专利名称：小分子羧基酸和氨基酸的连续电位滴定分析方法
技术领域：
本发明属于化学 分析技木领域，涉及一种容量分析方法，特别涉及一种小分子 羧基酸和氨基酸连续电位滴定分析的方法。
背景技术：
小分子羧基酸如甲酸、乙酸、丙酸、乌头酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、草酸 和乳酸等常见羧基酸，这类酸的特征之一是其羧基(-COOH)解离常数pKa值一般在3 7之间；氨基酸如天冬氨酸、谷氨酸、苏氨酸、脯氨酸、组氨酸、酪氨酸、缬氨酸和丙 氨酸，这类酸的特征之一是其pK2(-N+H3) —般在9 11之间。这些有机酸的存在及含 量对生产和生活中都有实际的意义。目前，有机酸测定的方法主要是色谱法，如气相色谱法(GC)、高效液相色谱法 (HPLC)、离子色谱法(IC)和毛细管电泳(CE)等。但是这些测定方法中，GC法要求分 离前对有机酸进行衍生，样品前处理繁琐费时；HPLC和IC在有机酸分析中应用最为广 泛，它们的主要缺点是消耗的溶剂量大，分析时间长，色谱柱价格昂贵，而且实际样品 中的复杂成分会缩短色谱柱的有效寿命等，而且CE在测定中灵敏度和重现性方面仍存在 不足等。滴定法是一种传统经典的常量分析方法，可应用于有机酸的滴定分析，但都是 基于以游离酸形式存在，或通过蒸馏等方法获得纯酸再滴定的样品，目前尚不能对复杂 样品中以其它形式存在的有机酸根成分进行分析。对氨基酸而言，由于水溶液中的氨基酸为兼性离子，一般不能直接用碱滴定 氨基酸的羧基，滴定法测定氨基酸的方法都是基于甲醛与氨基酸上的-N+H3结合，形 成-NH_CH2OH、-N(CH2-OH)2等羟甲基衍生物，使-N+H3上的H+游离出来后用碱滴 定，进而计算氨基酸的含量。这种方法存在的问题是需要向滴定液中加入大量甲醛，这 会对分析环境和操作人员有不利影响，同时有少数氨基酸由于结构差异，与甲醛的结合 不稳定，如脯氨酸与甲醛作用后，生成的化合物不稳定，导致滴定结果偏低，而酪氨酸 含酚基结构，导致滴定结果偏高。电位滴定法也常用于氨基酸滴定，但目前为止实质上 还是甲醛滴定法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺点和不足，为在实际应用中操作简便、测 定快速、实用性强、结果可靠，适用于多种复杂样品中羧基酸和氨基酸总量的测定，提 供一种小分子羧基酸和氨基酸连续电位滴定分析方法。本发明的目的通过下述技术方案实现小分子羧基酸和氨基酸连续电位滴定分析方法，其特征在于将滴定曲线的一阶 导数变换为突跃指数，以突跃指数对滴定剂体积的滴定曲线中较弱的突跃得到增强，从 而可连续滴定不同强度和羧基酸及游离酸，测定分析方法是(1)精确量取1 100毫升样品溶液，插入电极，开动电磁搅拌器，用盐酸或硝酸等强酸调节体系的酸度至小于或等于pH2，使酸根以酸游离出来；(2)加入滴定剂进行电位滴定，滴定过程中搅拌速度保持恒定，同时设定间隔加 入标准溶液量，并记录加入后的滴定剂体积V和溶液的pH值，得一组pH-V数据；(3)以ρΗ-ν数据作图得 滴定曲线，对曲线进行一阶导数变换得突跃指数；(4)根据突跃指数曲线上的突跃判断不同的滴定阶段，其中第一个突跃点对应溶 液是的弱酸开始被滴定，第二个突跃点对应弱酸被定量滴定同时氨基酸开始被碱滴定， 最后一个突跃点对应氨基酸被定量滴定；(5)根据各突跃点对应的滴定剂用量，用毫升数计算出相应有机酸总量和氨基酸 总量的摩尔数或转为参照酸的总量。以上所述滴定剂，采用NaOH或KOH标准溶液。以上所述电位滴定，采用pH为测量信号。以上所述突跃指数，是对滴定曲线作一阶导数变换，再用该一阶导数值乘以反 比于该导数值倒数因子的函数，变换函数为
权利要求
