烟草灰分测定.docx

烟叶灰分特点和测定意义一、特点: 灰分是烟叶经过燃烧后所剩余的残渣经分析，烟叶中所含灰分主要是：K, Ca, Mg, Cl, P, S,以及少量的Fe, Al, Si、微 量元素这些灰分元素占干物质的 12-15%灰分一般以离子和盐类的形式存在于烟草体内不同类型的烟叶灰分含量和组成不同 下部叶灰分比中上部叶高二、测定意义:1. 一般说来烟叶的总灰分含量与烟叶品质负相关这是因为,灰分含量高,则烟叶其他干 物质含量就低表 10-1 永定金黄烟一至六级灰分分析/%样品金黄一号金黄二号金黄三号金黄四号金黄五号金黄六号总灰分8.569.329.439.599.739.87注：材料来自食品工业部,烟草工业管理局烟草工业科学研究室 1957 年.2. 烟叶灰分组成与烟叶的物理特性密切相关,主要影响颜色和燃烧性2.1烟叶K含量高，则叶片柔软，组织细腻2.2Cl 含量高,烟叶内淀粉积累多,叶片增厚,变脆在调制过程中脱水慢干叶吸水 性增加,色泽不佳2.3 钾、钠盐助燃,可以提高烟支的燃烧力和阴燃持火力2.4 钙和镁有助于烟草燃烧完全,和钾一样使灰分呈现白色,但镁过多,烟灰凝聚性变 差,呈片状脱落,且烟灰色泽变暗。

2.5Cl 是阻燃元素,含量高,烟草燃烧性变差,易出现黑灰熄火现象 K/Cl 是衡量烟支 燃烧性的主要指标2.6 P, S, 硝酸盐也是阻燃元素烟叶样品灰化方法烟草样品在适当条件下进行灰化（又叫预处理）之后，才能测定总灰分或其中的各种元 素组成由于测定目的和被测成分不同，要有与之对应的灰化方法一般根据操作不同可分 为干灰化和湿灰化1、干灰化：将样品放在高温电炉中，使烟样在高温下被氧化有时为了加速灰化，可以在 样品中加入少量酒精，橄榄油或NH4N03，这些物质经过高温灼烧后完全消失，不会增加残留 灰分的重量在特殊情况下，为了避免测定成分在高温灰化过程中损失，会加入一些酸性或 碱性的物质作固定剂（如测定氯时，加入的NaC03），根据固定剂的性质，干灰化法又可以分 为：酸性干灰化和碱性干灰化法2、湿灰化法：样品和浓硫酸一同煮沸，并加入强氧化剂（H202）使样品消化的方法被测 物质呈现离子状态保留在消化液中干灰化法：不用或少用试剂，时间较长，但省人力，挥发性物质损失多 湿灰化法：试剂用量大，时间较短，但费人力，挥发性物质损失少烟叶总灰分的测定优质烤烟总灰分含量： 12-18％测定烟叶总灰分常用经济、简单、省力的总灰化方法。

一、 原理：将样品在500-525高温下加热灼烧碳化，使有机物质氧化分解为CO2, H2O, NxOy 和 NH3 逸出，残留的即为烟草总灰分重量，主要包括：金属氧化物、氯化物和碳酸盐，硫酸 盐等二、 试剂和仪器：1. 试剂： 10%NH4NO3，2. 仪器：调温电炉，高温电炉（马福炉），分析天平，瓷坩埚，坩埚钳，干燥器三、 操作步骤：2g 烟样于烘干恒重的坩锅中，先在低温可调电炉上初步灰化，灰化时不能有明火，不能 使烟样颗粒溅出，低温灰化进行到烟样不再冒烟时，转入高温电炉（马福炉）中在500*-525°C 下高温灰化至恒重，此时烟样呈现灰白色（大约需要lh）,冷却称重，再重复灼烧0.5h，再 称重，前后两次重量差不超过0.5mg，即认为恒重冷却称重G即是烟样灰分的重量四、 结果计算：总灰分％=灰分重量G* 100/ （样品重量W* （1-水分％））五、注意事项：1 样品不宜研磨过细，称重后置于坩锅中，不能摇动坩锅，否则样品不疏松，碳化时供氧不足，氧化不完全2高温灼烧温度不宜超过550°C，否则a 非金属元素 P 、 S 、 Cl 挥发损失b 引起硅酸熔融，包围碳粒而与氧气隔绝，不易灰化完全3 灰化、称量等操作过程要避免灰分损失，应该在干燥器内干燥，避免高温下样品与空气 接触而被氧化。

