分光光度法测定茶叶中锰的含量

'分光光度法测定茶叶中锰的含量作者：刘志平指导教师：张书申摘要：样品经消化后，在硫酸介质中，以硝酸银为催化剂，加入过量过硫酸铵氧化剂，将样品中锰离子氧化为高锰酸根离子，并进行基本条件实验，找出最佳条件，对样品进行测试，与标准系列比较进行定量分析。   关键词：茶叶；锰；样品消解；分光光度法 引言:锰是动植物营养所必须的元素，也是人体代谢过程中不可缺少的一种微量元素，具有重要的生理功能。大脑皮层、肾、胰、乳腺都含有锰，锰对人体的生理作用主要为：激活大量的酶类，参与多种物质代谢，能促进人体的发育且具有抗癌作用。儿童缺锰可导致生长停滞，骨骼畸形；成人缺锰，可导致食欲不振，甚至出现中枢神经症状[1]；另据调查，百岁老人头发中的锰含量高，镉含量低，从而得出体内高锰低镉有助于长寿的结论。茶叶被称为聚锰植物，通过饮茶从中摄取的锰可高达每天锰摄入量的10％以上。茶叶中的锰能清除自由基，抑制脂质过氧化，对机体起保护作用，从而增强生物的活力，减缓衰老的发生、使人长寿[2]，因而饮茶确有一定延年益寿之功。但是,锰摄入过多也会危害人体健康，不仅对动物的神经系统、免疫系统、生殖系统有巨大影响，导致各种不良反应，而且对脑组织都造成损害作用，特别是对中枢神经系统具有强烈的毒性[3]，所以研究微量锰的测定方法很有必要。茶叶的营养和药理作用与茶叶的微量元素密切相关，因此有必要对茶叶中锰的含量进行测定,这对于了解茶叶的有效成分和科学服用,对人体健康状况有重要现实意义。1实验部分第8页(共8页) 1.1主要试剂 1.1.1浓硝酸；1.1.230％过氧化氢；1.1.3过硫酸铵；1.1.4混合酸：浓硫酸/磷酸/水=15:15:701.1.50.5mol/L硝酸银溶液：称取8.5g硝酸银晶体于150mL烧杯中，加少量水溶解后稀释至100mL，转移到棕色瓶中，摇匀置于暗处、备用。1.1.6锰标准溶液：精密称取3.0729g硫酸锰于100mL烧杯中，加适量蒸馏水，待全部溶解后，移入100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，此溶液每毫升相当于10mg锰[4]。             1.1.7锰标准使用液：吸取1.0mL锰标准溶液，置于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度。此溶液每毫升相当于100μg锰。1.2主要仪器1.2.1所用玻璃仪器均用l0-20％硝酸浸泡24小时以上，用自来水反复冲洗，最后用蒸馏水冲洗干净[5]。1.2.2分光光度计（722型，上海分析仪器厂）  1.3实验方法1.3.1样品消化硝酸-双氧水法    样品使用前用研钵研碎,在100℃下恒温烘干4h,取出后在干燥器冷却至室温。准确称取干燥后的茶叶样品1.0000g于250mL锥形瓶中,加入20mL浓HNO3,加盖充分浸泡过夜,次日在电热板上消化至样品完全溶解后加入10mL30%H2O2,继续将样液消化至无棕色气体产生,待样品溶液冷却至室温后移入100mL容量瓶中,分多次用少量蒸馏水洗涤三角烧瓶中的残分溶解移入容量瓶,定容,待测[6]。以上操作应在通风橱中进行。1.3.2茶叶中锰含量的测定吸取10.00mL茶叶样品溶液于50mL容量瓶中,加入15mL蒸馏水,5mLH3PO4-H2SO4混酸,1g过硫酸铵,5滴0.5mol/LAgNO3溶液,沸水浴加热3min,冷却,稀释至刻度,在波长526nm下测定溶液吸光度[7],最后根据标准曲线求出对应浓度。第8页(共8页)  锰含量的计算公式：     X=(A×1000)/(M×V2/V1×1000)   X：样品中锰的含量（mg／kg）；   A：测定用样品消化液中锰的含量（μg）； M：样品质量(g)；   V1：样品消化液的总体积(mL)；   V2：测定用样品消化液体积(mL)。1.4基本条件实验1.4.1适宜波长的选择取100μg/mL的铅标准溶液1mL,置于50mL容量瓶中,加入15mL蒸馏水,5mLH3PO4-H2SO4混酸,1g过硫酸铵,5滴0.5mol/LAgNO3溶液,沸水浴加热3min,冷却,稀释至刻度。用1cm吸收池，以水为参比，在500～550nm波长范围内，每隔10nm测一次溶液吸光度,确定最大吸收波长。实验结果见表1,图1,在526nm波长下有最大吸收值,由此选择测定锰含量的适宜波长为526nm。表1不同波长下的吸光度测定波长/nm500510520522524526528530540550A0.0490.060.070.0770.080.0820.0780.070.0660.04图1锰的吸收曲线1.4.2显色剂用量的影响第8页(共8页) 取100μg/mL的锰标准溶液2mL,置于50mL的容量瓶中,加入15mL蒸馏水,5mLH3PO4-H2SO4混酸,5滴0.5mol/LAgNO3溶液,改变显色剂的用量，沸水浴加热3min,冷却,定容。测相应吸光度值,实验结果见表2,图2,选用1g显色剂效果最佳.表2不同显色剂用量与吸光度的测定显色剂用量/g0.60.81.01.21.41.6吸光度（A）0.2310.2350.2360.2340.2230.217图2显色剂用量与吸光度1.4.3溶液稳定性的影响取100μg/mL的锰标准溶液2mL,置于50mL的容量瓶中,加入15mL蒸馏水,5mLH3PO4-H2SO4混酸,1g过硫酸铵,5滴0.5mol/LAgNO3溶液,沸水浴加热3min,冷却,定容。利用溶液放置时间的不同测定相应的吸光度,来判断溶液的稳定性,实验结果见表3,图3，吸光度在20min内变化不明显，表明在20min内测定结果稳定[8]。