1.一种小分子羧基酸和氨基酸连续电位滴定分析方法，其特征在于将滴定曲线 的一阶导数变换为突跃指数，以突跃指数对滴定剂体积的滴定曲线中较弱的突跃得到增 强，从而可连续滴定不同强度和羧基酸和氨基酸，测定分析方法是(1)精确量取1 100毫升样品溶液，插入电极，开动电磁搅拌器，用盐酸或硝酸强 酸调节体系的酸度至小于或等于pH2，使酸根以酸游离出来；(2)加入滴定剂进行电位滴定，滴定过程中搅拌速度保持恒定，同时设定间隔加入标 准溶液量，并记录加入后的滴定剂体积V和溶液的pH值，得一组pH-V数据；(3)以pH-V数据作图得滴定曲线，对曲线进行一阶导数变换得突跃指数；(4)根据突跃指数曲线上的突跃判断不同的滴定阶段，其中第一个突跃点对应溶液是 的弱酸开始被滴定，第二个突跃点对应弱酸被定量滴定同时氨基酸开始被碱滴定，最后 一个突跃点对应氨基酸被定量滴定；(5)根据各突跃点对应的滴定剂用量计算出相应羧基酸总量和氨基酸总量的摩尔数或 转为参照酸的总量。
2.根据权利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸连续电位滴定分析方法，其特征在 于所述滴定剂，采用NaOH或KOH标准溶液。
3.根据权利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸连续电位滴定分析方法，其特征在 于所述电位滴定，是采用pH为测量信号。
4.根据权利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸连续电位滴定分析方法，其特征在 于所述突跃指数，是对滴定曲线作一阶导数变换，再用该一阶导数值乘以反比于该导数值倒数因子的函数，变换函数为突跃指数二 100.—~^^~a + b- Delta式中Delta表示一阶导数值，其中系数a的变化范围为O 10，b的取值为0.1 10，作为特例可取a = 1，b = 1.15。
5.根据权利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸连续电位滴定分析方法，其特征在 于所述的测定，羧基酸或氨基酸含量较低的样品，可向试样中加入定量羧基酸的标准 溶液或氨基酸标准液，滴定完成后以结果中扣除标准加入量即为试样中氨基酸含量，或 通过标准加入法进行分析。
6.根据权利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸连续电位滴定分析方法，其特征在 于所述的测定方法，用于单独滴定强酸、中等弱酸和较弱酸，或在同一溶液中连续滴 定以上三类酸的总量，强酸滴定突跃范围为pH3 4，中弱酸终点突跃范围pH7 10， 较弱酸终点突跃范围pHll 12。
7.根据权利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸连续电位滴定分析方法，其特征在 于所述的样品，是组成已知的单一或混合溶液，或是组成复杂的产品或混合物，包括 酱油、甘蔗糖蜜、酒精发酵液、生物代谢产物、果汁饮料、饲料、各种工艺提取液，试 样是固体时需要将其溶解为溶液，试样是气体时用吸收液吸收变为溶液再进行测定。
全文摘要
本发明公开了一种容量分析方法，涉及一种水溶液中小分子羧基酸和氨基酸的连续电位滴定分析方法。本方法基于将滴定曲线的一阶导数变换为突跃指数，以突跃指数对滴定剂体积的曲线可使弱突跃得到增强；滴定时用强酸将溶液调节至pH2以下，然后用碱标准液滴定，滴定至pH3～3.5时产生第一个突跃表示游离强酸被滴定，继续滴定至羧基在pH7.5～9.3产生第二个突跃，再继续滴定至氨基在pH11～11.5产生第三个突跃，相邻两个突跃之间消耗的标准碱液即分别反映游离强酸、羧基酸及氨基酸的总量。本方法操作简便、测定快速、结果可靠、分析成本低，可推广应用于其它复杂样品的分析。
文档编号G01N31/16GK102023197SQ20101053525
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者曹家兴, 陆建平 申请人:广西大学