Рис. 1. Простейшая полярографическая ячейка: 1 – стеклянный капилляр; 2 – полиэтиленовый шланг; 3 – груша с металлической ртутью; 4 – стеклянная трубочка с оттянутым концом для ввода азота; 5 – воронка для смены раствора;

6 – донная ртуть (Hg-анод) 

Зависимость тока I от приложенного напряжения Е при обратимом электродном процессе передается уравнением полярографической волны: 

Е = Е_1/2 + (R T / n F) ln (I_d – I) / I, (1) 

Где Е_1/2 – потенциал полуволны; I_d – диффузионный ток.

При I = I_d / 2 уравнение (1) переходит в

Е = Е_1/2. (2)

Это соотношение  показывает независимость потенциала полуволны от тока и, следовательно, от концентрации восстанавливающегося иона. Потенциал полуволны является, таким образом, качественной характеристикой иона в растворе данного фонового электролита, и определение потенциала полуволны составляет основу качественного полярографического анализа.

Количественный  полярографический анализ основан  на уравнении Ильковича, которое связывает диффузионный ток I_d с концентрацией иона с и рядом других величин:

 

I_d = 605 z D^1/2 m ^2/3 t^1/6 c (3) 

где z – заряд иона; D – коэффициент диффузии; m – масса ртути, вытекающей из капилляра за 1 с, мг; t – время образования капли (периода капания), с.

В практике количественного полярографического анализа коэффициент пропорциональности межу концентрацией вещества и силой диффузионного тока обычно устанавливают с помощью стандартных растворов. При постоянных условиях полярографирования D, m, и t постоянны, поэтому уравнение (3) переходит в 

I_d = k c. (4) 

При анализе  некоторых систем, для которых применимость уравнения (4) установлена вполне надежно, часто используют менее трудоемкий метод стандартных растворов. Так же широко распространен в количественной полярографии и метод добавок.

Особое  место в полярографическом анализе  занимает амперометрическое титрование.

Амперометрическое титрование представляет собой разновидность  полярографического метода анализа. Амперометрическое  титрование проводится следующим образом: часть исследуемого раствора помещают в электролизер, снабженный индикаторным электродом и электродом сравнения. Между электродами устанавливают напряжение на 0,3 – 0,5 В больше потенциала полуволны (или редокс-потенциала) исследуемого вещества и приступают к титрованию. В процессе титрования отмечают показания гальванометра, на основании результатов строят кривую амперометрического титрования, откладывая на оси ординат показания гальванометра, а на оси абсцисс – объем титранта. Точка перегиба соответствует объему титранта в точке эквивалентности. Содержание определяемого вещества вычисляют по объему титранта, израсходованному в точке эквивалентности. Концентрация титранта должна превышать концентрацию раствора титруемого вещества в 10–15 раз.

При амперометрическом  титровании индикаторными электродами  могут быть ртутный капельный электрод, платиновый вращающийся и другие электроды. В качестве электродов сравнения применяют насыщенный каломельный, хлорсеребряный и другие электроды.

Вид кривой амперометрического титрования будет  зависеть от того, какой компонент  реакции титрования вступает в электродную реакцию и при каком потенциале ведется титрование. Сама реакция титрования, естественно, будет протекать независимо от этих условий.

Амперометрическое титрование следует проводить при  потенциале, отвечающем области диффузионного  тока. Обычно титруют при потенциале на 0,2–0,3 В более отрицательном, чем потенциал полуволны полярографически активного соединения.

Полярографическая установка служит для получения полярограмм, т.е. кривых зависимости силы тока, протекающего через раствор, от потенциала, приложенного к рабочему электроду. Прибор состоит из трех основных узлов: электролитической ячейки с рабочим электродом и электродом сравнения, источника напряжения для поляризации рабочего электрода и устройства для регистрации тока. В качестве неполяризующегося электрода сравнения используется слой ртути на дне ячейки. Применяются также и другие электроды сравнения: каломельный, ртутно-сульфатный, хлорсеребряный и др. Рабочим электродом может быть также твердый микроэлектрод, изготавливаемый из платины, золота, графита и других материалов.

Установка для амперометрического титрования может быть собрана на основе любого полярографа. Обычно для этой цели используется самая простая полярографическая установка. При этом рабочим может быть как ртутный капающий, так и твердый микроэлектрод. В качестве источников тока могут применяться аккумуляторные батареи и различные выпрямительные устройства. В комплект установки для титрования входят также микробюретка и магнитная мешалка.

