第五章　物理分析法ppt課件

1、第五章物理分析法比重法折光法旋光法第一節(jié)比重法第一節(jié)比重法n經(jīng)過測定食品的比重，可以了解某一種類的n純度，含量n各種常見的比重計(按不同的標(biāo)示方法)n乳品：乳稠計；測牛奶的固形物含量n正常值：1.027-1.030n1.027，那么可有加水；n制糖： 0Bx計，糖度計；糖液中的固形物含量w/w,%。n例：10Bx，1%的蔗糖溶液， w/w,%啤酒：0Bx計；啤酒消費過程中，麥汁的濃度測定，用Bx計；白酒：酒度計；白酒中乙醇的含量；v/v,%；實驗室：波美計；測定某一溶液的濃度 輕表重表n普通密度計：輕表1; 1.0002.000一、比重的定義水溫4度；t 水溫4度； t 密度 f ( t )密

2、度密度n水溫4度；n水所占有的體積為最小，密度為最大；n密度1.000000；7位有效數(shù)字n對于液體，常用4度的水作為規(guī)范。n相對密度稱比重：物質(zhì)的質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之比。 * 相對密度 d某一溫度下物質(zhì)的質(zhì) 量與同體積某一溫度下水的質(zhì)量之比。 * 密度與相對密度的關(guān)系。12tdt溫度下物質(zhì)的密度溫度下同體積水的密度 記作記作 ，無因次量，無因次量 常用常用 、 表示。表示。 12ttd204d2020dn留意：測比重的同時，應(yīng)丈量溫度，當(dāng)被測溫度or儀器的規(guī)定溫度例：比重計在度時進展刻度，測出的比重值，應(yīng)進展校正，這在實踐任務(wù)中非常重要。二、儀器n比重瓶、比重計、比重天平比重瓶：主體體積有

3、：50、25、10、5ml構(gòu)造：溫度計；溢流口特點：測定結(jié)果準(zhǔn)確，但較費時普通型附溫度計附溫度計密度瓶密度瓶普通密度瓶普通密度瓶比重計：n糖度計：糖廠n波美計：化工廠，藥廠n酒度計：酒廠?！跋鄬γ芏?n乳稠計：乳品廠?！芭Ｄ滔鄬γ芏?n實踐運用時，按不同的濃度，有一組比重計。n通常，比重計的標(biāo)度條件均是在度；當(dāng)測定溫度不等于度時，要進展校正。n糖度計：蒸餾水：0 0Bx，1蔗糖：1 0Bxn乳稠計：乳品廠?？潭确秶?5450n密度范圍：1.0151.045n正常值：1.027-1.030n1.027，那么可有加水；n酒度計：酒廠?！跋鄬γ芏?n波美計：化工廠，藥廠。n200 c餾水：0 0B

4、e，15NaCl：150Bx比重計： (1) (2) (3) (4)1普通密度計普通密度計2附有溫度計的糖錘度密度計附有溫度計的糖錘度密度計3、4波美密度計波美密度計根據(jù)阿基米德原理設(shè)計而成。根據(jù)阿基米德原理設(shè)計而成。一個封口的玻璃管，內(nèi)一個封口的玻璃管，內(nèi)有空氣，中間略粗，下有空氣，中間略粗，下部有重錘，能浮在一定部有重錘，能浮在一定密度的液體中。密度的液體中。糖度計的校正：n測定溫度20度；“校正數(shù)20度；“校正數(shù)溫度體積密度錘度參與相應(yīng)的校正數(shù)n給出的報表為：n 觀測錘度 測定值n 更正錘度校正值n例：廢糖蜜的糖度測定n100g糖蜜n 500g蒸餾水混合測糖度查閱“觀測錘度更正表測定的糖

5、度范圍：070 0Bx乳稠計的校正：n乳稠計：n密度范圍：1.0151.045，n刻度范圍：150450n乳稠計有兩種：200 /40 ；150 /150 n讀數(shù)表示為：d20 4,； d15 15n乳稠計的校正：公式計算法查表法n當(dāng)測定溫度不等于20度時，要n查閱“酒精度與溫度校正表酒度計的校正：直接讀數(shù)法溫度：0-30度濃度：0-75采用內(nèi)插法三、操作n比重瓶操作步驟：n、枯燥儀器，空瓶稱重；40度n2、裝滿待測溶液，瓶內(nèi)無氣泡，恒溫水浴到達度，取出，擦干溢出口處的水，稱重；n3、同樣操作，測一次蒸餾水n附帶的溫度計，最大刻度為度，枯燥溫度要小于度，非常重要！比重計的操作：n容器均用量筒，

