166083 (Химия отрасли), страница 6

Продолжительность кипения не должна превышать в течение всего титрования 3 минут, после чего отмечают количество израсходованного на титрование сахарного рас­твора, которое считают ориентировочным. Затем проводят повторное титрование, но к смеси растворов Фелинга I и II в колбу нагревания добавляют на 0,5-1,0 см³ испытуемого раствора меньше, чем пошло на первое титрование.

Смесь в колбе кипятят 2 мин и, не прекращая кипячение, добавляют 3-5 капель рас­твора метиленовой сини. Затем приливают из бюретки по 2-3 капли испытуемого раство­ра, давая смеси после каждого прибавления кипеть 2-3 сек до тех пор, пока синяя окраска в колбе не исчезнет и смесь не примет красную или оранжевую окраску. После этого от­мечают количество израсходованного на титрование раствора.

Массовую концентрацию сахара (С₃) в пересчете на сахарозу в г/100 см³ испытуемого раствора вычисляют по формуле:

С₃ = Т ·100·n/ V₁

где T - титр раствора Фелинга I и II;

п - коэффициент разведения;

V₁- общий объем испытуемого раствора, пошедший на титрование и добавленный в ре­акционную смесь, см³ .

Массовую концентрацию сахара (С'з) в пересчете на инвертный сахар в г/100 см³ ис­пытуемого раствора вычисляют по формуле:

С'з = Т ·100 · n ·1,05/ V₁

где 1,05 - коэффициент перевода сахарозы в инвертный сахар.

За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое резуль­татов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 2.5%.

Контрольные вопросы:

1. Какие углеводы относят к редуцирующим сахарам?

2. Дайте характеристику состава и свойств редуцирующих сахаров.

3. Методы качественного и количественного определения представителей редуцирующих сахаров.

4. На чем основан прямой метод определения массовой концентрации сахаров?

5. Будет ли положительной реакция с растворами Фелинга для крахмала, сахарозы и мальтозы?

Лабораторная работа № 9

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОЙ ДОЛИ ЭТИЛОВОГО СПИРТА В ВИНЕ

(химический метод)

Этиловый спирт является основным продуктом виноделия. Это характер­ный для вина компонент, влияющий на его аромат и вкус. Этиловый спирт образуется в результате спиртового брожения виноградного сусла из сахаров. Из 1 г сахаров образуется 0,59–0,64% об. спирта. Для расчетов принят выход спирта 0,6%. Выход спирта зависит от исходного содержания сахаров в сусле, длительности брожения, расы дрожжей. В столовых винах этиловый спирт яв­ляется фактором микробиальной стабильности.

Содержание этилового спирта в вине несколько снижается при его выдерж­ке вследствие реакций окисления и этерификации, а также при технологичес­ких обработках. Для обеспечения требуемой крепости и формирования типа проводят спиртование этиловым спиртом крепленых и столовых (типа хереса) вин.

Объемная доля – это количество этилового спирта (см³), содержащегося в 100 см³ вина. Эта величина измеряется при температуре 20 °С и обозначается в процентах. Объемная доля спирта в винах различных типов варьирует от 9 до 20 % об.

Принцип метода. Метод основан на окислении спирта дихроматом калия в присутствии азотной кислоты до уксусной кислоты. Избыток дихромата калия оттитровывают после добавления йодида калия раствором тиосульфата натрия

Оборудование: установка для атмосферной перегонки; мерная коническая колба на 300 см³ с широким горлом (приемник); круглодонная колба на 100 см³; мерный цилиндр объемом 25 см³; бюретка объемом 50 см³ с ценой деления 0,1 см³.

Реактивы. Раствор хромата калия: 67,445 г К₂СrO₄ растворяют в воде и доводят объем до 1 дм³; азотная кислота концентрированная; раствор йодида калия: 300 г KI растворяют в воде, добавляют 100 см³ 0,1 М раствора NaOH, доводят объем до 1 дм³; раствор тиосульфата натрия: 86,194 г Na₂S₂O₃ 5H₂O растворяют в воде, добавляют 100 см³ 0,1 М раствора NaOH и доводят до 1 дм³; раствор крахмала: 10 г растворенного в небольшом количестве воды крахмала вводят порциями в 500 см³ воды и кипятят, пока раствор не станет прозрачным, после охлаждения добавляют 500 см³ воды, в которой предварительно растворили 20 г KI и 10 см³ 0,I M раствора NaOH.

