Фізичні та хімічні властивості цукру і методи їх дослідження

Зразок утфелів 1, 2 і 3 кристалізації, жовтого цукру розчиняють кип’яченою і охолодженою дистильованоб водою в відношені 1:1 за масою.

В цукрорафінадному виробництві реакцію вимірюють в сиропах продуктів кристалізації, кристалічних продуктах після попереднього їх розбавлення 1:1 свіжокип’яченою і охолодженою водою.

Чітке визначення активної кислотності грунтується на потенціометричному методі, визначаючим за допомогою рН–метра.

 

3.2. Хімічний метод дослідження цукру

 

 Йодометричний метод визначення редукувальних речовин із застосуванням розчину Оффнера

 

Метод грунтується на відновлені іонів(Cu²⁺) до гоміоксиду (Cu₂O) в лужному розчині Оффнера редукувальними речовинами під час нагрівання, переході осаду в розчин надлишковою кількістю розчину йоду та титрування надлишку йоду розчином тіосульфату натрію.

Підготовка до випробування

 

1.Приготування нейтрального  розчину оцтовокислого свинцю (Pb(CH₃COO)₂) з масовою часткою 10%.

Розчиняють 100,00г 3-водного  оцтовокислого свинцю (Pb(CH₃COO)₂ *3H₂O) у 800см³ дистильованої води у мірній колбі місткістю 1000см³ , за необхідності установлюють pH-7 розчинами оцтової кислоти або гідроксиду натрію та доводять об’єм дистильованою водою до мітки.

2.Приготування розчину  двозаміщеного фосфорнокислого  натрію (Na₂HPO₄) з масовою часткою, 10 %.

Розчиняють 100,00г двозаміщеного 12-водного фосфатнокислого натрію (Na₂HPO₄ * 12H₂O) у дистильованій воді у мірній колбі місткістю 1000см³ та доводять об’єм дистильованою водою до мітки.

3.Приготування розчину  Оффнера

Розчиняють у стакані  дистильованою водою 5,00г 5-водної сірчанокислої  міді, 10,00г вуглекислого натрію чи 27,00г 10-водного вуглекислого натрію, 300,00г  тонкоподрібненого 4-водного виннокислого калію-натрію, 50,00г двозаміщеного 12-водного фосфорнокислого натрію чи 19,80г двозаміщеного фосфорнокислого натрію, доводять дистильованою водою до 700см³. Стакан з розчином нагрівають на водній бані, періодично помішуючи скляною паличкою. Після повного розчинення компонентів нагрівання продовжують  на киплячій водяній бані ще 2 год. Після розчин охолоджують до 20 ⁰С, переносять у мірну колбу місткістю 1000см³ і об’єм доводять дистильованою водою до мітки. Доводять 2г активного вугілля, енергійно збовтують та фільтрують через фільтрувальний папір. Розчин зберігають у посудині з темного скла з пришліфованою продкою за кімнатної температури.

4. Приготування розчину  соляної кислоти з молярною  концентрацією (HCl)=1моль/дм ³.

Розчиняють 82,3см³ концентрованої соляної кислоти густиною ρ=1,17…1,19 г/см³ дистильованою водою у мірній колбі місткістю 1000см³ до мітки.

5. Приготування розчину  йоду з молярною концентрацією (1/2 I₂)= 0,0323моль/дм³.

Зважують 4,10г йоду в  стаканчику для зважування з кришкою, пластмасовою ложечкою переносять у мірну колбу місткістю 1000см³, додають 25см³ водного розчину, який містить 20г йодистого калію, ретельно перемішують до повного розчинення йоду і доводять об’єм розчину дистильованою водою до 1000см³ та енергійно збовтують. Поправковий коефіцієнт розчину йоду встановлюють не рідше 1 разу за 10 діб за розчином стандарт-титру тіосульфату натрію з молярною концентрацією (1/2 Na₂S₂O₃)= 0,0323 моль/дм³ .Розчин зберігають в посудині з темного скла з пришліфованою пробкою за кімнатної температури.

6. Приготуваня розчину  гідроксиду натрію з молярною  концентрацією (NaOH)=1 моль/дм³.

Розчин 40,00г гідроксиду натрію в дистильованій воді в  мірній колбі місткістю 1000см³ та доводять об’єм дистильованою водою до мітки.

