專利名稱：小分子羧基酸和氨基酸的連續(xù)電位滴定分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué) 分析技木領(lǐng)域，涉及一種容量分析方法，特別涉及一種小分子 羧基酸和氨基酸連續(xù)電位滴定分析的方法。
背景技術(shù)：
小分子羧基酸如甲酸、乙酸、丙酸、烏頭酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、草酸 和乳酸等常見羧基酸，這類酸的特征之一是其羧基(-COOH)解離常數(shù)pKa值一般在3 7之間；氨基酸如天冬氨酸、谷氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、組氨酸、酪氨酸、纈氨酸和丙 氨酸，這類酸的特征之一是其pK2(-N+H3) —般在9 11之間。這些有機(jī)酸的存在及含 量對(duì)生產(chǎn)和生活中都有實(shí)際的意義。目前，有機(jī)酸測(cè)定的方法主要是色譜法，如氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法 (HPLC)、離子色譜法(IC)和毛細(xì)管電泳(CE)等。但是這些測(cè)定方法中，GC法要求分 離前對(duì)有機(jī)酸進(jìn)行衍生，樣品前處理繁瑣費(fèi)時(shí)；HPLC和IC在有機(jī)酸分析中應(yīng)用最為廣 泛，它們的主要缺點(diǎn)是消耗的溶劑量大，分析時(shí)間長(zhǎng)，色譜柱價(jià)格昂貴，而且實(shí)際樣品 中的復(fù)雜成分會(huì)縮短色譜柱的有效壽命等，而且CE在測(cè)定中靈敏度和重現(xiàn)性方面仍存在 不足等。滴定法是一種傳統(tǒng)經(jīng)典的常量分析方法，可應(yīng)用于有機(jī)酸的滴定分析，但都是 基于以游離酸形式存在，或通過(guò)蒸餾等方法獲得純酸再滴定的樣品，目前尚不能對(duì)復(fù)雜 樣品中以其它形式存在的有機(jī)酸根成分進(jìn)行分析。對(duì)氨基酸而言，由于水溶液中的氨基酸為兼性離子，一般不能直接用堿滴定 氨基酸的羧基，滴定法測(cè)定氨基酸的方法都是基于甲醛與氨基酸上的-N+H3結(jié)合，形 成-NH_CH2OH、-N(CH2-OH)2等羥甲基衍生物，使-N+H3上的H+游離出來(lái)后用堿滴 定，進(jìn)而計(jì)算氨基酸的含量。這種方法存在的問題是需要向滴定液中加入大量甲醛，這 會(huì)對(duì)分析環(huán)境和操作人員有不利影響，同時(shí)有少數(shù)氨基酸由于結(jié)構(gòu)差異，與甲醛的結(jié)合 不穩(wěn)定，如脯氨酸與甲醛作用后，生成的化合物不穩(wěn)定，導(dǎo)致滴定結(jié)果偏低，而酪氨酸 含酚基結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致滴定結(jié)果偏高。電位滴定法也常用于氨基酸滴定，但目前為止實(shí)質(zhì)上 還是甲醛滴定法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，為在實(shí)際應(yīng)用中操作簡(jiǎn)便、測(cè) 定快速、實(shí)用性強(qiáng)、結(jié)果可靠，適用于多種復(fù)雜樣品中羧基酸和氨基酸總量的測(cè)定，提 供一種小分子羧基酸和氨基酸連續(xù)電位滴定分析方法。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)小分子羧基酸和氨基酸連續(xù)電位滴定分析方法，其特征在于將滴定曲線的一階 導(dǎo)數(shù)變換為突躍指數(shù)，以突躍指數(shù)對(duì)滴定劑體積的滴定曲線中較弱的突躍得到增強(qiáng)，從 而可連續(xù)滴定不同強(qiáng)度和羧基酸及游離酸，測(cè)定分析方法是(1)精確量取1 100毫升樣品溶液，插入電極，開動(dòng)電磁攪拌器，用鹽酸或硝酸等強(qiáng)酸調(diào)節(jié)體系的酸度至小于或等于pH2，使酸根以酸游離出來(lái)；(2)加入滴定劑進(jìn)行電位滴定，滴定過(guò)程中攪拌速度保持恒定，同時(shí)設(shè)定間隔加 入標(biāo)準(zhǔn)溶液量，并記錄加入后的滴定劑體積V和溶液的pH值，得一組pH-V數(shù)據(jù)；(3)以ρΗ-ν數(shù)據(jù)作圖得 滴定曲線，對(duì)曲線進(jìn)行一階導(dǎo)數(shù)變換得突躍指數(shù)；(4)根據(jù)突躍指數(shù)曲線上的突躍判斷不同的滴定階段，其中第一個(gè)突躍點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶 液是的弱酸開始被滴定，第二個(gè)突躍點(diǎn)對(duì)應(yīng)弱酸被定量滴定同時(shí)氨基酸開始被堿滴定， 最后一個(gè)突躍點(diǎn)對(duì)應(yīng)氨基酸被定量滴定；(5)根據(jù)各突躍點(diǎn)對(duì)應(yīng)的滴定劑用量，用毫升數(shù)計(jì)算出相應(yīng)有機(jī)酸總量和氨基酸 總量的摩爾數(shù)或轉(zhuǎn)為參照酸的總量。以上所述滴定劑，采用NaOH或KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。以上所述電位滴定，采用pH為測(cè)量信號(hào)。