基本信息
- 项目名称：
- 茶叶中农药啶虫脒的电化学快速测定方法
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 化学振荡是一个化学反应在远离平衡态、处于非线性区时所呈现出的特性，是一种非线性化学现象。当一个振荡体系达到稳定时，外界物质的介入将有可能引起振荡体系诱导期、振幅或周期的变化，这就为物质的分析鉴定提供了可能性。 在连续搅拌的反应体系中，利用B－Z振荡化学体系建立了一种测定茶叶中杀虫剂啶虫脒残留量的新方法，同时对反应机理进行了初步探讨。利用此方法建立了一种测定茶叶中啶虫脒残留量的新分析方法。
- 详细介绍：
- 本实验在连续搅拌的反应体系中，利用B－Z振荡化学体系建立了一种测定茶叶中杀虫剂啶虫脒残留量的新方法，同时对反应机理进行了初步探讨。具体用H2SO4、Ce(SO4)2、KBrO3、CH2(COOH)2均为分析纯，其溶液均采用0.8 mol.L-1浓度的H2SO4溶液配制，啶虫脒储备液及其他试剂均用二次去离子水直接配制。B-Z振荡体系底液是由一定浓度的 KBrO3、CH2(COOH)2、H2SO4及催化剂Ce(SO4)2溶液组成，各组分浓度对B-Z振荡反应都有显著的影响。为了在底液中加入一定量的啶虫脒时能得到稳定的且最大的周期变化，分别研究了KBrO3、CH2(COOH)2和H2SO4的浓度对体系周期的影响，采取单一因素分析法，分别确定了底液中各组分的最佳浓度。由于中的化学成分非常复杂，当将茶叶水提取物加到稳定的B-Z振荡体系中时，会引起振荡体系振幅和周期的变化。本实验中，分别用0mL—0.5mL毛尖浸泡液测定对振荡体系振荡曲线的影响。实验得：将茶叶水提取物的体积增加到0.5mL时，干扰达到最大。即啶虫脒测定的最佳底液浓度为：0.2 mol.L-1 KBrO3溶液5.90 mL、0.5 mol.L-1 CH2 (COOH)2溶液5.70 mL、0.8 mol.L-1 H2SO4溶液6.0 mL、0.04 mol.L-1 Ce(SO4)2溶液1.00mL和茶叶水0.50 mL，总反应体积为19.1mL。即KBrO3、CH2(COOH)2、H2SO4、Ce(SO4)2浓度分别为0.0618mol.L-1、0.1492mol.L-1、0.2513mol.L-1和0.0021 mol.L-1。在最佳底液配比下，啶虫脒的介入，使振荡体系的振幅发生显著变化，且浓度越大，振荡体系的振幅变化就越大。本体系对啶虫脒的最低检测限为4.95×10-6mol.L-1，当浓度低于此值时，则啶虫脒对振荡体系影响很小，振幅的变化难以检测。 利用B-Z化学振荡反应建立了一种测定茶叶中啶虫脒残留量的新分析方法，它具有灵敏度高、快捷、简便易行的特点，从而为茶叶的质量控制提供了一种可靠的分析测试手段。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 长期以来，茶叶一直是我国一个形象产品和重要的创汇商品，随着人们生活水平的日益提高，对食品安全问题越来越重视，而茶叶中的农药残留一直是关注的焦点问题，各国都制定了相关的农药残留限量标准。为了能让我国茶叶更快、更好地走进国外市场，对茶叶中农药残留的成分及含量的是否在规定范围之内，更应引起我们的关注。这个研究就是鉴于这个目的，对我国茶叶安全做出鉴定，以确保我国茶叶的质量，让我国茶叶走入每个人的生活。
科学性、先进性及独特之处
- 化学振荡是一个化学反应在远离平衡态、处于非线性区时所呈现出的特性，是一种非线性化学现象。当一个振荡体系达到稳定时，外界物质的介入将有可能引起振荡体系诱导期、振幅或周期的变化，而且这种变化的幅度与加入物的量成正比，这就为物质的分析鉴定提供了可能性。本研究利用B-Z化学振荡反应建立了一种测定啶虫脒残留量的新分析方法。
应用价值和现实意义
- 中国是茶的故乡，在17世纪初期，中国茶叶又远销至欧洲各国，很多上层社会的贵族、绅士都养成了喝茶的习惯。中国的茶叶和中国的丝绸及磁器一样，已经成为了中国在全世界的代名词。 茶叶现已成为每家必备的饮品，无论是自己品尝还是款待客人。每一种茶叶都显示出主人家的身份。所以，茶叶的质量就备受大众关注，喝茶喝得是种放心、是种舒心，只要保证了茶的质量，则其销量也会上升，从而带来得经济价值不可小觑。
