理化检验法是在一定的实验室环境条件下,利用各种仪器、器具和试剂等手段,运用物理、化学、生物学原理测试商品质量的方法。它主要用于检验商品的成分、结构、物理性质、化学性能、安全性、卫生性以及对环境的污染和破坏性等。理化检验与感官检验相比,其结果可以用数据定量表示,较为准确客观,但要求有一定的设备和检验条件,同时对检验人员的知识和操作技术也有一定的要求。因其能用数字定量地表示测定结果,客观、准确地反映商品质量情况,对于商品质量鉴定具有较强的科学性,较感官检验客观和精确,因此理化检验法应用越来越广泛。理化检验方法可以分为物理检验法、化学检验法和生物学检验法。
1.物理检验法
物理检验法是运用各物理仪器、量具对商品的各种物理性能和指标进行测试检验,以确定商品质量的方法。根据测试检验的内容不同,分为以下几类。
(1)度量衡检验。度量衡检验是利用各种量具、量仪来测定商品的长宽度、细度、厚度、体积、密度、容重、表面光洁度等物理特性的检验方法,如测量纤维的长度、细度,粮谷的容重,测量水果个体的体积和重量。
(2)力学检验。力学检验是用各种力学仪器测定商品的力学性能的检验方法。这些力学性能包括抗拉强度、抗压强度、抗冲击强度、硬度、弹性、耐磨强度等。商品的力学性能与商品的耐用性密切相关,如水泥的抗压强度是用水泥试样被压碎时,试样单位面积(平方厘米)所承受的外力表示的,单位为kg/cm2。水泥标号表明水泥具有的抗压强度,如普通水泥有225、295、325、425、625等型号。
(3)热学检验。热学检验是使用热学仪器测定商品热学特性的方法。商品的热学特性有沸点、熔点、凝固点、时热性等。橡胶、塑料制品、玻璃和搪瓷制品、金属制品、化工制品、皮革制品等的热学性质与商品质量相关。如搪瓷制品的耐热性测定,是将搪瓷制品加热到一定温度后,将其迅速投入冷水中,以珐琅层在突然受冷时不致炸裂和脱落的温度表示,温度差越大,耐热性越好。物理检验法因其检验商品的性质和要求不同、采用的仪器设备不同可以分为一般物理检验法、力学检验法、光学检验法、电学检验法、热学检验法等。
(4)电学检验法。电学检验法是利用电学仪器测量商品电学特性的检验方法。这些电学特性包括电阻、电容、导电率、介电常数等。电器类商品的电学特性直接决定商品的质量。
(5)光学检验法。光学检验是利用光学仪器(光学显微镜、折光仪、旋光仪等)来检验商品光学特性的方法。光学显微镜用于观察商品的细微结构,进而判定商品的使用性能。折光仪用于测定液体的透射率,通过透射率的测定可分析液体商品的品质,如通过测定油脂的透射率可判定油脂的新陈与掺杂。旋光仪是通过对旋光性物质(蔗糖、葡萄糖)的旋光度进行测定,从而判定旋光性物质的纯度。
2.化学检验法
化学检验法是用化学试剂和仪器对商品的化学成分及其含量进行测定,从而判定商品品质的检验方法。化学检验法按检验手段,可分为化学分析法和仪器分析法。
(1)化学分析法。化学分析法是根据检验过程中试样和试剂所发生的化学反应和在化学反应中试样和试剂的用量,鉴定商品的化学组成和化学组成中各成分的相对含量。以物质的化学反应为基础的化学分析法是一种传统的化学分析方法,它设备简单、准确度高,是其他化学分析方法的基础,又称常规分析法。该方法适用于:食品检验,包括营养素、食品添加剂、有毒有害物质,以及发酵、酸败、腐烂等食品变质的成分变化指标测定;纺织品与工业品主要有效成分、杂质成分、有害成分的含量,以及耐水、耐酸碱、耐腐蚀等化学稳定性质方面的测定。(www.xing528.com)
化学分析法分为定性分析法和定量分析法两种。
①定性分析法。这是根据反应结果所呈现的特殊颜色或组合,在化学反应中生成的沉淀、气体等来判定商品成分的种类及其性质的一种方法。在定性分析中,多使用灵敏度高的鉴定反应。为了能正确判断结果,往往还要做空白试验和对照试验;同时还应注意反应溶液的温度、浓度、酸度干扰物质等影响。