Ход анализа. Собирают установку для атмосферной перегонки. В коническую кол­бу-приемник помещают 10 см³ ра­створа хромата калия и 25 см³ концен­трированной HNO₃ (в кислой среде хромат калия количественно переходит в дихромат). В перегонную колбу наливают 12 см³ воды, 1 см³ исследуемого вина и бросают 1-2 кусочка пемзы или пористого стекла для равномерного кипения. При содержании спирта в пробе больше 14 % об. вместо 1 см³ вина берут 0,5 см³. Для определения небольших количеств спирта (меньше 1,2 % об.) вместо 1 см³ берут 10 см³ исследуемой жидкости и добавляют вместо 12 только 3 см³ воды.

При введении исследуемой жидкости в перегонную колбу пипетка должна быть погружена в воду. Конец аллонжа погружают в приемную жидкость. Жидкость в перегонной колбе должна через 30 сек. закипеть, а еще через 30 сек. должны появиться капли дистиллята. Через 3-4 мин вынимают аллонж из дистиллята, промывают его водой и дистиллят разбавляют водой (приблизительно 300 см³). К дистилляту добавляют 10 см³ раствора KI и титруют раствором тиосульфата натрия до изменения окраски от коричневой до желтоватой. Добавляют 10 см³ крахмала и титруют до появления светло-голубой окраски.

Расчет. Объемную долю спирта (С, % об.) определяют по уравнению

где 15,21 –максимально определяемое количество спирта, соответствующее 0 см³ раствора Na₂S₂O₃, % об.;

0,507 – изменение концентрации спирта, соответствующее 1 см³ раствора Na₂S₂O₃ % об.;

V – количество раствора Na₂S₂O₃ ·5H₂O, пошедшее на титрование, см³.

Если для анализа вместо 1 см³ образца брали 0,5 см³, то результаты опре­деления умножают на 2. Соответственно, если объем пробы увеличивали в 10 раз или меньше, результат делят на кратность увеличения. Рекомендуется рабо­тать в области концентраций спирта от 0 до 14% об., когда на титрование рас­ходуется от 30 до 2,4 см³ Na₂S₂O₃.

Контрольные вопросы:

1. Методы определения объемной доли этанола в спиртных напитках;

2. Спиртовое брожение виноградного сусла. Факторы, влияющие на выход спирта;

3. На чем основано определение объемной доли спирта в вине химическим методом?

4. Причины снижения содержания спирта при выдержке вина.

Лабораторная работа № 10

Определение массовой концентрации летучих кислот в вине

Летучие кислоты являются показателем качества вина, обусловленным со­держанием в нем алифатических одноосновных кислот с числом углеродных атомов от 1 до 9. Основным представителем летучих кислот вина является ук­сусная, составляющая 90 % от их общего содержания. Она образуется как вто­ричный продукт спиртового брожения сусла. Содержание летучих кислот ли­митируется, так как они придают винам неприятный вкус и запах, и в высоких концентрациях свидетельствуют о микробиальных заболеваниях. Вина с повы­шенным содержанием летучих кислот могут быть исправлены путем сбражи­вания на мезге и обработки осадочными дрожжами.

Концентрация летучих кислот не должна превышать в белых винах 1,2 г/дм³, в красных - 1,5 г/дм³.

Принцип метода заключается в отгонке летучих кислот паром и определе­нии их содержания в дистилляте титрованием гидроксидом натрия в присутствии фенолф­талеина.

Оборудование. Установка для дистилляции паром, состоящая из парообра­зователя, перегонной колбы, холодильника и приемника. Можно ис­пользовать аппараты разных конструкций, удовлетворяющие следующим тре­бованиям: из пара или воды, поступающих в перегонную колбу, должна быть удалена углекислота в такой степени, чтобы при добавлении к 250 см³ конден­сата 0,1 см³ 0,1 М раствора NaOH в присутствии 2 капель 1% раствора фенол­фталеина появлялась розовая окраска, не исчезающая в течение 10 с; при пере­гонке водного раствора уксусной кислоты в дистиллят должно переходить ее не менее 99,5%. При перегонке 1 М раствора молочной кислоты в дистилляте не должно обнаруживаться более 0,5% этой кислоты.

