矿泉水中铁含量的测定毕业设计Word格式.docx

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3.主要参考文献

[1]赵海勇，谭劲松.我国煤炭市场结构分析[J].技术经济与管理研究，2006，（4）.

[2]李英华.煤质分析应用技术指南[M].北京：

中国标准出版社，1999.

[3]周艳霞.影响煤炭发热量准确测定的因素及对策[J].黑龙江科技信息，2011，（17）：

44.

设计（论文）各阶段名称

起 止日 期

4.进度安排

1

文献调研与课题的提出

2012.10—2012.11

2

实验方案的设计

2012.11—2012.12

3

煤炭发热量的测定

2012.12—2013.1

4

煤炭发热量准确测定因素的分析

2013.1—2013.3

5

总结实验结果及撰写论文

2013.3—2013.4

II

矿泉水中铁含量的测定摘 要

本论文是应用分光光度法和分子荧光法测定矿泉水中的铁含量。

分光光度法以邻二氮菲作为显色剂，分别测定矿泉水中铁的含量，在pH值为5左右时，邻二氮菲与二价铁生成稳定的桔红色配合物（（Fe（phen）3）2+），在波长512nm处有最大吸收波长，在室温下，显色时间为10min。

测得矿泉水中铁的含量为2.11μg/mL；

分子荧光法测定矿泉水中的铁含量是基于Fe（II）与邻菲啰啉生成络合物使其荧光猝灭的特性，讨论了在室温下，pH5.5的乙酸—乙酸铵的缓冲介质中，以λex=270nm为激发波长，于λem=365nm波长处测定该络合物荧光强度。

结果表明Fe（II）质量浓度0.8~120.0

ng/mL范围内与络合物的荧光强度具有良好的线性关系，相关系0.9994，检出限

0.50ng/mL。

对60ng/mL的FeRSD（n=9）为2.8%。

Fe的回收率为98.03%~102.9%。

四种水样的铁含量分析结果分别为3.48μg/mL、4.08μg/mL、2.12μg/mL、1.35μg/mL。

关键词：

分光光度法；

邻二氮菲；

分子荧光法；

铁；

矿泉水

目录

第一章前 言 1

第1．1节矿泉水简介 1

第1．2节微量元素铁与人体健康 1

第1．3节铁元素含量测定综述 3

第2章邻二氮菲分光光度法测定矿泉水中铁元素 4

第2.1节实验原理 4

第2.2节试剂与仪器 5

第2.3节实验过程 6

第3章分子荧光法测定矿泉水中铁元素 11

第3.1节实验部分 11

第3.2节实验方法 11

第3.3节结果与讨论 11

第3.4节样品分析 12

结 论 14

参考文献 15

致 谢 17

III

第一章前 言

第1．1节矿泉水简介

矿泉水是从地下深处自然涌出的或经人工揭露的、未受污染的地下矿水；

含有一定量的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体。

随着人们生活水平的提高，矿泉水成为了人们生活中不可缺少的用品。

选择合适的矿泉水饮用，可以起到补充矿物质和微量元素的作用，其中铁元素是人体内最必不可少的微量元素。

第1．2节微量元素铁与人体健康

一个成年人，全身含铁约3~5g，除以血红蛋白形式存在外，还有约10%，分布在肌肉和其它细胞中，是酶的构成成分之一。

还有一部分称做贮备铁，贮备在肝脏、脾脏、骨髓、肠和胎盘中，约占总量的15%~20%。

此外，还有少量的铁，以与蛋白质相结合的形式，存在于血浆中，称做血浆铁，数量约为3mg。

红细胞的寿命约为120天，最后在肝脏或脾脏中破裂。

这样，每天破裂的红细胞数，约相当于红细胞总数的

1/120。

同时每天又有相同数量的新的红细胞，由红骨髓产生出来。

因此，在正常情况下，人体内的红细胞数，保持相对稳定。

破坏（或死亡）的红细胞，分离出来的铁，转变成为血浆铁，进入骨髓中后，再次用来生产新的红细胞，肌肉及其它细胞中的铁也是如此，细胞破裂后，变成血浆铁，然后再用来合成新的细胞。

