还高高4倍倍，可可测测定定微微克克级级蛋蛋白白质质含含量量，测测定定蛋蛋白白质质浓浓度度范范围围为为01 000g/mL，最最小小可可测测2.5g/mL蛋蛋白白质质，是是一一种种常常用用的的微微量量蛋蛋白白质质快快速速测测定定方方法法。12谢谢观赏2019-9-13实验原理考马斯亮蓝法：考马斯亮蓝G-250（Coomassi实验原理紫紫外外吸吸收收法法：蛋蛋白白质质组组成成中中长长含含有有酪酪蛋蛋白白和和色色氨氨酸酸等等芳芳香香族族氨氨基基酸酸，在在紫紫外外光光280nm波波长长处处有有最最大大吸吸收收峰峰，一一定定浓浓度度范范围围内内其其浓浓度度与与吸吸光光度度成成正正比比，故故可可用用紫紫外外分分光光光光度度计计通通过过比比色色来来测测定定蛋蛋白白质质的的含含量量。由由于于核核酸酸在在280nm波波长长处处也也有有光光吸吸收收，对对蛋蛋白白质质测测定定有有一一定定的的干干扰扰作作用用，但但核核酸酸的的最最大大吸吸收收峰峰在在260nm处处。如如同同时时测测定定260nm的的光光吸吸收收，通通过过计计算算可可以以消消除除其其对对蛋蛋白白质质测测定定的的影影响响。因因此此如如溶溶中中存存在在核核酸酸时时必必须须同同时时测测定定280nm及及260nm的的吸吸光光度度，方方可可通通过过计计算算测测得得溶溶液液中中的的蛋蛋白白质质浓浓度度。13谢谢观赏2019-9-13实验原理紫外吸收法：蛋白质组成中长含有酪蛋白和色氨酸等芳香族提供以上三种测试方法供选择；设计实验注意：A）根据所选测试方法，估算样品处理与称量的量；B)主要试剂及用量；C）实验步骤；D）配制标准蛋白溶液大致的浓度范围14谢谢观赏2019-9-13提供以上三种测试方法供选择；14谢谢观赏2019-9-13大豆大豆中中钙、镁钙、镁含量测定含量测定15谢谢观赏2019-9-13大豆中钙、镁含量测定15谢谢观赏2019-9-13人体需要营养素，提供生长、发育、生命活动的需要。营养素：蛋白质、糖、脂类、维生素、无机盐、水六大物质。无机盐（Ca、Mg、Fe 、K、P等）又称矿物质，人体内无机盐有60多种，含量很少，占人体重（成人）的4%。其中有11种是主要的:C、H、O、N、S、P、Cl、K、Ca、Mg、Fe它是维持正常生理机能不可缺少的物质。16谢谢观赏2019-9-13人体需要营养素，提供生长、发育、生命活动16谢谢观赏20191.钙人体从食物中摄取钙主要是氯化钙、磷酸钙、草酸钙、脂肪酸钙等等。其中只有氯化钙溶于水，其余都较难溶于水，不易被人体吸收。Ca存在什么组织内？人体中的钙99%存在于骨骼和牙齿中。Ca在人体中的作用功能？能促进骨、牙齿的正常生长。钙是血液凝固的必须要素，是许多酶的致活剂。钙能调节心脏和神经功能，维持肌肉的紧张力。17谢谢观赏2019-9-131.钙能促进骨、牙齿的正常生长。17谢谢观赏2019-9-1 缺钙症状我国膳食多以含钙低的谷物和植物性食物为主，造成了全民缺钙，缺钙会导致骨质疏松、增生、四肢麻木、抽筋、高血压、糖尿病、儿童发育迟缓、挑食、盗汗、青少年生长痛等疾病。钙的来源：钙来源较丰富。动物性食物中奶类含量丰富，每100g里含有120mg钙。虾皮（2000mg/100g）、蟹、蛤蜊和蛋类含钙也较多。植物性食物绿叶菜和豆类也是钙的重要来源18谢谢观赏2019-9-13 缺钙症状我国膳食多以含钙低的谷物和植物性食物为主，钙的吸收情况食物中的钙虽然较多，但由于各种因素的影响，大部分不能吸收。其影响因素有：1体内缺乏维生素D 2草酸和植酸过多，与钙生成难溶性正磷酸钙，不利于钙的吸收和利用。