◎ 馮婉瑩
(廣州檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證集團(tuán)有限公司,廣東 廣州 510000)
食用鹽本應(yīng)是白色的晶體,然而在采用碘酸鉀生產(chǎn)碘鹽的過(guò)程中,在白色的食用鹽晶體中添加了一定的碘劑或抗結(jié)劑,導(dǎo)致食用鹽的內(nèi)部產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)引發(fā)食用鹽變黃或變藍(lán)的現(xiàn)象,對(duì)于這一情況,我國(guó)的質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心開(kāi)展了專門的研究,提出了食用鹽變色問(wèn)題的解決方法和措施,并依據(jù)相關(guān)規(guī)定,進(jìn)行碘鹽的檢測(cè)和測(cè)定。
當(dāng)前我國(guó)的食用鹽生產(chǎn)制作過(guò)程中添加了碘酸鉀,它具有穩(wěn)定性高、無(wú)須添加額外穩(wěn)定劑的特點(diǎn),替代了之前的碘化鉀。當(dāng)采用碘酸鉀生產(chǎn)碘鹽的工藝時(shí),因其添加碘劑或抗結(jié)劑而會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),出現(xiàn)白色晶體變色的現(xiàn)象,這主要是由于我國(guó)既有的鹵水資源環(huán)境不相一致,鹵水之中含有碘化物及還原性物質(zhì),當(dāng)?shù)刭|(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的環(huán)境條件下,淺層天然鹵水滲入以原料鹵水中,導(dǎo)致原料鹵水中的還原性物質(zhì)增加,色澤、成分均出現(xiàn)了轉(zhuǎn)變;加之部分生產(chǎn)廠家缺乏專門、有效的鹵水凈化處理工藝和技術(shù),這就使碘酸鉀與鹵水中的還原性物質(zhì)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生紫黑色晶體的單質(zhì)碘,使食用鹽由白色的晶體變成黃色。
食用鹽變黃的現(xiàn)象,主要是添加了碘酸鉀及抗結(jié)劑而產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)所導(dǎo)致的,一些生產(chǎn)廠家采用提高鹽pH值的方式以緩解食用鹽變黃的現(xiàn)象,然而這并不能完全解決食用鹽變色的問(wèn)題,食用鹽變色不僅與食用鹽的pH值有關(guān),還受到還原性物質(zhì)的種類、濃度的因素影響。因此,一些生產(chǎn)廠家不僅提高鹽的pH值,還在加碘的生產(chǎn)流程之中添加了大量的還原劑,在化學(xué)反應(yīng)下將碘酸鉀轉(zhuǎn)變還原成碘化鉀,以改善食用鹽變色的現(xiàn)象,同時(shí)也付出了相對(duì)較大的成本代價(jià)。
鹽業(yè)系統(tǒng)加大了對(duì)食用鹽變色問(wèn)題的研究,開(kāi)設(shè)了專門研究鹵水凈化的課題,然而,對(duì)于鹵水中還原性物質(zhì)的種類、作用機(jī)理卻并未了解和掌握,只是采用單純的鹵水凈化的方式,降低鹵水中的H2S含量以緩解食用鹽變色的問(wèn)題,這是一種不夠科學(xué)的處理方法,加之要耗費(fèi)大量的原料鹵水,也缺乏經(jīng)濟(jì)合理性。
因此要轉(zhuǎn)變當(dāng)前統(tǒng)一添加碘酸鉀的現(xiàn)狀,綜合考慮我國(guó)的具體情況,對(duì)于含有還原性物質(zhì)鹵源的地區(qū)不應(yīng)添加碘酸鉀,而應(yīng)當(dāng)選取碘化鉀,以達(dá)到緩解食用鹽變色的問(wèn)題。事實(shí)上,國(guó)外大多數(shù)國(guó)家還是采用添加碘化鉀的方式生產(chǎn)食鹽,因其含碘量高、溶解性好易于為人體所吸收。
對(duì)于食用鹽中的碘離子的檢測(cè)有幾種不同的測(cè)定方法,本文重點(diǎn)介紹直接滴定法和次氯酸鈉氧化還原滴定法兩種。在GB/T 13025.7-1999《制鹽工業(yè)通用試驗(yàn)方法碘離子的測(cè)定》中明確規(guī)定了不同檢測(cè)方法的具體特點(diǎn)及適用范圍,以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)食用鹽中碘離子的檢測(cè)。
直接滴定法是食用鹽中碘檢測(cè)的第一法,它是氧化還原法的一種簡(jiǎn)略,僅選取氧化還原法中的滴定步驟,而對(duì)氧化部分予以忽略不計(jì),重點(diǎn)測(cè)定食用鹽中的碘酸根含量,即對(duì)食用鹽中的碘酸鉀的檢測(cè)。
