实验十四碘盐的制备与检验 碘有“智能元素”之称,它是人体甲状腺素的重要原料,与人的生长发育和新陈代 谢密切相关,特别是对人的大脑发育起着决定性作用。当人体缺碘时,会引起多种疾病, 统称为碘缺乏病( IDd lodine- deficiency diseases),这是一种生物地球化学性疾病。该 病有两个特点。一是危害重,二是可预防。我国是碘缺乏病多发国家,病区人口有425 亿,占全世界的40%,其中危害较重的“地方性甲状腺肿”、“地方性克汀病”(聋、哑 呆、傻、矮、瘫)。造成儿童智力低下,最重要、最常见的病因也是缺碘。因此,要提 高中华民族的人口素质,必须预防IDD。 我国政府十分重视碘缺乏病的防治,1990年世界儿童问题首脑会议通过了《儿童生 存、保护和发展世界宣言》,提出全球2000年实现消除碘缺乏病的目标。我国政府签了 字,承诺2000年消除IDD,这是一个造福人类的宏伟计划,几年来已取得了显著的成 绩。预防IDD主要是落实以食盐加碘为主的综合补碘措施,这是一个最有效、经济、实 用、安全的方法。 实验原理 1.重结晶 重结晶是提纯固体物质的重要方法,其基本点是将提纯物质(如粗食 盐)溶解在适当溶剂(如水)中,经分离除去不溶性杂质(如砂子等),溶 液经蒸发浓缩成过饱和溶液,冷却析出溶质晶体,这时大量可溶性杂质由 于总量少未达到结晶条件,留在溶液中,经过滤,分离可获得较纯的结晶, 从而达到提纯物质的目的。母液的数量和结晶的大小是影响提纯物质产率 和纯度的主要因素。 2.加碘盐的碘剂一一碘酸钾KIO3 国际上制备碘盐的材料,有KI和KIO3两种碘剂。我国使用碘酸钾加 工食用碘盐,因为KIO3化学性质稳定,常温下不易挥发,不吸水,易保存, 用来加工碘盐具有良好的防病效果。KI有苦味浓,易挥发和潮解,见光分 解析出游离碘而显黄色等缺点 KIO3为无色结晶,其含碘量为59.3%,且无臭,无味,可溶于水,不
实验十四 碘盐的制备与检验 碘有“智能元素”之称，它是人体甲状腺素的重要原料，与人的生长发育和新陈代 谢密切相关，特别是对人的大脑发育起着决定性作用。当人体缺碘时，会引起多种疾病， 统称为碘缺乏病（IDD Iodine-deficiency diseases），这是一种生物地球化学性疾病。该 病有两个特点。一是危害重，二是可预防。我国是碘缺乏病多发国家，病区人口有 4.25 亿，占全世界的 40％，其中危害较重的“地方性甲状腺肿”、“地方性克汀病”（聋、哑、 呆、傻、矮、瘫）。造成儿童智力低下，最重要、最常见的病因也是缺碘。因此，要提 高中华民族的人口素质，必须预防 IDD。 我国政府十分重视碘缺乏病的防治，1990 年世界儿童问题首脑会议通过了《儿童生 存、保护和发展世界宣言》，提出全球 2000 年实现消除碘缺乏病的目标。我国政府签了 字，承诺 2000 年消除 IDD，这是一个造福人类的宏伟计划，几年来已取得了显著的成 绩。预防 IDD 主要是落实以食盐加碘为主的综合补碘措施，这是一个最有效、经济、实 用、安全的方法。 一、实验原理 1.重结晶 重结晶是提纯固体物质的重要方法，其基本点是将提纯物质（如粗食 盐）溶解在适当溶剂（如水）中，经分离除去不溶性杂质（如砂子等），溶 液经蒸发浓缩成过饱和溶液，冷却析出溶质晶体，这时大量可溶性杂质由 于总量少未达到结晶条件，留在溶液中，经过滤，分离可获得较纯的结晶， 从而达到提纯物质的目的。母液的数量和结晶的大小是影响提纯物质产率 和纯度的主要因素。 2. 加碘盐的碘剂——碘酸钾 KIO3 国际上制备碘盐的材料，有 KI 和 KIO3 两种碘剂。我国使用碘酸钾加 工食用碘盐，因为 KIO3化学性质稳定，常温下不易挥发，不吸水，易保存， 用来加工碘盐具有良好的防病效果。KI 有苦味浓，易挥发和潮解，见光分 解析出游离碘而显黄色等缺点。 KIO3 为无色结晶，其含碘量为 59.3％，且无臭，无味，可溶于水，不