6、留意比重計的下錘易碎；n每組比重計，按不同的濃度，均有多支比重計，要留意濃度范圍。發(fā)酵工業(yè)常用比重瓶測比重：n啤酒比重測定：比重1n“比重和浸出物對照表n比重范圍：1.0000-1.0839n濃度范圍：(w/w,%)；g/100g；n0.000-20.213n啤酒比重值，是計算：n啤酒酒精分n原麥汁濃度n發(fā)酵度的根底n酒精溶液比重測定 ：比重1n“比重和酒精對照表n白酒中酒精含量的測定n酒精中食用、醫(yī)用酒精含量的測定酒度計法啤酒酒精分含量的測定比重瓶法啤酒外觀濃度及實踐濃度的測定水浸出物-糖、氨基酸、有機物酒精co2啤酒比較：外觀濃度：浸出物酒精g /100g啤酒實踐濃度：浸出物 g /100

7、g啤酒外觀濃度實踐濃度外觀濃度實踐濃度外觀濃度測定法比重計法糖度計法阿貝折光計法比重瓶法實踐濃度測定法比重瓶法GB/T 5009.22019 1. 密度瓶法密度瓶法 2. 相對密度天平韋氏天平相對密度天平韋氏天平 3. 密度計比重計密度計比重計n折射率：n定性目的；和比重、熔點、沸點一樣。n折光法：用于糖液、油類、醇類溶液的純度和濃度的測定第二節(jié)折光法第二節(jié)折光法 1 定性鑒定 由于準(zhǔn)確至5-6位有效數(shù)字，故可用于定性鑒定。即使用構(gòu)造非常類似的化合物，亦常有一定差別. 如：鄰二甲苯 n20D=1.5054 間二甲苯1.4972；對二甲苯1.4958。但假設(shè)含有即使少量雜質(zhì)，那么能夠?qū)е螺^大改動

8、。2 鑒別化合物純度 由于純化合物具有一定n20D，如含有雜質(zhì)，那么n必然變化故與純物質(zhì)n比較，愈接近愈高。3 測定濃度 在溶質(zhì)與溶劑一定時，可根據(jù)折光率測定濃度。溶劑n一定，參與溶質(zhì)那么n隨之變化，那么繪制nc曲線，即可。但本法不能有其它含量不確定的物質(zhì)。廢品、半廢品分析前提：A溶質(zhì)與溶劑折光率相差較大。 B用于較濃溶液食品行業(yè)運用：n油脂和脂肪酸的定性鑒定：脂肪酸分子量加大，折光率加大。n制糖：糖溶液的蔗糖含量n乳品：測牛奶中乳糖含量n 能否加水？乳清折光率為：1。34199-1。34275，1。34128，那么加水。光在兩種介質(zhì)1和2中的傳播速度V之比等于光在兩種介質(zhì)間的入射角與折射角的

9、正弦之比，該比值n即為折射率： 一、折射和反射 光的反射表示圖 A入射線 B反射線 L法線 M-M兩介質(zhì)分界限 入射角 反射角光的折射表示圖光的折射表示圖 L-L法線法線 A入射入射光光 B折射折射光光 1入射入射角角 2折射折射角角光的全反射光的全反射1. 2 隨著隨著1增大而增增大而增大。大。2.當(dāng)當(dāng)1為為90、 2為臨界角。為臨界角。3.當(dāng)光線從當(dāng)光線從臨界角射入，臨界角射入，折射線沿折射線沿OM面平行面平行射出，為全射出，為全反射。反射。 棱鏡棱鏡樣品樣品12sinsinvinvr影響要素：溫度T、光的波長、分子構(gòu)造。為通用并能相互比較，規(guī)定T20， 589.3nm(鈉光)，用表示折光

10、率：入射角為I折射角為rnD20改動入射角i那么r隨之改動，當(dāng)入射角90，折射角最大，稱臨界角，用rc 表示，那么sin1sinsinccNInrrsincnNr測出rc即可得到n。可準(zhǔn)確至0.0001或0.00001 I=90r= rc將待測液體置于折光率為N的丈量棱鏡上，設(shè)：入射角為I，折射角r。那么折射定律表達為sinsinINrnIrnN(待測液)(棱鏡)cSinrNnnSinrnSinrSinSinrnSinI；N1 N90Nn樣液樣液 Sin90 = n棱鏡棱鏡Sin 臨臨n樣液樣液 = n棱鏡棱鏡Sin 臨臨實驗中用棱鏡的角度來察看得到全反謝臨界角，就可計算出樣液的折光率。二、折

