定性檢測(cè)白酒中甲醇與醛類物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

喬金鎖+何婧+劉敏敏

摘要：按照中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的條件，設(shè)計(jì)了定性檢測(cè)白酒中甲醇與醛類物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。利用甲醇可以被銅絲氧化為甲醛的原理，以希夫試劑與濃硫酸區(qū)分甲醛與其他醛類；以白酒中的醛類與強(qiáng)堿在沸水浴中反應(yīng)使溶液變成黃色鑒別真假白酒。對(duì)選用的6種白酒定性檢測(cè)的結(jié)果顯示，高粱、老白干、高粱白酒、酒中仙、山西二鍋頭、杜康中均含有不同量的甲醇與醛類物質(zhì)；假酒中甲醇含量更大。通過該實(shí)驗(yàn)活動(dòng)提高學(xué)生對(duì)白酒的認(rèn)知及有關(guān)甲醇與醛類的知識(shí)，發(fā)展其科學(xué)探究的實(shí)驗(yàn)技能。

關(guān)鍵詞：白酒；定性檢測(cè)；甲醇；醛類物質(zhì)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

文章編號(hào)：1005–6629（2017）5–0060–04 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

酒是含有乙醇的飲料，是糧食經(jīng)過發(fā)酵含有酒精成分的原料，再經(jīng)過蒸餾而得到的水、乙醇以及可揮發(fā)的醇、醛、酸、酯等物質(zhì)的互溶液體。新制的酒里含有醛、酸和刺激性較大的異戊醇，以及一些芳香族物質(zhì)，而有香味的酯卻很少。因此，酒味辛辣、刺鼻，飲后頭痛，甚至惡心、嘔吐。陳化過程中，由于有機(jī)酸和雜醇油作用生成香酯，醛不斷氧化為羧酸，羧酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成了酯。隨著酯的不斷生成，酒就越來越香了[1]。少量飲酒使人心悅神怡，思維活躍，有助于消除疲勞，促進(jìn)胃腸消化和吸收，降低心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[2]。酒還能殺菌消毒，調(diào)味菜肴。白酒中的有害成分主要是甲醇、醛類、雜醇油、氰化物和鉛等[3]。酒液中酒精含量越高，有害成分也越高[4]。一般高度白酒酒精濃度為50%（或以上），中度為40%～50%，低度小于40%。過量飲用白酒或者飲用假白酒，都會(huì)使人體心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、肝臟、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)受到傷害，甚至?xí)＜吧?；還可能造成工作事故及交通事故。毒害物中，甲醇毒性非常大，能迫害人的神經(jīng)系統(tǒng)，并能蓄積下來。在人體中甲醇可代謝為甲酸和甲醛，甲酸和甲醛的毒性分別是甲醇的6倍和30倍，極少量的甲醇便會(huì)引起機(jī)體不適[5]。然而，不少人（包括中學(xué)生）不了解白酒中的毒物成分和酒在人體內(nèi)的代謝過程，認(rèn)為過量飲酒不會(huì)給人體帶來大的危害，有些人甚至認(rèn)為酒量可以練大，因此，常常過量飲酒。從化學(xué)的角度而言，酒與許多營養(yǎng)素一樣具有兩重性，“益”與“害”全在于量的范圍。在崇尚科學(xué)飲食的今天，讓學(xué)生（公眾）通過實(shí)驗(yàn)明確白酒中含有對(duì)人體有毒害作用的甲醇與醛類以及科學(xué)飲酒的知識(shí)是十分必要的。用氣相色譜法和分光光度法可以檢測(cè)白酒中的甲醇與醛的含量，但所用儀器設(shè)備昂貴，操作也較復(fù)雜，一般中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室不具備如此條件。我們利用甲醛與其他醛的特征反應(yīng)，及實(shí)驗(yàn)室常用儀器、試劑，以希夫試劑與濃硫酸檢測(cè)6種白酒及假酒中是否含有醛類，以白酒（假酒）中的醛類與強(qiáng)堿在沸水浴中反應(yīng)使溶液變成黃色鑒別真假白酒；先用銅絲氧化白酒中的甲醇為甲醛，再以希夫試劑與濃硫酸區(qū)分甲醛與其他醛類，從而確定六種白酒中是否含有甲醇。對(duì)常見的6種白酒定性檢測(cè)的結(jié)果顯示，高粱、老白干、高粱白酒、酒中仙、山西二鍋頭、杜康中均含有不同量的甲醇與醛類物質(zhì)，假酒中甲醇含量更大。通過該實(shí)驗(yàn)活動(dòng)可提高學(xué)生對(duì)白酒及有關(guān)甲醇與醛類的認(rèn)知，發(fā)展其科學(xué)探究的實(shí)驗(yàn)技能。該實(shí)驗(yàn)可以作為學(xué)生課外實(shí)踐活動(dòng)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)用品