表3显色时间吸光度的测定时间（min）51015202530吸光度（A）0.2500.2510.2480.2490.2370.236第8页(共8页) 图3显色时间的影响　1.4.4酸度的影响取100μg/mL的锰标准溶液2mL,置于50mL的容量瓶中，加入15mL蒸馏水,1g过硫酸铵,5滴0.5mol/LAgNO3溶液,改变混酸的用量，沸水浴加热3min,冷却,定容。用精密PH试纸分别测其酸度,通过改变溶液的pH值来测定其吸光度,从而确定其最适宜的酸度,实验结果见表4,图4,pH=3.5时吸光度最大，硫磷混酸的用量为5mL[9]。表4不同酸度溶液吸光度的测定pH1.82.43.03.54.04.5吸光度（A）0.1920.2070.2240.2340.2260.220图4酸度的影响2结果与讨论2.1工作曲线的绘制第8页(共8页) 于6只50ml容量瓶中,分别准确加入0、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00mL锰标准使用液,加入15mL蒸馏水,5mLH3PO4-H2SO4混酸,1g过硫酸铵,5滴0.5mol/LAgNO3溶液，沸水浴加热3min,冷却,稀释至刻度。以试剂空白为参比溶液,在526nm最大吸收波长下测定溶液吸光度。得回归方程:A=0.08478C+0.00814,r=0.9996。实验结果见表5,图5。表5锰标准溶液吸光度的测定锰含量（μg/mL）012468吸光度（A）00.0500.1060.1760.2610.346图5工作曲线2.2精密度实验取100μg/mL的锰标准溶液2mL,进行10次平行测定,测得吸光度分0.255,0.254,0.255,0.252,0.250,0.251,0.247,0.244,0.242，0.246.标准偏差为0.0046s,相对标准偏差为1.86%.2.3市售样品锰含量的测定用实验所确定的最佳条件,对信阳毛尖，碧螺春中锰的含量进行测定,测定结果见表6。表6样品锰含量的测定样品名称吸光度（A）锰含量（mg／kg）信阳毛尖碧螺春0.0720.1047531131第8页(共8页) 本文用分光光度法对市售信阳毛尖，碧螺春进行锰含量的测定结果表明，茶叶中锰的含量较高,因此人们也可以借助茶叶载体的生物转化作用,对人体进行间接施补微量元素,这不仅是一条安全、有效补充微量元素的渠道,而且也将带来其它方面的巨大经济效益[11]。近年来，由于无铅汽油（用含锰的防爆剂甲基环戊二烯羰基锰，MMT）代替四已基铅作为汽油防爆剂，造成环境中锰含量逐渐增加，对人体的影响也日益引起人们的关注。随着生产工艺的改进和预防措施的加强，严重的职业性锰中毒已很少发生，但长期低剂量的锰暴露依然存在，其对接触者的潜在影响仍不可低估。并且根据不同学者观察和研究得知，这些锰颗粒是可吸入颗粒，吸收入体内的锰分布在富含线粒体的组织，主要为肝；脑内含量较低。吸收过量的锰后可在中枢神经系统内蓄积，但其排出则较其它器官慢。低价锰化合物的毒性比高价锰的毒性大2～3倍，二氯化锰毒性最大。慢性锰中毒主要由二价锰化合物所致。因此我们研究锰含量的测定，旨在更好的保护我们的身体健康。参考文献[1]张青云.微量元素与老年性疾病[J].微量元素与健康研究,2001,18(1):65.[2]张忠诚,张忠玺,张荣广.锰与人体健康[J].微量元素与健康研究,2003,20(2):61-62.[3]陆彩玲，郭松超.锰及其神经毒性的研究进展[J].中国药物与临床，2005,（4）:256.[4]张国文.原子吸收分光光度法测定食品中微量元素[J].粮油食品科技.2000,（03）:25.[5]《中国药典》(2005年版，第二部)附录ⅧH重金属检查法.[6]刘兴元.普洱茶及浸出液中微量锰含量的测定[J].中国林副特产,2009，（02）:10.[7]张丽萍,李伟辉,王蓉,马晓贝,等.锌试剂褪色光度法测定茶叶和茶水中锰第8页(共8页) [M].西南大学学报：自然科学版,2008,30(1):37-40.[8]王康英.分光光度法测定黄花菜中锰和磷的含量[J].甘肃联合大学学报:自然科学版，2008,22(6):32.[9]吕文英,吕品.茶叶及其浸出物中微量元素的测定与研究[J].食品科学,2001，22(11):78.[10]赵霞,郭洁,曹秋娥,等.催化动力学光度法测定痕量锰[J].理化检验化学分册,2005,41(8):593-594.[11]李洁.茶叶中微量元素的ICP发射光谱法的测定[J].茶叶科学技术,2003,(2):15-16.[12]梅光泉.茶叶中的微量元素化学[J].微量元素与健康研究,2004,21(1):49.SpectrophotometricDeterminationoftheConcentrationofManganeseinTeaLIUZhi-pingAbstract:Theteasamplethroughthedigestive,inthemediumofsulfuricacid,takingthesilvernitrateascatalyst,addingtoammoniumpersulfateexcessiveasoxidizingag-ent,theninthissolutionthemanganesewasoxidizedtomanganese,tocarryoutthebe-stconditionsandstandardseriesoftestscomparingquantitativeanalysis.Keywords:Tea;Manganese;Digestion;Spectrophotometry第8页(共8页)'