11、光儀阿貝折光儀普通折光儀量糖儀手持式折光儀折光儀望遠(yuǎn)鏡阿貝棱鏡消色棱鏡刻度標(biāo)尺折光儀n主要部件：相互倒迭而緊貼的棱鏡，n=1.75,棱鏡中間放一層被測溶液，厚約0.15mm，nn：1.3000 1.7000 ；n丈量精度：0.0003n糖度：0 95；n溫度：10 50度三、影響測定準(zhǔn)確性的要素n1、溫度；n溫度折射率丈量溫度不等于度時，要進展溫度校正n2、雜質(zhì)n 糖液的折射率與濃度的關(guān)系是以純蔗糖溶液為基準(zhǔn)。有時，濃度一樣，測出的折射率稍有不同。這是由于非蔗糖物成份不同而呵斥的。n3、波長影響n 波長不同，折射率不同。n光源采用白光時，棱鏡對各色光的折射率不同，折射后分成多種色光，稱“色散。

12、n阿貝折光儀運用個棱鏡，消除色散作用，測得的n與鈉光D線所得的n一樣。n鈉光D線波長：589.44nm。n4、稀釋n折光測定時，盡能夠不要稀釋n四、運用方法：n讀數(shù)終點：半明半暗折射率調(diào)理旋鈕色散調(diào)理旋鈕1、將折射儀置于光源充足的桌面上，和恒溫水浴相連，調(diào)理所需溫度，通常為20-25oC。2、恒溫后，將被測液體2-3滴，均勻地置于磨砂面棱鏡上，關(guān)緊棱鏡，轉(zhuǎn)動反光鏡使光線射入，使視場最亮。 3、旋轉(zhuǎn)刻度旋鈕，由1.3000開場向前轉(zhuǎn)動，在目鏡中找到明暗分界限或彩色光帶，再轉(zhuǎn)動消色散旋鈕，直到看到一明晰明暗分界限。折射率調(diào)理旋鈕4、再轉(zhuǎn)動刻度旋鈕，使分界限對準(zhǔn)“+交叉線中心，如圖4所示，并讀出折射

13、率。色散調(diào)理旋鈕一、自然光與偏振光 光是橫波，即振動方向與前進方向垂直。自然光在一切平面上振動。假設(shè)只允許一個平面振動光經(jīng)過，而把其它平面振動的光濾掉特殊的晶體(具有一定的晶格狹縫) ，得到偏振光。偏振光經(jīng)過具有旋光活性的溶液時，偏振光會旋轉(zhuǎn)一定角度，即旋光。順時針旋轉(zhuǎn)為右旋+R，逆時針為左旋- L第三節(jié)比旋光度的測定第三節(jié)比旋光度的測定n偏振光的產(chǎn)生方法：n1.用尼克爾棱鏡 n蘇格蘭人發(fā)明的用兩個切成了特殊角度并用加拿大香脂粘起來的冰晶石組成。n2.用Polaroid濾光器n 美 E.H.Land發(fā)明 由嵌在透明塑料中的幾種晶體組成。n3.聚乙烯醇人造偏振片 n 例 WXG4型旋光儀二、光的

14、雙折射與尼可爾棱鏡n手性碳三、旋光物質(zhì)與比旋光度例：糖、氨基酸、淀粉、味精旋光度旋光度n在20下，以鈉燈產(chǎn)生的單色光 =589.3nm測定的旋光度表示為 =kcL1. 旋光度當(dāng)偏振光經(jīng)過光學(xué)活性物質(zhì)溶液時，偏振面旋轉(zhuǎn)的角度 叫作該物質(zhì)的旋光度。旋光度的大小與光源的波長、液層厚度、旋光度的大小與光源的波長、液層厚度、光學(xué)活性物質(zhì)的種類、濃度、溶劑及其溫光學(xué)活性物質(zhì)的種類、濃度、溶劑及其溫度有關(guān)。度有關(guān)。KCL旋光度旋光度旋光系數(shù)旋光系數(shù)溶液濃度溶液濃度液層厚度液層厚度留意單位n=kcLn-旋光度nC- g/100ml；被測液的濃度nLdm；旋光管長度比旋光度比旋光度偏振光的旋轉(zhuǎn)角度，遭到分子構(gòu)造

