仪器信息网APP

选仪器、听讲座、看资讯

立即体验

当前位置：仪器社区 >食品检测 > 食品安全/营养与健康 > 帖子详情

中秋国庆我这么度过】《新技术7：溴麝香草酚蓝在pH环境下CIELAB参数的变色指标选择》

hhciq

2016/09/17

私聊

食品安全/营养与健康

中秋国庆我这么度过】《新技术7：溴麝香草酚蓝在pH环境下CIELAB参数的变色指标选择》

溴麝香草酚蓝（Bromothmol blue），别名：溴百里香酚蓝，溴百里酚蓝，3',3''-二溴麝香草酚磺酞。英文别名：BTB，3',3''-Dibromothymolsulfonphthalein。CAS号76-59-5，分子式C₂₇H₂₈Br₂O₅S，分子量624.38。浅玫瑰色结晶性粉末，易溶于乙醇﹑醚﹑甲醇及稀氢氧化碱溶液，微溶于苯﹑甲苯及二甲苯，微溶于水，几乎不溶于石油醚。pH变色域：6.0(黄)～7.6(蓝)。

图1. 溴麝香草酚蓝的结构式

1. 实验部分
1.1试剂、仪器与测量条件
0.5mol/L H₂SO₄溶液，0.5 mol/L NaOH溶液，溴麝香草酚蓝指示剂（1克溴代麝香草酚蓝用20%酒精溶液溶解、定容至1000 ml）。UV2600分光光度计，色度测量系统（自研），测量条件：光谱范围380 nm～780 nm，△λ5 nm，10 mm光程，CIE 1976（L^*，a^*，b^*）色空间，D65，以水为空白。
1.2 实验内容
1.2.1溴麝香草酚蓝指示剂溶液的吸收峰
将溴麝香草酚蓝指示剂溶液滴入不同pH值的溶液中，在分光光度计测量其吸收峰，见表1、图2。

图2. 溴麝香草酚蓝指示剂在pH环境的吸收曲线

图3显示，溴麝香草酚蓝在不同pH值的溶液中有1或2个吸收峰，而且随着pH值的变化而发生位移。pH值在1～4之间有1个吸收峰，pH值在5～12之间，有2个吸收峰。见表1。

表1. 不同PH环境下溴麝香草酚蓝指示剂最大吸收峰的变化

波长	PH1	PH2	PH3	PH4	PH5	PH6	PH7	PH8	PH9	PH10	PH11	PH12
390	0.864	0.541	0.863	0.568	0.778	0.963	0.949	0.546	0.466	0.562	0.676	0.954
395	0.936	0.585	0.934	0.615	0.841	1.031	1.014	0.579	0.480	0.562	0.677	0.953
400	1.006	0.629	1.004	0.662	0.904	1.095	1.074	0.609	0.484	0.547	0.659	0.926
425	1.266	0.789	1.259	0.829	1.122	1.279	1.229	0.667	0.379	0.281	0.338	0.478
430	1.283	0.798	1.274	0.839	1.134	1.281	1.227	0.661	0.349	0.224	0.269	0.382
435	1.284	0.799	1.274	0.838	1.133	1.271	1.213	0.650	0.324	0.180	0.215	0.308
615	-0.002	-0.003	-0.002	0.003	0.070	0.585	0.753	0.630	1.496	2.603	3.037	3.701

1.2.2溴麝香草酚蓝指示剂溶液的色度值
反应容器内，用氢氧化钠滴定H₂SO₄溶液，溴麝香草酚蓝指示剂浓度保持2滴/100 ml，使容器内的pH至从-0.1变化至13.4，记录溶液变化的色度值。数据用CIE 1976（L^*，a^*，b^*）色空间处理后，将数据根据色度值类别分为3类，即第一类L^*、a^*、b^*、C^*、H^*，第二类△E₁、△E_1-V、△E₂、△E₂_φ、△E₂_α、△E_2-V、△E₃、△E_3-V和第三类σ_E、σ_L*、σ_a*、σ_b*、σ_C*、σ_H*，分别对pH浓度作图，见图3～图5。

图3. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（L^*、a^*、b^*、C^*、H^*）

图4. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（σ_E、σ_L*、σ_a*、σ_b*、σ_C*、σ_H*）

图5. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（△E₁、△E_1-V、△E₂、△E₂_φ、△E₂_α、△E_2-V、△E₃、△E_3-V）

为了清除的找到个参数的相互关系，将图3～图5中各相关参数依次分布分解为图3-1、图3-2和图3-3，图4-1、图4-2、图4-3和图4-4，图5-1、图5-2和图5-3。

