測(cè)定蛋氨酸銅應(yīng)注意的幾個(gè)問題

李 晗

(山東省日照第一中學(xué)，山東 日照 276826)

蛋氨酸銅是蛋氨酸和銅離子形成的螯合物，是一種重要的富銅飼料添加劑，它較無機(jī)銅鹽具有穩(wěn)定性好、安全性高、副作用小、吸收性能好、利用率高等優(yōu)點(diǎn)，常作為水產(chǎn)動(dòng)物、家禽、獸類等補(bǔ)銅的優(yōu)質(zhì)銅源使用。

動(dòng)物體內(nèi)存在多種含銅酶，通過喂食添加適量無機(jī)銅或有機(jī)銅的飼料，就能通過這些酶來促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。如在飼料中添加適量蛋氨酸銅，能顯著促進(jìn)斷奶仔豬、雛雞、水貂和豹等的生長(zhǎng)，并能提高機(jī)體免疫力[1-4]；能顯著提高西門塔爾牛對(duì)有機(jī)質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪和無氮浸出物的消化，明顯提其抗氧化能力[5]，還能提高軍曹魚的存活率[6]。但當(dāng)喂食過量太多的蛋氨酸銅時(shí)，又會(huì)引起某些動(dòng)物組織細(xì)胞的損傷甚至變性[7]，使動(dòng)物產(chǎn)品中因蓄積過多的銅而影響食品安全，同時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致高銅排泄而污染環(huán)境。

蛋氨酸銅一般是以蛋氨酸和硫酸銅為原料，按照2∶1物質(zhì)的量比在pH值為6～8的溶液中合成的[8-9]。通過測(cè)定樣品中蛋氨酸及銅的含量，就可以確定合成產(chǎn)物中蛋氨酸銅的組成或飼料中蛋氨酸銅的含量[10]。蛋氨酸銅中銅含量的測(cè)定主要有EDTA絡(luò)合滴定法[8,10]，蛋氨酸含量的測(cè)定主要有凱氏定氮法和間接碘量法[10-11]。在測(cè)定過程中，必須控制合適的實(shí)驗(yàn)條件，才能得到準(zhǔn)確可靠的分析結(jié)果。本文重點(diǎn)闡述采用EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)定蛋氨酸銅中的銅和采用間接碘量法測(cè)定蛋氨酸銅中蛋氨酸的含量應(yīng)注意的幾個(gè)問題。

1 測(cè)定蛋氨酸銅應(yīng)注意的問題

1.1 試樣在錐形瓶?jī)?nèi)壁上的粘附

在采用EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)定蛋氨酸銅中的銅和用間接碘量法測(cè)定蛋氨酸銅中蛋氨酸的含量時(shí)，滴定過程中都會(huì)有少量微小的泡沫狀的試樣粘附在錐形瓶?jī)?nèi)壁上，從而出現(xiàn)滴定終點(diǎn)不穩(wěn)定、顏色反復(fù)變化的現(xiàn)象。為此，在滴定過程中，特別是近終點(diǎn)時(shí)，要注意搖動(dòng)錐形瓶和用洗瓶沖洗瓶?jī)?nèi)壁，使粘附在瓶壁上的試樣完全進(jìn)入溶液反應(yīng)，以保證終點(diǎn)顏色的穩(wěn)定和測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

1.2 試樣用量

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在采用EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)定蛋氨酸銅中銅的含量時(shí)，可以使用PAN指示劑，也可以使用二甲酚橙指示劑，這兩種指示劑溶液都為黃色，終點(diǎn)的顏色是指示劑的黃色和Cu2+的藍(lán)色的混合色，為黃綠色或綠色。具體是哪種顏色，取決于蛋氨酸銅試樣的用量和指示劑的用量，而當(dāng)?shù)鞍彼徙~用量較大、指示劑用量少時(shí)，也可能只觀察到藍(lán)綠色，這與Cu2+的藍(lán)色接近，對(duì)準(zhǔn)確確定終點(diǎn)是不利的。由于指示劑也是絡(luò)合劑，其用量不能太多，否則會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，因此，為保證終點(diǎn)顏色變化的敏銳性，就必須控制合適的試樣用量。