15、，偏振光的旋轉(zhuǎn)角度，遭到分子構(gòu)造， ，T T，L(L(液層厚度液層厚度) )，溶劑等要素影響。由于，溶劑等要素影響。由于影響旋光度的要素較多，故須將大多數(shù)要影響旋光度的要素較多，故須將大多數(shù)要素固定規(guī)定才可用于相互比較：素固定規(guī)定才可用于相互比較：規(guī)定：鈉光D線=589.44nm，T=20，C=100g/100ml，厚度L1dm比旋光度20D比旋光度比旋光度n k 是此儀器條件下，光程為1dm、溶液濃度為100g/100ml 的旋光度，稱為比旋光度，用 表示： n =k1001n=kcL20D20D20D留意單位n =k1001n 比旋光度nC= 100 ( g/100ml) 1 g/1mln

16、L1dm (dm) 10cm20D20D糖類的比旋光度糖類的比旋光度 53.3 .5 194.8 196.4乳 糖麥芽糖糊 精淀 粉 52.5 92.5 20.0 66.5葡萄糖果 糖轉(zhuǎn)化糖蔗 糖【】糖類【】糖類 =k1001=kcL20D）（mlg100/L100CLC10020D20Dn留意：濃度C的單位n發(fā)酵分析中C： g/100mln化學(xué)類書中C：g/mln所以，公式中有時相差100. 根據(jù)可計算20D，亦可由、20D計算C假設(shè)20D 知，測出濃度c淀粉含量味精純度n比旋光度是旋光性物質(zhì)的特征物理性質(zhì)，可以從各種手冊中查到。n比旋光度測定還可用于測定知比旋光度的物質(zhì)溶液的濃度： ）（m

17、lg100/L100C20D比旋光度左旋右旋逆時針 “ “L順時針 “+ “R四、旋光儀自然光自然光起偏器觀測管檢偏器偏振光視野樣品溶液n圓盤旋光儀設(shè)置了三分視場察看方式。在起偏鏡后面參與一片石英片，寬度為視場的三分之一。石英有旋光性，使透過的偏振光旋轉(zhuǎn)一個固定的角度o，這樣就產(chǎn)生了一個三分視場，當(dāng)兩側(cè)是亮堂的時候，中間是暗的；調(diào)整到中間亮堂時兩側(cè)是暗的。在此之間明暗一樣的位置很敏銳，容易察看。三分視場表示圖 四、旋光度測定操作n 1、取樣方法 n旋光儀的盛液管如下圖。n 取樣時讓盛液管直立，將試樣溶液參與盛液管中直至滿到管口。小心將玻璃蓋板沿管口平推蓋好，勿使帶入氣泡。然后旋上帽蓋，不能漏液

18、；但也不能過緊，過緊會使玻璃蓋板產(chǎn)生扭力，在管內(nèi)產(chǎn)生空隙，影響測定結(jié)果。裝液終了，擦干盛液管。n 2、零點校正 n用蒸餾水校正旋光儀的零點。n 3、試樣旋光度測定 n將準(zhǔn)確配制好的試樣溶液參與盛液管中，依上測定，讀出旋光度,扣除零點，得到試樣的旋光度：- 0 n味精純度的測定n淀粉含量的測定實驗味精純度的測定n純物質(zhì)的比旋光度是常數(shù)n當(dāng)樣品純度下降，測出的比旋光度值那么要下降。nL谷氨酸：32鹽酸溶液中純品的比旋光度樣品的比旋光度味精純度%100tt純品樣品純度當(dāng)測定溫度不是20時，要進展溫度校正：nL谷氨酸的比旋光度與溫度關(guān)系 ：n樣品的比旋光度：nCLt100樣品 200.06 20tDD

19、tn 147.13L-谷氨酸式量；n 187.13味精式量n 含1分子結(jié)晶水的L-谷氨酸單鈉鹽nC-谷氨酸的分量nW-味精樣品的分量測定時溶液中是L-谷氨酸，故需將味精樣品分量W換算成L-谷氨酸的分量C： 147.13187.13CWn計算公式：n見p154-155%100tt純品樣品純度t)200.06932（純品t %100%tt樣純味精純度（ ）100100%147.13320.06 20187.13tL W100100%25.160.047 20tL W實驗時要測定：n溫度n旋光度旋光儀的運用方法 WZZ2A型n接通電源：n 反面左下角處的總開關(guān)，鈉燈亮，儀器予熱一刻鐘左右。n清零n