以上所述突躍指數(shù)，是對(duì)滴定曲線作一階導(dǎo)數(shù)變換，再用該一階導(dǎo)數(shù)值乘以反 比于該導(dǎo)數(shù)值倒數(shù)因子的函數(shù)，變換函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種小分子羧基酸和氨基酸連續(xù)電位滴定分析方法，其特征在于將滴定曲線 的一階導(dǎo)數(shù)變換為突躍指數(shù)，以突躍指數(shù)對(duì)滴定劑體積的滴定曲線中較弱的突躍得到增 強(qiáng)，從而可連續(xù)滴定不同強(qiáng)度和羧基酸和氨基酸，測(cè)定分析方法是(1)精確量取1 100毫升樣品溶液，插入電極，開動(dòng)電磁攪拌器，用鹽酸或硝酸強(qiáng) 酸調(diào)節(jié)體系的酸度至小于或等于pH2，使酸根以酸游離出來(lái)；(2)加入滴定劑進(jìn)行電位滴定，滴定過(guò)程中攪拌速度保持恒定，同時(shí)設(shè)定間隔加入標(biāo) 準(zhǔn)溶液量，并記錄加入后的滴定劑體積V和溶液的pH值，得一組pH-V數(shù)據(jù)；(3)以pH-V數(shù)據(jù)作圖得滴定曲線，對(duì)曲線進(jìn)行一階導(dǎo)數(shù)變換得突躍指數(shù)；(4)根據(jù)突躍指數(shù)曲線上的突躍判斷不同的滴定階段，其中第一個(gè)突躍點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液是 的弱酸開始被滴定，第二個(gè)突躍點(diǎn)對(duì)應(yīng)弱酸被定量滴定同時(shí)氨基酸開始被堿滴定，最后 一個(gè)突躍點(diǎn)對(duì)應(yīng)氨基酸被定量滴定；(5)根據(jù)各突躍點(diǎn)對(duì)應(yīng)的滴定劑用量計(jì)算出相應(yīng)羧基酸總量和氨基酸總量的摩爾數(shù)或 轉(zhuǎn)為參照酸的總量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸連續(xù)電位滴定分析方法，其特征在 于所述滴定劑，采用NaOH或KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸連續(xù)電位滴定分析方法，其特征在 于所述電位滴定，是采用pH為測(cè)量信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸連續(xù)電位滴定分析方法，其特征在 于所述突躍指數(shù)，是對(duì)滴定曲線作一階導(dǎo)數(shù)變換，再用該一階導(dǎo)數(shù)值乘以反比于該導(dǎo)數(shù)值倒數(shù)因子的函數(shù)，變換函數(shù)為突躍指數(shù)二 100.—~^^~a + b- Delta式中Delta表示一階導(dǎo)數(shù)值，其中系數(shù)a的變化范圍為O 10，b的取值為0.1 10，作為特例可取a = 1，b = 1.15。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸連續(xù)電位滴定分析方法，其特征在 于所述的測(cè)定，羧基酸或氨基酸含量較低的樣品，可向試樣中加入定量羧基酸的標(biāo)準(zhǔn) 溶液或氨基酸標(biāo)準(zhǔn)液，滴定完成后以結(jié)果中扣除標(biāo)準(zhǔn)加入量即為試樣中氨基酸含量，或 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸連續(xù)電位滴定分析方法，其特征在 于所述的測(cè)定方法，用于單獨(dú)滴定強(qiáng)酸、中等弱酸和較弱酸，或在同一溶液中連續(xù)滴 定以上三類酸的總量，強(qiáng)酸滴定突躍范圍為pH3 4，中弱酸終點(diǎn)突躍范圍pH7 10， 較弱酸終點(diǎn)突躍范圍pHll 12。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸連續(xù)電位滴定分析方法，其特征在 于所述的樣品，是組成已知的單一或混合溶液，或是組成復(fù)雜的產(chǎn)品或混合物，包括 醬油、甘蔗糖蜜、酒精發(fā)酵液、生物代謝產(chǎn)物、果汁飲料、飼料、各種工藝提取液，試 樣是固體時(shí)需要將其溶解為溶液，試樣是氣體時(shí)用吸收液吸收變?yōu)槿芤涸龠M(jìn)行測(cè)定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種容量分析方法，涉及一種水溶液中小分子羧基酸和氨基酸的連續(xù)電位滴定分析方法。本方法基于將滴定曲線的一階導(dǎo)數(shù)變換為突躍指數(shù)，以突躍指數(shù)對(duì)滴定劑體積的曲線可使弱突躍得到增強(qiáng)；滴定時(shí)用強(qiáng)酸將溶液調(diào)節(jié)至pH2以下，然后用堿標(biāo)準(zhǔn)液滴定，滴定至pH3～3.5時(shí)產(chǎn)生第一個(gè)突躍表示游離強(qiáng)酸被滴定，繼續(xù)滴定至羧基在pH7.5～9.3產(chǎn)生第二個(gè)突躍，再繼續(xù)滴定至氨基在pH11～11.5產(chǎn)生第三個(gè)突躍，相鄰兩個(gè)突躍之間消耗的標(biāo)準(zhǔn)堿液即分別反映游離強(qiáng)酸、羧基酸及氨基酸的總量。本方法操作簡(jiǎn)便、測(cè)定快速、結(jié)果可靠、分析成本低，可推廣應(yīng)用于其它復(fù)雜樣品的分析。
文檔編號(hào)G01N31/16GK102023197SQ20101053525
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者曹家興, 陸建平 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)