儀器與材料：試管、試管架、天平、藥勺、錐形瓶、分液漏斗、雙孔橡膠塞、玻璃導(dǎo)管、酒精燈、5mL量筒、玻璃棒、鐵架臺(tái)

試劑：95%乙醇、燈用酒精、堿性品紅、蒸餾水、濃硫酸、亞硫酸鈉固體、粗銅絲（直徑2.5mm，長(zhǎng)度30cm）、細(xì)銅絲（若干根細(xì)銅絲組成，長(zhǎng)度為30cm，來自普通銅電線）

試樣：杜康（河南杜康酒業(yè)有限公司，體積分?jǐn)?shù)42%）、山西二鍋頭（北京紅星股份有限公司，體積分?jǐn)?shù)40%）、高粱白酒（山西晉陽春廠，體積分?jǐn)?shù)42%）、酒中仙（康師傅，綿竹市劍南鎮(zhèn)春溢街，體積分?jǐn)?shù)38%）、老白干（衡水老酒坊釀酒有限公司，體積分?jǐn)?shù)42%）、高粱（北京紅星股份有限公司，體積分?jǐn)?shù)40%）

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

（1）希夫試劑（檢驗(yàn)前配制）與醛類作用顯紫紅色，酮類與希夫試劑不反應(yīng)，不顯色；甲醛遇希夫試劑所顯的顏色加硫酸后不消失，其他醛類所顯示的顏色則褪去。用希夫試劑可以在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)醛，區(qū)分甲醛與其他醛類[6]。

（2）甲醇在銅絲催化作用下可以被空氣中的氧氣氧化為甲醛[7，8]。

（3）白酒中的醛類與強(qiáng)堿（氫氧化鈉）在沸水浴中反應(yīng)，使溶液變成黃色[9，10]。

（4）甲醇經(jīng)氧化成甲醛后，與希夫試劑作用生成藍(lán)紫色化合物[11]。

1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟

1.3.1 白酒中醛類的定性檢測(cè)

實(shí)驗(yàn)一 取8支潔凈試管于試管架上，依次貼上寫有高粱、老白干、高粱白酒、酒中仙、山西二鍋頭、杜康、42%乙醇溶液（95%分析純乙醇與蒸餾水配制）、42%燈用酒精溶液（燈用酒精與蒸餾水配制）的標(biāo)簽，用量筒分別量取5mL上述白酒（或假酒）于相應(yīng)標(biāo)簽的試管中，再向這8支試管中加入2mL希夫試劑，振蕩，觀察顏色變化[12]，見表1。然后再在8支試管中分別加入3滴濃硫酸，振蕩，隨時(shí)觀察并記錄各溶液顏色的變化，見表1。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：希夫試劑加入白酒中，溶液顏色顯紫紅色（杜康顯紫色），說明白酒中含有醛類。加入濃硫酸后，隨著時(shí)間的推移，高粱、老白干、高粱白酒和酒中仙顏色越來越淺直至褪色，山西二鍋頭和杜康酒還帶有淺藍(lán)紫色，說明這6種白酒中可能不含有甲醛或者甲醛含量極少；希夫試劑加入42%乙醇溶液和42%燈用酒精溶液中都呈現(xiàn)近無色，加入濃硫酸后都呈現(xiàn)無色，說明這兩份假酒中所含醛類極少。

實(shí)驗(yàn)二 取8支依次貼有高粱、老白干、高粱白酒、酒中仙、山西二鍋頭、杜康、42%乙醇溶液（95%分析純乙醇與蒸餾水配制）、42%燈用酒精溶液（燈用酒精與蒸餾水配制）標(biāo)簽的潔凈試管于試管架上，用量筒分別量取5mL上述白酒（或假酒）于相應(yīng)標(biāo)簽的試管中，再向這8支試管中分別加入0.5g NaOH固體。然后把這8支試管放在燒杯中水浴加熱（煮沸），觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（見表2）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：①高粱、老白干含醛類極少；高粱白酒含醛類較多；酒中仙與山西二鍋頭含醛類多，杜康含醛類最多；兩份假酒中所含醛類極少或不含。②白酒中的醛類與強(qiáng)堿（氫氧化鈉）在沸水浴中反應(yīng)，使溶液變成黃色，該原理（方法）可以方便快速地鑒別真假白酒[13]。