图3-1. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（L^*）

图3-1中，L^*值呈台阶式下降，溶液的透明度随pH值增加而增加。变化比较大的点依次是pH0.5、pH1.8、pH4.5、pH12.5附近。与颜色变化没有相关性。

图3-2. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（a^*和b^*）

图3-2中，a^*和在pH0～pH4.5在X轴上，呈较小的红色，在pH4.5穿过X轴向下，呈绿色，在pH13附近呈深绿色；b^*在pH0就急剧上升至6附近呈黄色，在pH4.5向下穿X轴，呈浅蓝色至深蓝色。a^*和b^*在pH7交叉于X轴下方。溶液的颜色变化为黄色（偏绿）→蓝色（偏绿）。

图3-3. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（C^*和H^*）

图3-3中，C^*值从起始点至pH4.0附近为最高值后下降，pH4.5附近为最低点，然后上升至pH13；H^*也从起始点至pH4.0附近为最高值后下降，pH4.5附近为最低点后上升至pH5后，一直保持基本不变。C^*值和H^*值可以作为颜色变色点的标志。

图4-1. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（σ_E）

图4-1σ_E在起始至pH3是下降趋势，pH3至pH4.5是底部，从pH4.5至pH 12.5是缓坡上升后，急剧下降。pH4.5是一个转折点。

图4-2. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（σ_L*）

图4-2中，σ_L*值呈不规则的峰，找不到对应的特征。但是，从pH4或者pH4.5至pH8.5是一个平坦的线，是否与传统资料对应，需要进一步验证。

图4-3. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（σ_a*、σ_b*）

图4-3中，σ_a*和σ_b*值依次在pH3.5和pH4.5附近有突出的峰，之后平坦或者是小杂峰。是否意味着在pH3.5和pH4.5附近确实是颜色的转折点，值得考虑。

图4-4. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（σ_C*、σ_H*）

图4-4中，σ_C*和σ_H*依次在pH3.5和pH4.0附近有突出的峰，从pH4至pH9.5或者pH10是一个相对平坦的线，与图4-2、图4-3有对应关系。
σ_C*和σ_H*依次从pH9.5和pH10有个峰值外，还有几处峰，分别是σ_C*和在接近pH12、σ_H*分别在pH2、pH3.5、pH12和pH13.5附近有突出峰。但这几处的峰与那个指标有对应关系，尚不得而知。
将图5的各项指标分解如下。

图5-1. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（△E₁、△E₂、△E₃）

参数△E₁、△E₂和△E₃在pH4.5处均有明显变化，△E₂有明显的峰。相比参数△E₁，△E₂和△E₃在可以作为pH4.5处颜色变化的指示参数。

图5-2. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（△E₂、△E_2-V）

参数△E_1-V、△E_2-V、△E_3-V在pH4.5处均有明显变化，△E₂有明显的峰后，沿着X轴趋于平缓；△E_2-V和△E_3-V在pH4.5处有明显的台阶后，缓慢上升至pH12.5附近下降，E_3-V比△E_2-V指示性更强。

图5-3. 溴麝香草酚蓝CIE 1976（L^*，a^*，b^*）参数—pH曲线（△E₂_φ、△E₂_α）

参数△E₂_φ和△E₂_α在pH4和pH4.5处均有明显变化，然后沿X轴趋于平缓，在pH12.5附近有明显峰值，△E₂_α比△E₂_φ指示性更强。

2 结果与讨论
2.1 在不同pH溶液中的颜色成分不同
麝香草酚蓝指示剂在不同pH溶液中，pH值在1～4之间是单色，pH值在5～12之间是复合色。

2.2 变色范围与传统资料不同

传统资料的pH变色域为6.0(黄)～7.6(蓝)，实际在pH0.5、pH2、pH3.5、pH4.0、pH4.5、pH8.5、pH9.5、pH10、pH12、pH12.5、pH13、pH13.5处都有不同指标的变化，说明该指示剂的颜色变化过程也许更为复杂。

2.3 可以标识变色转折点的指标

a^*、b^*、L^*、C^*、H^*、σ_E、σ_C*、σ_H*、△E₁、△E₂、△E₃、△E_1-V、△E_2-V、△E_3-V、△E₂_φ、△E₂_α都有明显的指示性作用，σ_L*指示的pH4附近至pH8.5、σ_a*和σ_b*值标识的pH3.5和pH4.5需要进一步验证。

2.4 可以标识变色转折点的指标

作为突变点的指标参数，在pH4.5即显示为黄色，早于资料的6.0(黄)～7.6(蓝)。

分
该帖子已被版主-mengzhaocheng加10积分，加2经验;加分理由:支持原创。