測(cè)定蛋氨酸銅中銅的含量可以在pH值=5的HAC-NaAC溶液中進(jìn)行[10]，若要求終點(diǎn)誤差≤│±0.1%│，假設(shè)用EDTA滴定等濃度的Cu2+，終點(diǎn)時(shí)蛋氨酸(用L表示，pKa1=2.22，pKa2=9.27)的濃度為0.01mol·L-1，由準(zhǔn)確滴定的判別式[12-13]得：

終點(diǎn)時(shí)游離的蛋氨酸濃度為：

所以可以允許稱取較低量的蛋氨酸銅試樣進(jìn)行測(cè)定，而且終點(diǎn)時(shí)蛋氨酸的分析濃度越小，則終點(diǎn)時(shí)游離的蛋氨酸濃度也越小，允許的蛋氨酸銅試樣量也越小。當(dāng)然，蛋氨酸和Cu2+都是由蛋氨酸銅溶解產(chǎn)生的，1 mol蛋氨酸銅溶解后會(huì)產(chǎn)生2mol的蛋氨酸和1mol的Cu2+，當(dāng)用EDTA滴定等濃度的Cu2+至終點(diǎn)時(shí)，溶液中蛋氨酸的濃度近似等于滴定前Cu2+的濃度cCu。因此，如果使用0.01000mol·L-1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，則可以稱取含蛋氨酸銅0.75～0.9g的試樣，用HCl加熱溶解后，用水定容到250mL容量瓶中，移取25.00mL試液以二甲酚橙或PAN為指示劑滴定，此時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積在20～25mL之間，則既能在終點(diǎn)時(shí)看到明顯的黃綠色或綠色，又能使終點(diǎn)誤差≤│±0.1%│。

1.3 溶液的pH值

在用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定蛋氨酸銅溶液中的Cu2+和用間接碘量法測(cè)定蛋氨酸含量時(shí)I2與蛋氨酸的反應(yīng)都會(huì)生成H+，使溶液酸度升高。反應(yīng)式如下：

Cu2++ H2Y2-= CuY2-+ 2H2+

為保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確度，需要用緩沖溶液控制滴定溶液的pH值，為此，要求緩沖溶液濃度要大，保證有足夠的緩沖容量，以防滴定過程中pH值降低，使終點(diǎn)顏色反復(fù)，造成較大的測(cè)量誤差。

采用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定Cu2+，當(dāng)以PAN為指示劑時(shí)，可以在pH值=5的HAC-NaAC緩沖溶液或在pH值=9.2的NH3-NH4Cl緩沖溶液中滴定；當(dāng)以二甲酚橙為指示劑時(shí)，可以在pH值=5的HAC-NaAC緩沖溶液中滴定。而采用間接碘量法測(cè)定蛋氨酸含量時(shí)，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定碘的反應(yīng)必須在中性或弱酸性溶液[12]中(如pH值=6.5～7.0)進(jìn)行，若酸性太強(qiáng)或堿性太強(qiáng)，都會(huì)造成較大的誤差。

1.4 指示劑的選擇

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)定蛋氨酸銅中的銅含量時(shí)，加入2滴0.2%的二甲酚橙水溶液作指示劑或3滴0.2%的PAN指示劑(用無水乙醇配制)都能得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果，但使用二甲酚橙指示劑更方便一些。因?yàn)槭褂枚追映戎甘緞┰谑覝叵碌味?，操作方便；而使用PAN指示劑時(shí)，由于PAN及其銅的絡(luò)合物皆不溶于水，滴定前需要將溶液加熱(如95℃)，當(dāng)氣溫較低時(shí)，滴定后期還需要進(jìn)一步加熱才能提高變色靈敏度，操作不夠方便。

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