7. Приготування розчину біохромату калію з молярною концентрацією (K₂Cr₂O₇)=0,0323 моль/дм³.

Розчиняють 0,317г біхромату  калію в дистильованій воді та доводять об’єм розчину дистильованою водою до 200 см³ .

8. Приготування розчину  тіосульфату натрію (сіркуватистокислого натрію) з молярною концентрацією (1/2 Na₂S₂O₃)=0,0323 моль/дм³.

Розчиняють 8,00г тіосульфату  натрію (Na₂S₂O₃*5H₂O) у 100см³ свіжопрокип’ячоної дистильованої води, додають 3 см³ ізобутилового спирту, ретельно перемішують та доводять об’єм дистильованою водою до 1000см³. Поправковий коефіцієнт розчину тіосульфату натрію встановлюють через 10 діб розчином біхромату калію з молярною концентрацією 0,0323 моль/дм³ з поправковим коефіцієнтом 1,0.

9. Приготування розчину  крохмалю з масовою часкою 1%.

Розчиняють 1г крохмалю у фарфоровій ступці з 25см³ дистильованої води і одержане крохмальне молоко вливають у 74см³ киплячої води.

10. Приготування вихідних  розчинів цукру-піску і цукру-рафінаду.

Зважують 40г цукру-піску  чи цукру-рафінаду з похибкою + 0,01г, розчиняють у дистильованій воді, переносять у мірну колбу місткістю 200см³ і доводять об’єм дистильованою водою до мітки.

11. Приготування вихідного  розчину цукру-сирцю.

Зважують 20г цукру-сирцю  з похибкою +0,01г, розчиняють дистильованою водою в мірній  колбі місткістю 100см³. До розчину, постійно перемішуючи, додають 15см³ розчину нейтрального оцтовокислого свинцю (Pb(CH₃COO)₂) з масовою часткою 10%. Вміст колби ретельно перемішують і залишають на декілька хвилин. Дісля цього для видалення надлишку оцтовокислого натрію (Na₂HPO₄) з масовою часткою 10 %. Доводять об’єм дистильованою водою до мітки, збовтують та фільтрують через паперовий фільтр.

                                                                                                                                                                                                                                                                                 Проведення випробування

Відбирають 50 см³ вихідного розчину, приготовленого за 10.(що відповідає 10г цукру-піску чи цукру-рафінаду), чи 15см³ вихідного розчину, приготовленого за 11.(що відповідає 3 г цукру-сирцю).

Якщо вміст  редукувальних речовин в об’ємі перевищує 20мг, то підбирають менший об’єм розчину, приготовленого за 10. або 11.

Розчин вміщують у  конічну колбу, додають 50см³ розчину Оффнера та дистильовану воду до загального об’єму 100см³, 2-3 шматочки кераміки (для рівномірного кипіння), ставлять на газовий пальник з сіткою і приблизно протягом 4 хв доводять до кипіння. Вміст колби кип’ятять на повільному вогні 8 хв, потім охолоджують швидким занурюванням колби у холодну воду без збовтування , щоб запобігти зіткненню осаду оксиду міді з киснем повітрям.

Потім додають 1см³ льодяної оцтової кислоти, надлишок (від 10 до 25см³) розчину йоду з молярною концентрацією 0,0323моль/дм³ та 15см³ розчину з молярною концентрацією 1моль/дм³.

Колбу закривають та енергійно збовтують, при цьому розчин повинен мати коричневе забарвлення.

Колбу накривають годинниковим склом та залишають на 2хв до закінчення реакції йоду з міддю. Час від часу колбу збовтують, потім додають 2см³ розчину крохмалю з молярною часткою 1% та титрують надлишок розчину йоду розчином  тіосульфату натрію з молярною концентрацією 0,0323моль/дм³ до зникнення синього забарвлення.

 

 

 

Обробка результатів

 

Під час обробки масової  частки редукувальних речовин приймають, що 1см³ розчину йоду (0,0323моль/дм³) відповідає 1мл вихідних речовин.

Масова частка редукувальних речовин  Х₂ у відсотках обчислюють за формулою:

де V₁ –надлишкова кількість розчину йоду, витрачена на випробування, см³ (за 5,3);

V₂ –кількість розчину тіосульфату натрію, витрачено на титрування, см³ (за 5,3);

К₁ –поправковий коефіцієнт розчину йоду;

К₂ –поправковий коефіцієнт розчину тіосульфату натрію;

К₃ –поправка на витрату розчину йоду (на 1г сахарози витрачається 0,1 см³ розчину йоду);

100 –коефіцієнт перерахунку  у відсотки;

m –маса наважки, г (за 5,3);

1000 –коефіцієнт перерахунку  грамів у міліграмах.