直接滴定法是以淀粉為指示劑,淀粉添加時(shí)間和滴定終點(diǎn)的顏色都會(huì)影響滴定量的讀取,除重復(fù)性較差,直接滴定法還有如下缺陷:①?zèng)]有考慮食用鹽制作原料中以碘離子形式引入的碘,難以實(shí)現(xiàn)對(duì)其的測(cè)定。②沒(méi)有考慮食用鹽制作原料或生產(chǎn)過(guò)程中引入還原劑,對(duì)碘酸鉀部分或完全還原為碘離子的因素,無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)其的測(cè)定。然而,這種檢測(cè)方法相對(duì)快速和便捷,具有一定的應(yīng)用價(jià)值和意義:由于食用鹽制作的原料含有極其微小的碘離子量值,通常為0~3 mg/kg,因而不會(huì)出現(xiàn)測(cè)定結(jié)果偏差過(guò)大的現(xiàn)象;加之食用鹽制作的原料及生產(chǎn)添加的還原劑,將碘酸鉀還原為碘離子的情形相對(duì)少見(jiàn),因此可以在井礦鹽區(qū)適用直接滴定檢測(cè)法,實(shí)現(xiàn)對(duì)食用鹽中碘離子含量的測(cè)定[1]。
氧化還原滴定法也是檢測(cè)食用鹽中碘含量的一種測(cè)定方法,重點(diǎn)檢測(cè)各種價(jià)態(tài)碘離子的總量,在不同制作原料和碘劑的添加條件下,測(cè)定食用鹽中碘離子的含量。檢測(cè)原理為:食用鹽中的碘會(huì)在次氯酸鈉的作用下產(chǎn)生氧化反應(yīng),生成碘酸根,對(duì)其加熱,次氯酸鈉的過(guò)剩部分會(huì)被草酸破壞,而碘酸根則不會(huì)與草酸發(fā)生反應(yīng);添加碘化鉀將碘酸根還原成游離碘,再用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)其滴定,由此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食用鹽中碘離子含量的測(cè)定。在采用次氯酸鈉氧化還原滴定法的過(guò)程中,要注重和把握以下方面的內(nèi)容。
(1)次氯酸鈉的測(cè)定方法。稱取精確度至0.001 g的3 g次氯酸鈉樣品,加入50 mL的水、2 g碘化鉀、10 mL冰乙酸,采用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,以淀粉為指示劑,由藍(lán)色滴定為無(wú)色,進(jìn)行空白試驗(yàn)。
(2)次氯酸鈉的用量。次氯酸鈉具有極強(qiáng)的氧化性,在滴定檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,剩余的次氯酸鈉會(huì)被草酸所破壞,然而如果在測(cè)試中還殘留極其微量的次氯酸鈉,它就會(huì)與測(cè)定中加入的碘化鉀產(chǎn)生氧化還原反應(yīng),使滴入的碘化鉀氧化為碘酸鉀,并還原成游離碘,使測(cè)定中的碘含量超標(biāo),與食用鹽中的實(shí)際碘離子含量不相吻合和一致。為此,在采用次氯酸鈉氧化還原滴定法之中,必須嚴(yán)格保證加入1 mL5%次氯酸鈉溶液,并對(duì)檢測(cè)瓶壁清洗干凈,避免次氯酸鈉殘留。次氯酸鈉用量對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響,如表1所示。
表1 次氯酸鈉用量對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響表
由表1可知,草酸可以破壞低于1.5 mL的次氯化鈉,不會(huì)使測(cè)定值產(chǎn)生較大的偏差,而如果次氯化鈉的用量超出了1.5 mL,則無(wú)法被草酸破壞,會(huì)給測(cè)定結(jié)果帶來(lái)較大的偏差影響[2]。
(3)草酸-磷酸混合液的用量。草酸的適量添加有利于測(cè)定結(jié)果,然而過(guò)少或過(guò)量添加會(huì)影響測(cè)定結(jié)果,如果草酸添加過(guò)少,則無(wú)法破壞剩余的次氯酸鈉;如果草酸添加過(guò)多,則會(huì)與碘酸鉀產(chǎn)生還原反應(yīng),使碘酸鉀還原為碘化鉀,引發(fā)滴定試驗(yàn)的誤差[3]。
直接滴定法和次氯酸鈉氧化還原法的對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 直接滴定法、次氯酸鈉氧化還原法對(duì)比實(shí)驗(yàn)表
食用鹽變藍(lán)極易出現(xiàn)于潮濕、酸性的環(huán)境之中,它是鹵水中的鐵與生產(chǎn)中添加的抗結(jié)劑亞鐵氰化鉀產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成藍(lán)色的水不溶物而出現(xiàn)的。
(1)K4[Fe(CN)6]的檢測(cè)方法。通常選取快速便捷、精密度高的硫酸亞鐵分光光度法,以實(shí)現(xiàn)對(duì)3~100μg/50 mL的K4[Fe(CN)6]的檢測(cè)。
(2)抗結(jié)劑亞鐵氰鐵鉀的檢測(cè)。由于Fe4[Fe(CN)6]3不溶于水和酸,但溶于堿,可以在檢測(cè)中加入0.6 mL的氫氧化鈉溶液,藍(lán)鹽中的亞鐵氰根溶于氫氧化鈉溶液之中,過(guò)濾剔除Fe(OH)3,然后再加入硫酸亞鐵,即可以檢測(cè)出藍(lán)鹽中的亞鐵氰化鉀含量。這種檢測(cè)方法的公式為:
Fe4[Fe(CN)6]3+12NaOH=3Na4[Fe(CN)6]+4Fe(OH)3
綜上所述,食用鹽變色現(xiàn)象要分析其產(chǎn)生的機(jī)理,并采用不同的檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)食用鹽中碘的測(cè)定,掌握不同檢測(cè)方法的反應(yīng)原理和應(yīng)用范圍,通過(guò)檢測(cè)方法的合理應(yīng)用,準(zhǔn)確地獲悉食用鹽中的碘含量。