溶于醇和氨水。其晶体常温下较稳定,加热至560℃开始分解: 2KIO3=2KI+ 30 或 12KIO3+6H2O=6l2+12KOH+1502 在酸性介质中,KIO3是较强的氧化剂,其标准电极电势较高: 2IO3+12H+10e=I2+6H2Oφ=1.20V 因此,在酸性环境中,遇到还原剂,例如食品中常含有的Fe2,C2O2和有 机物等,容易发生反应而析出单质碘。 纯KIO3晶体是有毒的,但在治疗剂量范围(<60mg/kg)对人体无毒 害,国家标准GB5461-92规定碘盐含碘量(以碘计)出厂产品≥40mgkg, 销售品≥30mg/kg 3.碘盐的检测 碘酸钾加碘盐的检测试剂是由酸性介质中加还原剂KCNS或 NHCNS 组成,其反应如下: 6103+5CNS +H+2H,0=312+5HCN+5SO42- 用1%淀粉溶液显色,可半定量检测碘酸钾含量;也可定量测定。 、仪器及试剂 1仪器:台秤电炉烧杯(50mL,100mL,150mL)试管和试管架抽 滤瓶布氏漏斗玻璃砂漏斗抽滤真空泵蒸发皿坩埚白瓷板点滴 瓷板量筒(50mL,l0mL)玻璃棒分光光度计比色管(50mL)6支比 色架吸量管(5nL)吸耳球滤纸火柴 2试剂:粗食盐食用加碘盐饱和BaCl2溶液饱和(NH4)2C2O4溶液无水酒精 H2C2O4(2 mol-L HAc(2 mol-L )4 T H2SO4(0. 1 molL-) 含碘量200mgL的标准碘(KIO3)溶液(称取KIO3(GR)0.038g,配制成100mL 标准溶液,使其含碘量为200mg/L) 碘酸钾标准液(500μg/mL,称取100℃烘干3h的碘酸钾05Xxg溶于水并转移至 1000mL容量瓶中,加水至刻度,摇匀)。 系列标准碘盐(取5个100mL干净烧杯,各放入在500℃烘干2h的无碘精盐10g, 分别加入标准碘溶液0.5,1.0,1.5,2.0,25mL。搅匀后,放入干燥箱内100℃烘干2h,取出
溶于醇和氨水。其晶体常温下较稳定，加热至 560℃开始分解： 2KIO3=2KI + 3O2 或 12KIO3 + 6H2O=6I2 + 12KOH + 15O2 在酸性介质中，KIO3是较强的氧化剂，其标准电极电势较高： 2IO3 - + 12H+ + 10e- ＝I2 + 6H2O φ=1.20V 因此，在酸性环境中，遇到还原剂，例如食品中常含有的 Fe2+，C2O4 2-和有 机物等，容易发生反应而析出单质碘。 纯 KIO3 晶体是有毒的，但在治疗剂量范围（＜60mg/kg）对人体无毒 害，国家标准 GB5461-92 规定碘盐含碘量（以碘计）出厂产品≥40mg/kg， 销售品≥30mg/kg。 3. 碘盐的检测 碘酸钾加碘盐的检测试剂是由酸性介质中加还原剂 KCNS 或 NH4CNS 组成，其反应如下： 6IO3 - + 5CNS- + H+ + 2H2O=3I2 + 5HCN + 5SO4 2- 用 l％淀粉溶液显色，可半定量检测碘酸钾含量；也可定量测定。 二、仪器及试剂 1.