За кінцевий результат випробування приймають середнє арифметичне  результатів двох паралельних визначень, розбіжність між якими не повинна перевищувати 0,01% в абсолютному значені. Якщо розбіжність перевищує цю величину, випробування повторюють.

Обчислення проводять з точністю до другого десяткового знака.

Розбіжність між результатами визначення. Виконаними у двох різних лабораторіях, не повинна перевищувати 0,02 % в абсолютному значенні.

Допустима відносна похибка результату аналізу 0,45% при довірчій імовірності 0,95.

Метод використовується в разі виникнення розбіжностей в  оцінювані якості цукру-піску та цукру-рафінаду.

3.2.2. Метод вимірювання  потенціометрії

Усі pH-метри мають шкалу в одиницях pH і в мілівольтах. В pH-метрах передбачена ручна і автоматична поправка показників при змінні температури розчину. Перед використанням прибори заземлюють. Після ввімкнення прилад нагрівають протягом 30 хв, після чого налагоджують за стандартними буферними розчинами з рH  1,68; 4,0; 6,88 та 9,22. Для цього електроди перед заповненням в буферний розчин добре промивають дистильованою водою, залишки води висушують фільтрувальним папером. Прилад вмикають на відповідний діапазон вимірювання, враховуючи температуру буферного розчину, і роблять відлік по шкалі. Помилки вимірювання під час перевірки приладу не повині перевищувати 0,04 од. pH в усіх діапазонах вимірювання.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Висновоки і  пропозиції

Споживання цукру в  різних країнах формується під впливом  ряду факторів: динаміки прибутків  населення, змін цін на цукор та інші продукти, зміни структури споживання продовольчих товарів, ступення використання цукрових речовин, національних або регіональних особливостей харчування тощо. Споживання цукру залежить також від сезону. Воно зростає влітку і восени, коли збільшується потреба в ньому для виготовлення плодових консервів, соків, напоїв, морозива тощо.

Середня продуктивність одного заводу в світі 3,3 тис. т переробки  буряків за добу, а найбільшим є  цукровий завод у Каннантр(Франція) продуктивністю 25 тис. т переробки  буряків за добу(з виведенням сиропу на зберігання). За кордоном розроблені проекти створення цукрових заводів на плаву.

У курсовій роботі я використовувала  такі методи:

• йодометричний

Сахароза є масовою  часткою редукувальних речовин  менше ніж 0,002 % -“вільна” від редукувальних  речовин.

• метод визначення сахарози

Поляриметричний метод  поширюється на цукор – сирець, цукор – рафінад і дозволяє найти масову частку цих речовин у процентному відношенні.

• електропровідність

Щоб скористатися цим  методом, потрібно спочатку визначити L для відомого розчину KCl із зазначеною концентрацією.

Я вважаю, що в наш час більш актуальним є метод визначення сахарози. Він допомагає з точністю визначити кількість і якість сахарози в цукрі. При випробуванні за кінцевий результат приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, але розбіжність між ними не повинна перевищувати 0,05 % масової частки сахарози.

 

 

Список використаних джерел

1. Веливая Е.И., Суходол В.Ф.

 Лабораторный практикум  по курсу общей технологии бродильных производств, 1983. – 311 с.

2. Гончаров А.И.,

Корнилов М.Ю. Справочник по химии. – Киев: ”Вища школа”, 1977. – 301 с.

3.Методы исследования  материалов в сахарном производстве. Справочник пособие / Т. П. Хваловський,  И. Б. Рабинович, А. И. Шапиро  и др. – М.: Пищевая промышленость, 1975. – 250 с.

3. Цитовоч И. К.

Курс аналитическрй  химии. – М.: Вышая школа, 1977. –  463 с.

4. Приймак В. М.

Техпология и технохымконтроль сахарного производства.– М.: Легкая и пищевая промышленость, 1981. – 250 с.

5.Сирохман І. В.

Товарознавство крохмалю, цукру, меду, кондитерських виробів: Підручник. – К.: Вища школа, 1993. – 238 с.