学术论文摘要
- 在连续搅拌的反应体系中，利用B－Z振荡体系建立了一种测定茶叶中杀虫剂啶虫脒残留量的新方法。同时，对其机理进行了初步探讨。研究表明，在0.0618mol.L-1KBrO3、0.1492mol.L-1CH2(COOH)2、0.8mol.L-1 H2SO4、0.0021 mol.L-1Ce(SO4)2和0.5 mL茶叶浸泡液组成的最佳底液条件下，啶虫脒的摩尔浓度(c)在4.95×10-6 mol.L-1 ~ 3.36×10-5 mol.L-1范围内与体系的振幅的变化符合线性关系： = 0.01095c -0.0034，最低检出限为4.95×10-6mol.L-1，平均回收率为97.56%。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 张志霞，赵国虎．盐酸可卡因对B-Z振荡体系的影响[J] ．甘肃科技，2009，25(23)：37-39 [2] 胡跃华，饶志勇，陈亚伟．维生素等因素对B-Z振荡反应影响的研究[J]．赣南师范学院学报．2000，（6）：68-70． [3] 任杰, 杨武, 刘秀辉等，尿液对化学振荡的扰动作用[J]． 西北师范大学学报 (自然科学版)，2002， 38（1）：55-57 [4] Jinzhang Gao, Guohu Zhao, Zhixia Zhang, Jun Zhao, Wu Yang. A novel nanoscale ceria ion-selective CMC membrane electrode for determination of dopamine by the B-Z oscillating reaction using analyte pulse perturbation technique[J].Microchimica Acta, 2007, 157, 35-40
同类课题研究水平概述
- 化学振荡等非线性化学现象虽然在许多理化专著中经常出现，引起了科学家的高度关注，但并没有被绝大多数人所理解和重视。上个世纪60年代以来，情况发生了很大的变化，化学过程的非平衡非线性特性不仅引起了化学工作者的重视，还引起了物理工作者、生物工作者和其它科学工作者的重视[1-5]，究其原因：化学振荡现象有悖于经典的热力学第二定律，用传统的化学热力学和动力学理论是无法解释的。 振荡化学反应在分析测试方面的应用研究初期，分析检测大多是在封闭的振荡反应体系中进行的。封闭的振荡反应体系由于与外界没有物质和能量的交换，振荡反应会逐渐减弱以至最终停止振荡。因此分析检测必须分批进行，每一次分析检测都要在新的振荡反应体系中进行，对科学工作者来说，这无疑是一件很耗时的工作。振荡反应体系可以与外界进行物质和能量的交换，使体系可以持续振荡，从而实现待测物质的连续检测，节省了检测的时间。CSTR反应器(Continuous-flow stirred-tank reactor)的利用[6]，为振荡反应在分析检测应用展现了广阔前景。 参考文献： [1] Nicolis G.，Prigogine I. Selforganization in Nonequilibrium Systems[M]. Wiley，Now York，1977. [2] Haken H. Synergetics[M]. Springer，Berlin，1977. [3] 李如生. 非平衡态热力学与耗散结构[M]. 北京：清华大学出版社，1986. [4] Gray P， Scott S K. Chemical Oscillation and Instabilities[M]. Clarendon Press， Oxford， 1990. [5] 李祥云. 化学振荡反应研究简史[J]，化学通报，1986，11：56-59. [6] Stephen K.Scott. Oscillations waves and Chaos[M]. Oxford University Press，1994，23-31.