仪器： 台秤 电炉 烧杯（50mL，100mL，150mL） 试管和试管架 抽 滤瓶布氏漏斗 玻璃砂漏斗 抽滤真空泵 蒸发皿 坩埚 白瓷板 点滴 瓷板 量筒（50mL，10mL） 玻璃棒 分光光度计 比色管（50mL）6 支 比 色架 吸量管（5mL） 吸耳球 滤纸 火柴 2.试剂： 粗食盐 食用加碘盐 饱和 BaCl2 溶液 饱和(NH4)2C2O4 溶液 无水酒精 H2C2O4(2 mol⋅L-1) HAc(2 mol⋅L-1) 铬黑 T H2SO4（0.1 mol⋅L-1） 含碘量 200mg/L 的标准碘（KIO3）溶液（称取 KIO3（GR）0.0338g，配制成 100mL 标准溶液，使其含碘量为 200mg/L） 碘酸钾标准液（500μg/mL，称取 100℃烘干 3h 的碘酸钾 0.5xxxg 溶于水并转移至 1000mL 容量瓶中，加水至刻度，摇匀）。 系列标准碘盐（取 5 个 100mL 干净烧杯，各放入在 500℃烘干 2h 的无碘精盐 10g， 分别加入标准碘溶液 0.5,1.0,1.5,2.0,2.5mL。搅匀后，放入干燥箱内 100℃烘干 2h，取出
冷却、研细,放入密封的棕色玻璃瓶中保存,则该系列标准碘盐含碘量分别为10,20 30,40和50mg/kg) 检测试剂(由1%淀粉指示剂400mL,85%HPO44mL和KCNS固体7g混合并溶 解而制得)。 碘化钾-淀粉混合液(25g可溶性淀粉加水调和后,倾λ500mL沸水中,煮沸至澄清。 加人2.5g碘化钾,溶解后用约2mL02 mol-L NaOH,调节pH值达到9~8。此溶液在25 ℃时稳定2周,备用)。 、实验内容 1.粗盐重结晶制精盐 见图3-1,用台秤称取15g粗盐,放入150mL烧杯中,加50mL自来水,在电炉上 边加热,一边搅拌,粗食盐全部溶解后,趁热用布氏漏斗快速过滤。把所得滤液倒入 洗净的150mL烧杯中,继续在电炉上一边加热,一边搅拌,使溶液浓缩到原体积的- 半(约20~25mL),从电炉上取下烧杯停止加热,(切不可将溶液全部蒸干!)稍冷却后 用玻璃砂漏斗减压过滤,所得母液倒回原烧杯中供分析用:所得精盐产品转移到干净的 蒸发皿中,在电炉上加热烘干,干燥后冷却称量其质量,并计算精盐产率。 15g粗盐 渣 KIO3 50mL水 溶液 结晶 精盐 混匀 吸滤 母液 碘盐 图1碘盐的制备流程图 2.食盐加碘 取一干净坩埚放在电炉上烘干,把用台秤称量的5g自制精盐放入坩埚,并逐滴加 入lmL含碘量20omgL标准KIO3溶液,搅拌均匀,在干燥箱内100℃恒温烘干h,或 加入3mL酒精搅匀后,将坩埚放在白瓷板上,点燃酒精,燃尽后,冷却,即得加碘盐。 试计算此自制碘盐的碘浓度。 3.重结晶质量检验
冷却、研细，放入密封的棕色玻璃瓶中保存，则该系列标准碘盐含碘量分别为 10，20， 30，40 和 50mg/kg）。 检测试剂（由 1％淀粉指示剂 400mL，85％H3PO4 4mL 和 KCNS 固体 7g 混合并溶 解而制得）。 碘化钾-淀粉混合液（2.5g 可溶性淀粉加水调和后，倾入 500mL 沸水中，煮沸至澄清。 加人 2.5g 碘化钾，溶解后用约 2mL0.2 mol⋅L-1 NaOH，调节 pH 值达到 9～8。此溶液在 25 ℃时稳定 2 周，备用）。 三、实验内容 1. 粗盐重结晶制精盐 见图 3-1，用台秤称取 15g 粗盐，放入 150mL 烧杯中，加 50mL 自来水，在电炉上 一边加热，一边搅拌，粗食盐全部溶解后，趁热用布氏漏斗快速过滤。把所得滤液倒入 洗净的 150mL 烧杯中，继续在电炉上一边加热，一边搅拌，使溶液浓缩到原体积的一 半（约 20～25mL），从电炉上取下烧杯停止加热，（切不可将溶液全部蒸干！）