（人体中钙与磷的比例：成人：11.5，儿童：11）19谢谢观赏2019-9-13 钙的吸收情况食物中的钙虽然较多，但由于各种因素 的影响 人体日需钙量：成人：600mg/日，儿童：600800mg/日，青少年：10001200mg/日。每天的食物中是否能满足呢？自己可估算一下。20谢谢观赏2019-9-13 人体日需钙量：成人：600mg/日，每天的食物2.镁 镁是人体必需的微量元素之一。对心脏血管具有重要的保护作用，有“心血管卫士”之称。人体如果缺镁，可导致心动过速、心律不齐及心肌坏死和钙化。把镁称为生命活动激活剂是当之无愧的。国外科学家研究指出，人到中年以后要“镁”食。即要多食含镁丰富的食物。心血管疾病，如冠心病、高血压、高血脂、心肌梗塞、糖尿病等多在人到中年之后发生，这与体内镁含量降低有关。21谢谢观赏2019-9-132.镁 镁是人体必需的微量元素之一。对心脏血管 营养学家推荐的富镁且其它营养素均较齐全的食物有：谷类：荞麦面、小米、玉米、高粱面等；豆类有黄豆、黑豆、蚕豆、豌豆、豇豆、豆腐等；蔬菜、水果：雪里蕻、苋菜、芥菜、干蘑菇、冬菇、紫菜、杨桃、桂圆、花生、核桃仁、虾米、芝麻酱等。紫菜含镁最高，每100克含460毫克，被誉为“镁元素的宝库”。22谢谢观赏2019-9-13 营养学家推荐的富镁且其它营养素均较齐全的食物有：镁是人体中仅次于钾的细胞内正离子，它参与体内一系列新陈代谢过程，包括骨及细胞的形成，与神经肌肉和心脏功能有密切关系。如果缺镁，可导致肌肉无力，耐久力降低。男性为350毫克，女性为300毫克。专家认为，在正常摄入食物的情况下，一般不存 在缺镁和补镁的问题。23谢谢观赏2019-9-13 镁是人体中仅次于钾的细胞内正离子，它参与体男性为35 选择大豆、芝麻、海带、虾皮等。菜类：小白菜、芹菜、大头菜等，测定其中钙、镁含量。通过自己亲自测试，大家会了解到每天吃的食物中含钙、镁量的情况，以此来指导 自己饮食健康，把自己所学的知识与生活 现实联系起来。24谢谢观赏2019-9-13 选择大豆、芝麻、海带、虾皮等。菜类：通过自己亲自大豆中钙镁含量的测定实验目的：了解大豆样品分解处理方法，并能运用所学理论知识设计出测定其中钙含量的方法。了解日常食物中该的含量，注意饮食质量，提高健康意识。25谢谢观赏2019-9-13大豆中钙镁含量的测定实验目的：25谢谢观赏2019-9-1样品分解残渣Ca2+,Mg2+取一份另取一份 pH=12,NaOHCa2+,Mg(OH)2pH=10,NH3H2OEDTA滴定 Ca2+,Mg2+合量EDTA滴定Ca2+含量26谢谢观赏2019-9-13样品分解残渣Ca2+,Mg2+取一份另取一份 实验原理简介 大豆中钙含量的参考值是367mg/100g，属于常量分析的范畴，可以考虑用络合滴定法进行测定，其原理如下：大豆经粉碎处理后，在碱性溶液中以钙指示剂指示终点，用EDTA标准溶液滴定，其反应是：Ca2+H2Y =CaY +2H+依据消耗VEDTA 计算样品中 Ca2+的含量。27谢谢观赏2019-9-13实验原理简介 大豆中钙含量的参考值是367mg/100g相关理论计算1.EDTA滴定Ca2+适宜酸度范围及最佳酸度：最低酸度：金属离子水解的酸度:最低酸度：最高酸度:28谢谢观赏2019-9-13相关理论计算1.EDTA滴定Ca2+适宜酸度范围及最佳酸度 计算表明：EDTA滴定 Ca2+适宜酸度范围：选用钙指示剂，其log KCaIn=6.1；解离常数 Ka1=10-12.4Ka2=10-8.1最佳酸度确定的相关理论计算见表129谢谢观赏2019-9-13 计算表明：EDTA滴定 Ca2+适宜酸度范围：表1.