烟草总灰分用热水溶解后过滤并定容动250mL，制成待测液，可以用来测定K Ca Mg Fe等灰 分元素烟叶中钾的测定一、 钾待测液的制备：1 钾元素在烟草体内呈离子状态，移动性很大，可以用水或酸溶液提取出来2 测定总灰分时的残留灰分中也含有钾素，将总灰分溶解定容也可以得到钾的待测液干 灰化）3 测定总氮的待测液也可以用来测钾（湿灰化）二、 测定方法： 钾素测定方法很多，主要有四苯硼钠容量法，四苯硼钠重量法 火焰光度法等一） 四苯硼钠容量法四苯硼钠是水溶性的物质，是1949年前后由Wittig合成，四苯硼钾在水中的溶解度却 很小，常生成白色沉淀，而四苯硼阴离子的某些季铵盐在水中的溶解度更小，如溴代十六烷 基三甲铵与四苯硼阴离子生成的季铵盐溶解度就比四苯硼钾更小1、原理：在钾的待测液中准确加入过滤的标准四苯硼钠溶液，将生成的四苯硼钾白色沉 淀过滤除去，以达蛋黄作指示剂，用标准季铵盐溶液滴定待测液中多余的四苯硼钠，溶液由 黄变红，即为滴定终点由净消耗的用于沉淀钾的四苯硼钠的量既可以计算出钾的含量该法溶液配制，滴定过程中的干扰因素较多，不常使用二） 四苯硼钠重量法1、 原理：待测液中的钾离子与四苯硼钠溶液作用，生成溶解度很小的四苯硼钾白色沉淀， 于稀盐酸溶液中分离沉淀，过滤，130C干燥沉淀并称重。

将四苯硼钾重量换算成K或K2O的 重量，计算出其在烟叶中的百分含量2、 操作步骤：① 生成沉淀：取干灰化的待测液25mL于100mL烧杯中，加入0.2%的2, 6—二硝基酚指 示剂1D,用10%Na0H调节至淡黄色，然后用1 %盐酸调节至无色后再加入5D 6mol/L的盐酸 溶液，3%四苯硼钠沉淀剂2.5mL （逐滴加入，1-2D/s）,边加边搅动，加完后放置10-20min② 洗涤、过滤、干燥沉淀 将生成的白色沉淀用洗涤剂（四苯硼钠沉淀剂用水稀释30倍得到）冲洗入已知重量的古氏坩锅内，减压过滤，沉淀用的烧杯，过滤的古氏坩锅都要仔细先用洗涤剂冲洗干净最后用 蒸馏水冲洗，并过滤，所得沉淀连古氏坩锅一块在130C下烘干至恒重3、结果计算：0.1019：四苯硼钾换算为钾的常数：lg四苯硼钾相当于0.1019g钾 1.25：钾换算为氧化钾的常数： 1g 钾相当于 1.25g 氧化钾W0：空坩锅重量W1： 坩锅+四苯硼钾重量4 注意事项：① 本法测钾的适宜范围：1-5mg：即25mL待测液中含钾1-5mg② 氨是干扰离子，室内不得放置和开发氨水因为可以生成四苯硼铵沉淀，该沉淀在130°C 可以升华。

③ 在强酸性介质中，四苯硼阴离子易分解，但是已经生成的四苯硼钾沉淀不会分解所 以生成沉淀后剩余溶液不能用来测定其中的四苯硼钠含量④ 四苯硼钾在265C以上高温时会发生分解，所以烘箱温度要控制好唯一 3%的四苯硼钠沉淀剂在酸性介质中易分解，应在碱性条件下（pH8）保存时间不 超过 1 月试剂很贵，要珍惜⑥ 四苯硼钾沉淀不溶于水，但是溶于丙酮，所以使用过的器皿可以先用丙酮清洗，然后 在用蒸馏水洗涤（丙酮溶于水）⑦ 沉淀剂四苯硼钠用量为理论用量的 1.5-2 倍，加入太多，沉淀过滤洗涤费事，也浪费 试剂三）火焰光度法1、 原理：钾的待测液用压缩空气使溶液喷成雾状与可燃气体（汽油）混合后燃烧，钾元素 的原子受火焰激发后能发射该元素所特有的波长的发射光谱线，用火焰光度计测量其发射光 谱线强度，进而根据光谱线强度和溶液中钾浓度成正比的关系，来测定钾元素的浓度2、 操作步骤：① 待测液制备：干灰化，湿灰化，盐酸或醋酸提取法都可以用来制备待测液，待测液中 钾元素浓度最后保证在 10-30ppm 之间② 工作曲线绘制A钾标准溶液：0.1907gKCl （分析纯，110C烘干2h）,溶于水中，定容至1L,即得到 100ppm 的钾标准液（母液），塑料瓶保存。