稍冷却后 用玻璃砂漏斗减压过滤，所得母液倒回原烧杯中供分析用；所得精盐产品转移到干净的 蒸发皿中，在电炉上加热烘干，干燥后冷却称量其质量，并计算精盐产率。 图 1 碘盐的制备流程图 2. 食盐加碘 取一干净坩埚放在电炉上烘干，把用台秤称量的 5g 自制精盐放入坩埚，并逐滴加 入 1mL 含碘量 200mg/L 标准 KIO3溶液，搅拌均匀，在干燥箱内 100℃恒温烘干 lh，或 加入 3mL 酒精搅匀后，将坩埚放在白瓷板上，点燃酒精，燃尽后，冷却，即得加碘盐。 试计算此自制碘盐的碘浓度。 3. 重结晶质量检验 15g 粗盐 50mL 水 吸滤 渣 溶液 母液 结晶 精盐 混匀 吸滤 碘盐 KIO3
取约0.5g自制精盐加约10mL去离子水,配成精盐检验液。对重结晶母液和自制精 盐检验液进行下列几项定性检验见图2。 (1)Ca2离子检验 各取约lmL试液,分别加入5滴饱和(NH42C2O4溶液,过一会儿,对比观察是否有 白色CaC2O4沉淀产生 (2)Mg2离子检验 各取约lmL试液,分别加入1滴NH3H2O-NH4Cl缓冲溶液(pH值为多少?)和1 2滴铬黑T指示剂,对比观察溶液颜色。若有Mg2离子存在显红色,否则,为蓝色 (3)SO4离子检验(自行设计) 4.半定量分析法测定碘盐的含碘浓度 (1)标准含碘色版的制备 从KIO3浓度(按碘计)分别为10,20,30,40,50mgkg的碘盐中各取1g,分别 放入多孔点滴瓷板的孔中,压实后,各加入2滴检测试剂,制成标准色版 (2)见图3,分别从自制精盐、自制碘盐和市售碘盐中各取1g,分别放入多孔点滴瓷 板的孔中,压实后,各加入2滴检测试剂,显色后约30s,用目视比色法确定这3种盐 的含碘浓度。计算自制碘盐的理论含碘浓度,并与实验值比较,分析产生差别的原因 自制精盐 母液 自制碘盐 碘浓度 精盐 SON 市售碘盐 图2重结晶质量检验 图3碘盐含碘量检验 5.加碘盐中碘剂(KIO3)含量的定量测定: (1)标准曲线的制作 ①用实验室制备的碘酸钾标准液(500μgmL)制备50mL10μgmL碘酸钾工作液。 ②准确吸取1.0,20,3.0.4.0,50mL碘酸钾工作液分别放入50mL比色管中,然后各加 入30mLo. Imol H2SO4,摇匀,再各加2mL碘化钾一淀粉混合液,显色后静置2min., 稀释至50mL刻度。用分光光度计测定,水作参比溶液,因淀粉透明度差,用lcm比色
取约 0.5g 自制精盐加约 10mL 去离子水，配成精盐检验液。对重结晶母液和自制精 盐检验液进行下列几项定性检验见图 2。 （1）Ca2+离子检验 各取约 lmL 试液，分别加入 5 滴饱和(NH4)2C2O4溶液，过一会儿，对比观察是否有 白色 CaC2O4 沉淀产生。 （2） Mg2+离子检验 各取约 lmL 试液，分别加入 1 滴 NH3⋅H2O—NH4Cl 缓冲溶液（pH 值为多少?）和 l～ 2 滴铬黑 T 指示剂，对比观察溶液颜色。若有 Mg2+离子存在显红色，否则，为蓝色。 （3）SO4 2-离子检验（自行设计） 4.半定量分析法测定碘盐的含碘浓度 （l）标准含碘色版的制备 从 KIO3 浓度（按碘计）分别为 10，20，30，40，50mg/kg 的碘盐中各取 1g，分别 放入多孔点滴瓷板的孔中，压实后，各加入 2 滴检测试剂，制成标准色版。 （2）见图 3，分别从自制精盐、自制碘盐和市售碘盐中各取 1g，分别放入多孔点滴瓷 板的孔中，压实后，各加入 2 滴检测试剂，显色后约 30s，用目视比色法确定这 3 种盐 的含碘浓度。