1.3.2 白酒中甲醇的定性檢測(cè)

實(shí)驗(yàn)一 白酒中甲醇的氧化

取8支依次貼有高粱、老白干、高粱白酒、酒中仙、山西二鍋頭、杜康、42%乙醇溶液、42%燈用酒精溶液標(biāo)簽的潔凈試管于試管架上，用量筒分別量取5mL這8種白酒或假酒于相應(yīng)標(biāo)簽的試管中，將直徑為2.5mm、長(zhǎng)30cm的銅絲下端繞成 5個(gè)圈并列的螺旋狀，將其在酒精燈上灼燒至紅熱，迅速插入一種白酒中，反復(fù)三次，可以看到溶液即刻劇烈沸騰，并聞到有刺激性氣味產(chǎn)生。依照上述方法用螺旋狀銅絲分別氧化其余7種白酒和假酒中的甲醇。

實(shí)驗(yàn)二 白酒中甲醇的檢測(cè)

在6種被銅絲氧化過的白酒及2種假酒中，分別加入2mL希夫試劑，振蕩，觀察顏色變化，見表3。再向這8支試管中分別加入3滴濃硫酸，振蕩，隨時(shí)觀察并記錄上述各溶液顏色的變化，見表3。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（1）被銅絲氧化后加入希夫試劑的各種白酒（或假酒）明顯比氧化前加入希夫試劑顏色深，說明氧化后白酒（或假酒）中醛類含量更多。（2）加入濃硫酸后溶液最終變?yōu)樗{(lán)紫色，說明白酒（或假酒）被銅絲氧化后有不同量甲醛生成，即被氧化前白酒中含有甲醇，兩份假酒中甲醇含量更大。

再換用細(xì)銅絲重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，細(xì)銅絲氧化甲醇時(shí)不如粗銅絲反應(yīng)劇烈，加入希夫試劑后溶液顏色也不如粗銅絲氧化的顏色深，并且加入濃硫酸后高粱和老白干白酒的顏色會(huì)變淺接近無色。

2 結(jié)論與討論

從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，高粱、老白干、高粱白酒、酒中仙、山西二鍋頭、杜康中均含有不同量的甲醇與醛類物質(zhì)，95%乙醇與燈用酒精兌制的假酒中甲醇含量更大。該實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、安全可靠、現(xiàn)象明顯，符合新課程實(shí)驗(yàn)改革生活化、趣味化、探究化的新理念。

（1）實(shí)驗(yàn)中分別用粗銅絲和細(xì)銅絲氧化了6種白酒中的甲醇，實(shí)驗(yàn)證明，粗銅絲要比細(xì)銅絲氧化得完全，效果好，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯。

（2）白酒在我國有大量消費(fèi)者，多年來一些不法分子為牟取私利，用對(duì)人體有害的物質(zhì)來摻假﹑造假，嚴(yán)重?fù)p害了消費(fèi)者利益，甚至致死人命。因此，對(duì)白酒真假的鑒別就顯得十分重要。當(dāng)用氫氧化鈉鑒別真假白酒時(shí)，需要把盛在試管中的酒煮沸。白酒種類不同顯黃色的溫度、煮沸時(shí)間存在差異。若溶液變?yōu)辄S色則證明該白酒為糧食酒，否則，可能為使用工業(yè)酒精勾兌的假白酒[14]。

（3）要科學(xué)合理飲酒。①飲用酒精度較高的酒，稍溫?zé)釋?duì)健康有利。因?yàn)榫圃卺勗熘泻械臉O微量的甲醇、醚、醛等沸點(diǎn)較低，稍溫?zé)嵊兄谶@些低沸點(diǎn)物質(zhì)的揮發(fā)。②不要空腹飲酒。飲酒前，適當(dāng)吃些含脂肪、蛋白質(zhì)豐富的食物，可減少酒醉的機(jī)會(huì)。飲酒前喝些牛奶有益健康。牛奶中含有的半胱氨酸、VB1及鈣等，能使酒中的醛類物質(zhì)分解，并連同酒精一起迅速排出體外，減輕心臟與肝臟等器官的負(fù)擔(dān)。飲酒時(shí)吃些豆腐或豆類食品有助解酒。豆腐中半胱氨酸能促使乙醇迅速排泄。飲酒時(shí)吃些富含VC的食物，能把食物內(nèi)蛋白質(zhì)所含的胱氨酸還原為半胱氨酸，有助于解毒。更重要的是在日常生活中要注意適量飲酒、正確飲酒。

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