20、翻開樣品室蓋，把已注入蒸餾水或空白的試管放入槽中，再關(guān)門，按下丈量鍵，數(shù)字顯示窗將出現(xiàn)數(shù)字顯示，稍待數(shù)字趨向穩(wěn)定即可按下清零鍵，使數(shù)碼管示數(shù)為零。普通情況下如在不放試管時已示數(shù)為零，放入無旋光度蒸餾水或空白試管后，其示數(shù)也應(yīng)該為零。但須留意在測試光束的通路上不得有小氣泡或油污等不清潔物，試管互片也不宜旋壓的過緊，否那么會引起附加旋光度。在取出以上試管時應(yīng)記下其按放的位置與方向。n測試n 取出對比試管，除去空白溶劑，注入待測樣品，將試管放入樣品室的V型定位槽內(nèi)，再關(guān)門，從數(shù)字顯示窗上將顯示出被測樣品的旋光度值。待數(shù)字穩(wěn)定后讀數(shù)，窗上負(fù)號亮表示左旋，不亮表示右旋。n n復(fù)測:n按下復(fù)測鍵，可進展復(fù)

21、測，取幾次復(fù)測讀數(shù)的平均值作為測定結(jié)果。n復(fù)位n 如樣品旋光度超越儀器規(guī)定的丈量范圍，儀器在45處會自動停頓。此時，取出試管按一下樣品室左壁上角處的復(fù)位按鈕鍵，儀器即自動前往零位。n關(guān)機n 儀器運用終了后，應(yīng)依次封鎖丈量鍵和電源開關(guān)。旋光儀的運用方法 WZZ2A型實驗谷物淀粉含量的測定旋實驗谷物淀粉含量的測定旋光法光法nn 淀粉starch是植物的主要貯藏物質(zhì)，大部分儲存于種子、塊根和塊莖中。淀粉不僅是重要的營養(yǎng)物質(zhì)，并且在工業(yè)上的運用也很廣泛。測定谷物中淀粉的含量對于鑒定農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和改良農(nóng)業(yè)消費技術(shù)有很大的意義。 一、原理：n酸性氯化鈣溶液與磨細(xì)的含淀粉樣品共煮，可使淀粉輕度水解。同時鈣離

22、子與淀粉分子上的羥基絡(luò)合，這就使得淀粉分子充分地分散到溶液中，成為淀粉溶液。n淀粉分子具有不對稱碳原子，因此具有旋光性，可以利用旋光儀測定淀粉溶膠的旋光度，旋光度的大小與淀粉的濃度成正比，據(jù)此可以求出淀粉含量。n溶提淀粉溶膠所用的酸性氯化鈣溶液的pH值必需堅持230，密度須為130，加熱時間的長短也要控制在一定范圍。由于只需在這些條件下，各種不同來源的淀粉溶液的比旋度才都是203，恒定不變。樣品中其他旋光性物質(zhì)如糖分須預(yù)先除去。二、資料、儀器設(shè)備及試劑： 資料：面粉或其他風(fēng)干樣品儀器設(shè)備：1植物樣品粉碎機； 2離心機；3分析天平；4粗天平；5旋光儀及附件；6三角瓶；7分樣篩100目；8布氏漏斗、抽濾瓶及真空泵；9離心管；10小電爐。試劑： 三、實驗步驟：1、樣品預(yù)備：稱取樣品：將樣品風(fēng)干、研磨、經(jīng)過100目篩，準(zhǔn)確稱取約25g樣品細(xì)粉要求含淀粉約2g，請參考附注估計，置于離心管內(nèi)。脫脂：加乙醚數(shù)ml到離心管內(nèi)，用細(xì)玻棒充分?jǐn)嚢瑁缓箅x心。傾出上清液并搜集以備回收乙醚。反復(fù)脫脂數(shù)次，以去除大部分油脂、色素等因油脂的的存在會使以后淀粉溶液的過濾困難。大多數(shù)谷物樣品含脂肪較少，可免去這個脫脂手續(xù)。n抑制酶活性：加含有