Реактивы. Гидроксид натрия или калия 0,1 М раствор; фенолфталеин, 1% в 60-80% этиловом спирте; йод 0,005 М (0,01 н) раствор; крахмал, 1% раствор; тетраборат натрия (бура), насыщенный раствор; кислота винная; кислота соляная; баритовая или известковая вода.

Ход анализа. Из анализируемого вина удаляют углекислоту путем перемешивания в течение 2-3 мин в колбе, подключенной к водоструйному насосу. Парообразователь заполняют на 3/4 объема прозрачной баритовой или известковой водой. В перегонную колбу отмеряют пипеткой 10 см³ вина, добавляют около 0,25 г винной кислоты, закрывают колбу переходником, в который вмонтирована отводная трубка, соединяющая перегонную колбу с холодильником, включают нагревательный прибор и ведут перегонку до тех пор, пока в приемной колбе не соберется 100 см³ отгона. По окончании перегонки к дистилляту добавляют несколько капель фенолфталеина и титруют 0,1 М раствором щелочи.

Расчет. 1 см³ 0,1 М раствора щелочи нейтрализует 0,006 г уксусной кислоты. Концентрация летучих кислот (С, г/дм³) определяется по формуле:

где V – количество щелочи, пошедшее на титрование, см³.

Для вин с содержанием сернистой кислоты выше 50 мг/дм³ в результат определения вносят поправку на перешедшую в дистиллят сернистую кислоту, свободную и связанную. Для этого по окончании ацидиметрического титрования прои зводят йодометрическое определение содержания SO₂ в дистилляте. Оттитро­ванный раствор подкисляют каплей концентрированной соляной кислоты, при­бавляют 5 см³ 1% раствора крахмала и около 0,3 г йодида калия (на кончике шпателя) и титруют 0,005 М раствором йода до появления синей окраски (сво­бодная сернистая кислота).

Для разрушения альдегидсернистого соединения в оттитрованный раствор прибавляют 20 см³ насыщенного раствора буры Na₂B₄O₇. Если в течение 5 мин синяя окраска исчезает, то вносят 2-3 капли НС1 и вновь титруют 0,005 М ра­створом йода до ее повторного появления (связанная сернистая кислота).

Полный расчет содержания летучих кислот (С, г/дм³) в винах с учетом сер­нистой кислоты (в пересчете на уксусную кислоту) проводят по формуле:

где 0,006 – количество уксусной кислоты, соответствующее 1 см³ 0,1 М раствора NaOH, г;

V – количество 0,1 М раствора NaOH, израсходованное на титрование дистиллята, см³;

V_l – количество 0,005 М раствора йода, израсходованное на титрование свободной сернистой кислоты, см³;

V₂ – количество 0,005 М раствора йода, израсходованное на титрование связанной сернистой кислоты, см³;

0,1 – коэффициент перевода 0,005 М раствора йода в 0,05 М раствор;

1000 – коэффициент пересчета на 1 дм³;

10 – количество вина, взятое для анализа, см³.

Контрольные вопросы:

1. Состав летучих кислот вина. Перечислите источники их образования;

2. Нормируемое содержание летучих кислот в белых и красных винах;

3. На чем основан метод определения содержания летучих кислот в вине?

4. В каких случаях и почему необходимо делать поправку на содержание сернистой кислоты?

Лабораторная работа № 11

Весовой метод определения содержания винной кислоты

в вине и виноматериалах

Винная кислота является двухосновной органической кислотой с двумя асимметрическими атомами углерода в молекуле, ее формула НООС–СН(ОН)–СН(ОН)–СООН. Винная кислота – кристаллы, хорошо растворимые в воде и спирте, плохо растворимые в эфире.

Известны 4 изомера винной кислоты; D–винная (виннокаменная) кислота, L–винная, D– и L–винные кислоты (виноградная) и оптически недеятельная мезовинная кислота.

Наибольшее значение имеет D–винная кислота, в основном содержащаяся в виноградной лозе. Это единственный источник получения винной кислоты в промышленном масштабе. В виноградных ягодах D–винная кислота накапливается в результате неполного окисления сахаров и составляет 0,2–1,0%.