②定量分析法。定量分析法是在定性分析的基础上,准确测定试样中商品的成分含量的分析方法。按测定方法的不同,定量分析分为容量分析和重量分析。重量分析是根据一定量的试样,利用相应的化学反应,使被测的成分析出或转化为难溶的沉淀物,再将沉淀物滤出,经洗涤、干燥或灼烧后,准确地称出其重量而计算出试样中某成分含量的分析方法。容量分析即用一种已知精确浓度的标准溶液与被测试样发生作用,由滴定终点测出某一种成分含量的分析方法。常用的分析方法有氧化还原法、综合滴定法、沉淀法、酸碱滴定法等。
(2)仪器分析法。仪器分析法是采用光学、电学方面较为复杂的仪器,通过测量商品的光学性质、电化学性质来确定商品的化学成分的种类、含量以及化学结构,以判断商品品质的检验方法。仪器分析法分为电化学分析法和光学分析法。电化学分析利用被测物的化学组成与电物理量之间的定量关系来确定被测物的组成和含量。它包括电化学分析法、核磁共振波谱法、原子发射光谱法、气相色谱法、原子吸收光谱法、高效液相色谱法、紫外-可见光谱法、质谱分析法、红外光谱法、其他仪器分析法等。光学分析法是通过被测成分吸收或发射电磁辐射的特性差来进行化学鉴定的。常见的方法有比色分析法、分光光度法、发射光谱法、色谱分析法等。
①比色分析法,是用比较有色物质溶液的颜色作为确定含量多少的分析方法。它包括目视比色法和光电比色法。目视比色法是用眼睛比较被测溶液与标准溶液颜色深浅差异的方法。该法可以在复合光下进行测定,但标准溶液不能久存,经常需要在测定时同时配制。光电比色法是采用光电比色计测试的,即利用光-电效应测量光线通过有色溶液的强度的方法。这两种方法都是在可见光区内测定物质对光吸收强度进行分析的。
②分光光度法,包括原子吸收光谱、红外光谱等。原子吸收分光光度法是一种基于物质所产生的原子蒸汽对特定谱线(通常是待测元素的特征谱线)具有吸收作用而进行分析的方法。由于这种方法测定灵敏度高、特效性好、抗干扰能力强、稳定性好,适用范围很广,加之仪器较简单,操作方便,因而应用日益广泛。
③发射光谱法,是根据原子所发射的光谱测定物质的化学组成的方法,即试样在外界能量的作用下转变成气态原子,并使气态原子的外层电子激发至高能态。当从较高的能级跃到较低的能级时,原子将释放出多余的能量而发射出特征谱线。对所产生的辐射经过摄谱仪进行色散分光,按波长顺序记录在感光板上,就可呈现出有规则的光谱线条,即光谱图,然后根据所得光谱图进行定性分析和定量分析。
④色谱分析法,是一种分离技术法。它的分离原理是使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相是固定不变的,称为固定相,另一相是携带混合物流过此固定相的流体,称为流动相。当流动相中所含混合物流过固定相时,就会与固定相发生作用。由于各组分在结构和性质上的差异,流动相与固定相发生作用的大小、强弱也有差异,因此在同一推力作用下,不同组分在固定相的停留有长有短,从而按先后不同的次序从固定相中流出,达到分离的目的。试样中各组分被分离后,再分别检测,最后用记录仪记录,得到色谱图。气相色谱仪应用相当广泛,但对难挥发和热稳定性能有差异的物质,此法的应用仍受到一定限制。
近年来,随着基础理论研究和新技术的应用,还出现了许多其他新型的光学仪器法,如核磁共振波谱法、红外线检验法、紫外线检验法、X射线检验法、质谱仪检验法、荧光光谱法等。它们大都用于测定商品的成分和构成,特点是快速简便、准确、自动、灵敏。但由于检验前需要对样品进行处理,且处理样品耗费的时间长,仪器价格昂贵,对操作人员要求高,故其应用受到了一定的局限性。
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