采用钙指示剂最佳酸度的选择pHlogY(H)log KcaYpCasplog In(H)log KCaIn pCa TE(%)结论：计算数据表明，EDTA滴定 Ca2+在适宜的酸度范围，选用钙指示剂指示终点其最佳酸度应为pH=。30谢谢观赏2019-9-13表1.采用钙指示剂最佳酸度的选择pHlogY(H)lo2.估算大豆试样称样量 滴定分析要求TE0.2%,滴定效耗EDTA 的体积是：mLV(EDTA)mL.依据大豆试样参考值367 mg/100g，可配制C(EDTA)=0.005 molL-1，大豆称样量估算如下：31谢谢观赏2019-9-132.估算大豆试样称样量 滴定分析要求TE0.2%3.估计基准物的称量范围:EDTA采用基准物CaCO3标定，称取一定量的CaCO3，溶解后定容250.0mL，分取25.00mL平行五份，为满足滴定误差的要求，滴定时消耗EDTA的体积要在20-25mL之间，则基准物CaCO3称样量的称量范围是：32谢谢观赏2019-9-133.估计基准物的称量范围:EDTA采用基准物CaCO3主 要 试 剂33谢谢观赏2019-9-13主 要 试 剂33谢谢观赏2019-9-13实验步骤34谢谢观赏2019-9-13实验步骤34谢谢观赏2019-9-13大豆试样的处理：在市场上购买的大豆用家用粉碎机粉碎后，称取12克置于蒸发皿中，在煤气炉上灰化、炭化完全，置于高温炉中650灼烧1小时。取出冷却后，加入10mL 1：1HCl溶液浸泡20分钟，并不断搅拌，静止沉降，过滤。用250mL容量瓶承接，用蒸馏水洗沉淀、蒸发皿数次。定容、摇匀，待用。35谢谢观赏2019-9-13大豆试样的处理：在市场上购买的大豆用家用粉碎机粉碎3大豆试样中钙含量的测定 用移液管移取上述溶液25.00mL于锥形瓶中，加5mL 1：3三乙醇胺,加水至100mL，加7-8 mL 20%NaOH溶液，加少许钙指示剂，用EDTA标注溶液滴定溶液由红色变为蓝色为终点。平行3份，计算大豆试样中钙含量。36谢谢观赏2019-9-13大豆试样中钙含量的测定 用移液管移取上述溶液25.结果与讨论表 1EDTA溶液的标定实验项目1 12 23 34 45 5称量瓶+CaCO+CaCO3 3(倾出前)/g g13.796413.7964称量瓶+CaCO+CaCO3 3(倾出后)/g g13.694413.6944称出CaCOCaCO3 3质量/g g基准CaCa的浓度/molL/molL-1-1V(Ca)/mlV(Ca)/ml0.10200.10200.0040760.00407625.0025.00V(EDTA)/mlV(EDTA)/mlC(EDTA)/C(EDTA)/molLmolL-1-119.6019.600.0051990.00519919.5019.500.0052260.00522619.6819.680.0051780.00517819.5219.520.0052210.00522119.5019.500.0052260.005226C(C(平均)/)/molLmolL-1-1Sc/Sc/molLmolL-1-1Sc/C(%)Sc/C(%)0.0052100.0052100.000010.000010.20.237谢谢观赏2019-9-13结果与讨论表 1EDTA溶液的标定实验项目12345称量瓶m(试样)表 2.2.