因此，铁与蛋白质、脂肪等其它营养素不同，除出血造成铁的损失外，铁在人体内并无消耗，而是循环利用。

尽管如此，但仍然有极少量的铁损失到身体外面，即每天脱落的肠粘膜、皮肤细胞以及毛发中所含的铁，成年男子约为0.9mg，女子约为0.7mg。

因而每天需要从食物中吸收约1mg的铁，以资补充。

又因为铁的吸收率因食物而异，通常为10%左右，再加上安全系数，从而中国营养学会建议每日膳食营养素供给量中，铁的摄取量成年男子为12mg，女子为18mg，孕妇、乳母为28mg。

女子、孕妇、乳母因月经出血、胎儿成长和哺乳等原因，故每日应摄取铁的数量较多。

当每日摄取的铁量，少于损失（应补充）的铁量时，经过一段时间，贮备铁用完，血液中红细胞的数目或者红细胞中的血红蛋白含量，便会相应减少，从而不同程度地出现贫血症状。

医学上常采用红细胞计数的方法，来作为确定贫血的标准。

一般红细胞在400万个/mm3，血红蛋白在12g%以上者为正常。

红细胞数在300~400、

200~300、100~200、100万个/mm3以下，血红蛋白在9~11、6~9、3~6、

3g%以下，分别为轻度、中度、重度、极重度贫血。

一般足月胎儿肝内贮存的铁，可以供应6个月，早产儿仅够供应3~4个月；

同时婴幼儿生长迅速，5个月时体重增加1倍，1岁时增加2倍；

又婴幼儿的排泄量比成年人高出数倍，因而在出生后9~34个月期间，往往容易缺铁。

如不能及时添加含铁多的辅食，贫血症状还会延续很长时间。

其它如大量出血或慢性出血者，患慢性疾病、发热性疾病者，以及病理情况下铁代谢异常者等，也会出现缺铁性贫血。

1.2.1铁的生理功能

（1）、铁是血红蛋白的重要部分，而血红蛋白功能是向细胞输送氧气，并将二氧化碳带出细胞。

血红蛋白中4个血红素和4个球蛋白链接的结构提供一种有效机制，即能与氧结合而不被氧化，在从肺输送氧到组织的过程中起着关键作用。

（2）、肌红蛋白是由一个血红素和一个球蛋白链组成，仅存在于肌肉组织内，基本功能是在肌肉中转运和储存氧。

（3）、细胞色素是一系列血红素的化合物，通过其在线粒体中的电子传导作用，

对呼吸和能量代谢有非常重要的影响，如细胞a、b和c是通过氧化磷酸化作用产生能量所必需的。

（4）、其它含铁酶中铁可以是非血素铁，台参与能量代谢的NAP脱氢酶和琥珀脱

氢酶，也有含血红素铁的对氧代谢副产物分子起反应的氢过氧化物酶，还有多氧酶（参与三羟酸循环），磷酸烯醇丙酮酸羟激酶（糖产生通路限速酶），核苷酸还原酶（DNA合成所需的酶）。

（5）、铁元素催化促进β-胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成，抗体的产生，脂类从血液中转运以及药物在肝脏的解毒等。