На российском рынке аналитического оборудования представлено порядка 10 вольтамперометрических анализаторов, как правило, со своими электродами, программным и методическим обеспечением. Информацию о них можно найти в каталогах фирм-изготовителей, проспектах и буклетах различных выставочных мероприятий, в международной компьютерной сети Интернет. Практически все вольтамперометрические анализаторы управляются программным способом с помощью компьютера. Это позволяет полностью автоматизировать настройку прибора и анализ, исключить промахи, гибко и оперативно расширять функциональные возможности приборов и улучшать параметры, как уже находящихся в эксплуатации, так и новых.

44. Вычислить теплоемкость теста при значении его влажности 39,81%

 

Пусть С_m – удельная теплоемкость теста, Дж/(кг К) (зависит от влажности теста и определяется по таблице 1. 

Таблица 1. Удельная теплоемкость макаронного  теста в зависимости от его  влажности

 

Методом линейной интерполяции находим, что  при влажности 39,81%

C_m = 3010+(3048–3010)*(39,81–39,5) / (40–39,5) = 3034 Дж/(кг К). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

64. Титриметрический метод определения крахмала. Реакции. Расчет результатов анализа

 

Гидролиз  полисахаридов является стадией  предшествующей дальнейшему их анализу.

Гидролиз  крахмала под действием кислот вызывает ослабление и разрыв ассоциативных связей между макромолекулами амилазы и амилопектина. Далее идет разрыв α-Д – (1,4) – и α-Д – (1,6) связей с присоединением по месту разрыва молекулы воды. По мере гидролиза происходит нарастание редуцирующих сахаров. Конечным продуктом является глюкоза.

К недостатку этого метода следует отнести  возможность образования продуктов  термической деградации и дегидратации углеводов и реакции трансгликозилирования: фурфурол, оксиметилфурфурол, 2-гидроксиацетилфуран, изомальтол, левулиновой, муравьиной, молочной, уксусной кислот и ряд других соединений.

Крахмал гидролизируется и под действием  амилолитических ферментов: α- и  β – амилаза, глюкоамилаза, пуллуланаза  и др.

Для определения  большого множества углеводных соединений и продуктов превращений используют: гравиметрические, титриметрические и физико-химические методы анализа (оптические, электрохимические, хроматографические и др.). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

HOH₂C O CHO

СНО

|

СН    H   OH

||

СН   О    HOH₂C CHO

|–  CHO – H₂O

CH₂OH      

образование оксиметил – HO H₂C OH фурфурола 

Для определения  моносахаридов используют их восстанавливающую  способность. Вначале их извлекают  из пищевых продуктов 80%-ным этиловым спиртом. Спиртные экстракты упаривают под вакуумом разбавляют горячей водой и фильтруют. При анализе продуктов, относительно богатых белками и фенольными соединениями, фильтрат дополнительно обрабатывают нейтральным раствором ацетата свинца, избыток удаляют сульфатом, фосфатом или оксалатом натрия. Осадок отфильтровывают, а в фильтрате определяют редуцирующие сахара титриметрическим, амперометрическим, хроматографическим, рефрактометрическим и др. методами анализа.

При титриметрическом методе анализа к аликвотной части экстракта прибавляют 25 см³ щелочного раствора гексацианоферрата (III) калия, нагревают и титруют раствором глюкозы в присутствии индикатора метилового голубого до исчезновения синей окраски. Содержание (%) определяют по формуле: 

где – V₁ – количество стандартного раствора глюкозы, пошедшее на титрование 25 см³ щелочного раствора гексацианоферрата (III) калия, см³;

V₂ – количество стандартного раствора глюкозы, пошедшее на титрование избытка гексацианоферрата (III) калия, см³;

V_к – объем экстракта, см³;

V_а – аликвотная часть экстракта, см³;

1,6 –  масса глюкозы в 1 см³ стандартного раствора, мг;

н – навеска объекта исследования, мг.

Список  литературы

 

1. Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевой продукции: Учебник. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дели принт, 2005.
2. Методы анализа пищевых продуктов. Под редакцией Ю.А. Клячко, С.М. Беленького. – М.: Наука, 1988.
3. Роева Н.Н., Касьяненко Г.Р., Кирничная В.К. Методы исследования свойств сырья и продуктов питания. Учебно-практическое пособие. – М., МГУТУ, 2004.
4. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов. Под.ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельмана. М.: Брандес – Медицина, 1998.
5. Химический состав пищевых продуктов. Под. ред. И.М. Скурихина, М.Н. Волгарева. М.: Агропромиздат, 1987.

 

Размещено на