大豆试样中钙含量的测定1 125.0025.0019.4019.400.0040430.004043337.6337.63 325.0025.0019.6019.600.0040850.004085341.1341.1实验项目V(V(试样)/ml/mlV(EDTA)V(EDTA)/ml/mlC(Ca)C(Ca)/molLmolL-1-1(Ca)Ca)/mg/100g/mg/100g(CaCa平均)/mg/100g/mg/100g相对平均偏差（%）2 225.0025.0019.4219.420.0040470.004047337.9337.9338.8338.8 注：1.1.(Ca)Ca)=C(EDTA)V(EDTA)M(Ca)25.00250.02.2.C(EDTA)C(EDTA)=0.0052100.005210 molLmolL-1-13.3.M(Ca)M(Ca)=40.07840.078 g/molg/mol100mg/100g38谢谢观赏2019-9-13m(试样)表 2.大豆试样中钙含量的测定13 讨论：表中数据表明此次实验结果为 mg/100g，与资料上给出的参考值（367 mg/100g）相比偏低。这可能与地域、环境等因素有关。39谢谢观赏2019-9-13 讨论：表中数据表明此次实验结果为39谢谢观赏2019油条等食品中铝含量的测定油条等食品中铝含量的测定40谢谢观赏2019-9-13油条等食品中铝含量的测定40谢谢观赏2019-9-131.铝油 炸 食品和膨化食品：含铝膨松剂人体摄入铝含量的标准？WTO和FAO规定铝的暂定每周允许摄入量为7mg/kg；我国食品添加剂使用卫生标准GB2760一1996规定食品中铝的残留量不得超过100mg/kgAl对人体的危害？人体的中枢神经系统、脑、肝、骨、肾、细胞、造血系统、人体免疫功能、胚胎等均有不良影响，还可能干扰孕妇体内的酸碱平衡，使卵巢萎缩，影响胎儿生长和机体磷、钙的代谢。在临床上发现铝与老年性痴呆症、关岛帕金森氏痴呆综合症、肌萎缩性脊髓侧索硬化和透析性脑病等神经失调疾病、骨软化癌及贫血等有关。41谢谢观赏2019-9-131.铝人体的中枢神经系统、脑、肝、骨、肾、细胞、造血系统、人油条等食品中Al含量的测定食品中铝含量的测定方法：目前食品中铝含量的测定方法有重量法、络合滴定法等化学分析法和单扫描极谱法、石墨炉原子吸收光谱法、火焰原子吸收光谱法、氢化物原子荧光光谱法、可见分光光度法等仪器分析方法。42谢谢观赏2019-9-13油条等食品中Al含量的测定食品中铝含量的测定方法：目前 食 实验原理铬天青铬天青S光度法光度法：试：试 样样 经经 处理后，三价处理后，三价铝离子在乙酸一乙酸钠缓冲介质中，与铬铝离子在乙酸一乙酸钠缓冲介质中，与铬天青天青S及嗅化十六烷基三甲胺反应形及嗅化十六烷基三甲胺反应形成蓝色三元络合物，于成蓝色三元络合物，于640 nm波长处测定波长处测定吸光度并与标准比较定量。吸光度并与标准比较定量。43谢谢观赏2019-9-13实验原理铬天青S光度法：试 样 经 处理后，三价铝离子在乙酸提供铬天青S光度法测定食品中的铝：设计实验注意：A）根据所选测试方法，估算样品处理方法与称量的量；B)主要试剂及用量；C）实验步骤；D）配制标准蛋白溶液大致的浓度范围44谢谢观赏2019-9-13提供铬天青S光度法测定食品中的铝：44谢谢观赏2019-9-开 放 教 学 形 式内容开放：在一定范围内试验题目开放实验室开放：无机化学实验室和五楼的仪器分析实验室在规定的时间开放；设备开放：实验室现有设备开放使用试剂开放：提供相关的试剂供学生使用授课形式、时间开放：集体答疑、个别指导;电子邮件:办公室:5-41845谢谢观赏2019-9-13开 放 教 学 形 式内容开放：在一定范围内试46谢谢观赏2019-9-1346谢谢观赏2019-9-13