铁与免疫的关系也比较密切，有研究表明，铁可以提高机体的免疫力，增加中性白细胞和吞噬细胞的吞噬功能，同时也可使机体的抗感染能力增强。

1.2.2缺乏症状与后果

（1）、贫血：

严重时可增加儿童和母亲死亡率，使机体工作能力明显下降。

（2）、行为和智力方面：

铁缺乏可引起心理活动和智力发育的损害及行为改变。

铁缺乏（尚未出现贫血时的缺乏）还可损害儿童的认知能力，而且在以后补充铁后也难以恢复。

动物试验表明，短时期缺乏可使幼小动物脑中铁含量下降。

以后补充铁可纠正身体内铁储存，但对脑中铁没有作用。

长期铁缺乏会明显影响身体耐力。

Finch等进行动物实验表明，铁缺乏对动物跑的能力的损害与血红蛋白的水平无关，而是因

为铁缺乏肌肉中氧化代谢受损所至。

1.2.3铁缺乏对免疫系统的影响：

a．抵抗病原微生物入侵的能力减弱。

b．降低免疫细胞从静止---临战的反应速度。

c．使抗氧化生化酶活性降低。

d．抗体的生产停止或以很慢的速度进行。

e．缺铁性贫血，细胞供氧不足。

其结果是整天无精打采，疲劳而倦怠，比较容易被感染。

血液里流动的太多的自由铁不仅无助于抵抗能力，不能保护人的肌体，反而会被细菌吞噬，成为细菌的美食，并且细菌会因此而大量地繁殖。

这就是为什么必须加倍小心给孩子补充铁质的原因。

鉴于铁元素对人体活动的重要性，而矿泉水又是人日常生活中摄取量最多的物质。

因此，测定矿泉水中铁元素的含量，有利于我们掌握日常生活中铁元素的摄取量，并且可以根据自身的条件，选择适合自己的矿泉水[1-4]。

第1．3节铁元素含量测定综述

对于水中铁含量的测定方法众多，大致概括起来有如下几种：

普通光度法，此法显色剂较多，有邻二氮菲及其衍生物、磺基水扬酸、硫氢酸盐[5]等，但上述方法中灵敏度均较低，难以进行痕量铁的测定；

铁的催化动力学光度法，常用的显色剂有邻菲罗啉、磺基水杨酸和硫氰酸盐等[6,7]；

三元络合物滴定法，用络天箐S-氯化十六烷基三甲胺与铁形成三元络合物测定铁等[8,9]；

微乳液增敏动力学光度法，催化动力学光度法由于灵敏度高，反应选择性好而成为研究热点[10]；

离子交换树脂相分光光度法，该法能使分离、富集、测定结合为一体，并具有选择性好、测定速度快、灵敏度高等优点,一般比溶液光度法的灵敏度提高1~2个数量级。

传统树脂相光度法大都需特制1mm比色皿且需在比色皿底部打一小孔,操作繁琐,使其应用受到限制[11]；

原子吸收光谱法，方法快速、简便、准确,适用于水中微量铁的测定，但仪器昂贵[12-15]；

综上所述，这些方法要么灵敏度较低、要么操作复杂、要么仪器昂贵、要么不适合水中铁的测定，因此，在日常生活中分光光度法测定水中痕量铁，这种方法操作简单，干扰离子少，测量快速,结果准确和灵敏度高，易推广和普及使用[16]。

另外，分子荧光法测定水中的微量铁，由于具有选择性好、灵敏度高和方法简便等优点[17-19]。

因而考虑到操作简单，可以直接测定，减少了中间环节，不需要萃取分离本，选择性好、灵敏度高、有利于普及和推广等特点，本论文选用用邻菲啰啉（邻二氮菲）

分光光度法和分子荧光法测定矿泉水中的铁元素含量。

第2章邻二氮菲分光光度法测定矿泉水中铁元素

第2.1节实验原理

1）确定适宜的条件的原因：

在可见光分光光度法的测定中，通常是将被测物与显色剂反应，使之生成有色物质，然后测其吸光度，进而求得被测物质的含量。

因此，显色条件的完全程度和吸光度的测量条件都会影响到测量结果的准确性。

为了使测定有较高的灵敏度和准确性，必须选择适宜的显色反应条件和仪器测量条件。

通常所研究的显色反应条件有显色温度和时间，显色剂用量，显色液酸度，干扰物质的影响因素及消除等，但主要是测量波长和参比溶液的选择。

对显色剂用量和测量波长的选择是该实验的内容。

2）如何确定适宜的条件：

条件试验的一般步骤为改变其中一个因素，暂时固定其他因素，显色后测量相应溶液吸光度，通过吸光度与变化因素的曲线来确定宜的条件。

3）本试验测定矿泉水中铁含量的原理：

根据朗伯－比耳定律：

A=εbc。

当入射光波长λ及光程b一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度A与该物质的浓度c成正比。

只要绘出以吸光度A为纵坐标，浓度c为横坐标的标准曲线，测