从母液中分别吸取 2.510204060mL 定容至 100mL， 得到钾浓度分别为 2.5 10 20 40 60ppm 的钾系列标准溶液B调0和调100：将浓度最大的标准溶液（60ppm）在火焰光度计上的读数定为100,将 不含钾的蒸馏水在火焰光度计上的读数定为 0C 从低浓度到高浓度依次测定钾系列标准溶液，记录火焰光度计检流计上的读数，并绘 制标准曲线3 结果计算：p ：从工作曲线中查得的（或比较法求得的）待测液中钾的浓度，单位：ppm4 注意事项：1）待测液钾素浓度应在 10-30ppm 之间② 每测定 5-10 个样品之后，要重新用蒸馏水和最大浓度的钾标准溶液调 0 和 100③ 喷雾效率影响测定结果：对同一台机器，喷雾方式一定，溶液喷雾效率受到溶液粘度 影响，而溶液粘度又受溶液温度影响，因此待测液和标准溶液应该在同一温度，同一台机器 上测定换句话说就是同一样品，在冬季和夏季测定结果是不相同的，别人在其它时间，其 它机器上或其它实验室上做的标准曲线不能拿来自己用④ 喷雾嘴易被小颗粒物质堵塞，因此待测液一定要清亮，不含颗粒或片状物质，全部样 品测定完成后，用蒸馏水清洗喷嘴⑤ 阴离子干扰：某些阴离子对许多阳离子的发射线强度有很强的抑制作用，因为阴阳离 子结合了化合物。

实验证明：N03-小于于2000ppm对K稍有影响；Cl — , SO42-，C032-浓度 小于500ppm对K稍有影响；P043-浓度在lOOOppm （以P205计算）以下对K有较大影响⑥ 阳离子干扰：Ca在2000ppm以下，Fe在200ppm以下，Mg在lOOppm以下，Al在 500ppm以下对K测定无明显干扰，一般情况下，烟草灰分中的上述元素不会达到这样高的浓 度⑦ 待测液中酸度大小对测定结果有很大影响：待测液中H+浓度在0.02mol/L时几乎不影 响测定结果，超过0.05mol/L时，就会使检流计读数下降⑤⑥⑦误差来源及消除方法：对于烟草样品而言，干灰化法制备的待测液一般不会导致 这三种误差产生；湿灰化法会导致溶液中存在大量的SO42-，并且溶液酸度很大，因此需要a 稀释待测液 b 在配制钾系列标准溶液时加入空白消煮液；如果是用4％稀盐酸提取得到的待 测液，则待测液中H+很大，在配制钾系列标准溶液时应该加入相同量的盐酸稀溶液消除误差的原则：使待测液和钾系列标准溶液的酸度、各种阴阳离子组成尽量相同⑧ 元素电离干扰和自吸收干扰，会导致测定结果偏低用发射发测定易电离元素时（K属于易电离元素，其电离电位很低，仅有4.34电子伏特）， 其纯盐溶液的标准曲线往往呈现“S”形。

溶液中K浓度很低时，K素电离作用明显，电离的结果使K原子数目减少，并降低了特 征光谱的强度，使测定结果偏低可以在待测液中加入电离抑制剂（过量的易电离元素）或 提高待测液中钾素浓度，来减少电离干扰因此待测液钾浓度不宜低于10ppm火焰温度不均匀，高温区钾素产生发射光谱，低温区处于基态的钾原子会产生自吸收现 象，当溶液中钾浓度很高时，，则自吸收收现象严重，降低了发射光谱强度，导致测定结果偏 低，因此待测液浓度不宜超过30ppm由于元素的电离干扰和自吸收干扰，火焰分光光度法适合测定的钾素浓度范围是 lO-3Oppm附录：盐酸提取法—火焰光度法测烟叶中的 Kl 、原理：同火焰光度法2、 待测液制备及测定：0.1g烟样于三角瓶中，加入25mL 4%HCl （大约0.5mol/L）振荡 提取10—15min，过滤并定容至100mL，于火焰光度计上测钾含量3、 标准曲线制备：从100ppm的母液中分别吸取2.5 10 20 40 60mL定容至100mL （其中应该加入25mL 4%HCl 溶液，以消除酸度误差），得到钾浓度分。