计算自制碘盐的理论含碘浓度，并与实验值比较，分析产生差别的原因。 图 2 重结晶质量检验 图 3 碘盐含碘量检验 5. 加碘盐中碘剂（KIO3）含量的定量测定： （1）标准曲线的制作 ① 用实验室制备的碘酸钾标准液（500μg/mL）制备 50mL 10μg/mL 碘酸钾工作液。 ② 准确吸取 1.0,2.0,3.0,4.0,5.0mL 碘酸钾工作液分别放入 50mL 比色管中，然后各加 入 3.0mL 0.1mol⋅L-1 H2SO4，摇匀，再各加 2mL 碘化钾—淀粉混合液，显色后静置 2min.， 稀释至 50mL 刻度。用分光光度计测定，水作参比溶液，因淀粉透明度差，用 1cm 比色 母液 精盐 SO4 2- Ca2+ Mg2+ 市售碘盐 自制碘盐 自制精盐 碘浓度
皿,在595nn处测定溶液的光密度。 ③试样的制备 称取10g加碘盐,加水(25~30mL)溶解后转移至50mL比色管中,然后加H2SO4 碘化钾一淀粉混合液(方法同标准曲线制作)。测定其光密度,计算碘盐中碘剂量。 ④碘-淀粉蓝溶液的吸收值,随温度的变化而变化,温度升髙,吸收值降低,反之 吸收值增加,所以标准曲线的制作和样品的制备均要在相同条件下进行, 6.影响碘盐稳定性的因素 取3支干燥试管,各加入lg碘盐,在第一支试管中加入1滴2molLˉHAc溶液: 在第二支试管中加入1滴2 mol L HAc和1滴2 mol-L H2C2O4溶液:第三支试管作为空 白。3支试管都用酒精灯加热至干,取出样品,按上述第4部分半定量分析法测定碘盐 的含碘量的方法检测,根据实验结果说明影响碘盐稳定性的因素(见图4)。 HAc 自制碘盐 HAC+H,2C2O4 碘浓度 市售碘盐 高温 图4碘盐稳定性检验 四、思考题 1.食盐重结晶过程中为什么溶液不能全部蒸干? 2.抽滤过程中,有哪些注意事项? 3.碘剂为什么不直接加入浓缩液中,而是加入精盐结晶中? 4!.若碘剂是KI,可用什么方法检验?如何半定量检验KI含量,请设计方法。 5.炒菜时,应先放、中间放、还是最后放入碘盐?为什么?
皿，在 595nrn 处测定溶液的光密度。 ③ 试样的制备 称取 10g 加碘盐，加水（25～30mL）溶解后转移至 50mL 比色管中，然后加 H2SO4、 碘化钾—淀粉混合液（方法同标准曲线制作）。测定其光密度，计算碘盐中碘剂量。 ④ 碘-淀粉蓝溶液的吸收值，随温度的变化而变化，温度升高，吸收值降低，反之 吸收值增加，所以标准曲线的制作和样品的制备均要在相同条件下进行。 6. 影响碘盐稳定性的因素 取 3 支干燥试管，各加入 1g 碘盐，在第一支试管中加入 1 滴 2mol⋅L-1 HAc 溶液； 在第二支试管中加入 l 滴 2 mol⋅L-1 HAc 和 l 滴 2mol⋅L-1 H2C2O4 溶液；第三支试管作为空 白。3 支试管都用酒精灯加热至干，取出样品，按上述第 4 部分半定量分析法测定碘盐 的含碘量的方法检测，根据实验结果说明影响碘盐稳定性的因素（见图 4）。 图 4 碘盐稳定性检验 四、思考题 1. 食盐重结晶过程中为什么溶液不能全部蒸干？ 2. 抽滤过程中，有哪些注意事项？ 3. 碘剂为什么不直接加入浓缩液中，而是加入精盐结晶中？ 4. 若碘剂是 KI，可用什么方法检验？如何半定量检验 KI 含量，请设计方法。 5. 炒菜时，应先放、中间放、还是最后放入碘盐？为什么？ 自制碘盐 高温 HAc 市售碘盐 HAc+H2C2O4 碘浓度