Метод дигестии. Проведение анализа

Навеску измельченного и отделенного от косточек сырья массой (50,00±0,02) г или (100,010,1) г без потерь переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³.Остаток сока и мезги тщательно смывают в колбу, содержимое ее доливают дистиллированной водой до 3/4 объема и в колбу помещают термометр. Колбу устанавливают в водяную баню и в течение 2 ч при температуре (80±2)°С проводят экстрагирование при частом перемешивании. После этого колбу вынимают из водяной бани, охлаждают и объем раствора в колбе доводят до метки дистиллированной водой при температуре 20 ⁰С. Содержимое тщательно перемешивают и фильтруют через бумажный складчатый фильтр.

Полученный прозрачный фильтрат тщательно перемешивают и оп­ределяют в нем содержание растворимых сухих веществ (экстракта) с применением рефрактометра по инструкции, приложенной к прибору.

При расчете массовой доли экстракта в плодово-ягодном сырье не­обходимо вносить поправки на содержание косточек (для сырья, содержащего косточки) и на объем нерастворимых сухих веществ, содержащихся в сырье.

Для свежего сырья принимают среднюю поправку на объем нерас­творимых сухих веществ, равную 0,06 см³ на 1 г плодов или ягод, взятых на дигестию. Следовательно, при дигестии 100 г сырья в колбе вместимостью 500 см³ поправка на объем нерастворимых сухих веществ составляет 0,06-100 = 6 см³. Объем содержимого колбы принимают равным 500 - 6 = 494 см³.

Содержание растворимых сухих веществ в плодово-ягодном сырье вычисляют по формуле (1.2):

С_эк = , (1.2)

где С_эк - массовая доля растворимых сухих веществ в сырье, %;

С₁- массовая доля растворимых сухих веществ в растворе после дигестии, % (по рефракто­метру);

V - объем колбы, в которой проводили дигестию, см³;

в - поправка на объем, занимаемый сухим нерастворенным веществом сырья;

а - поправка к показанию рефрактометра на температуру;

m - масса взятой навески сырья для дигестии, г.

Пример. Определяли массовую долю растворимых сухих веществ в свежей вишне. Для дигестии было взято 100 г вишни (без косточек). Дигестию проводили в колбе вместимостью 500 см³. Содержание растворимых сухих веществ в отфильтрованном растворе по рефрактометру составило 2,3 г/100 см³ при температуре 21 °С. Поправка на темпера­туру (см. справочную таблицу) для показания 2,3% равна 0,065. Вишня содержала 10% косточки. Подставляя соответствующие значения в при­веденную выше формулу (1.2), получили, что массовая доля экстракта в вишне:

С_эк =

После внесения поправки на содержание косточки, массовая доля экстракта составила С_эк =

Задание 5 Определить массовую долю титруемых кислот

Метод основан на нейтрализации кислоты, содержащейся в анали­зируемом сырье, раствором гидроксида натрия в присутствии инди­катора фенолфталеина.

Для определения титруемой кислотности в свежем плодово-ягодном сырье используют отфильтрованный раствор, полученный методом дигестии при определении растворимых сухих веществ.

Проведение анализа

5-10 см³ фильтрата (в зависимости от интенсивности окраски) помещают в коническую колбу вместимостью 200 см³, добавляют 50-100 см³ свежепрокипяченной дистиллированной воды и 3 капли индикатора фенолфталеина и титруют раствором гидроксида натрия концентрации 0,1 моль/дм³ до появления розового окрашивания, не ис­чезающего в течение 1 мин.

Если титруемый раствор окрашен, то в качестве индикатора исполь­зуют синюю лакмусовую бумажку. Титрование считают законченным, когда лакмусовая бумажка при нанесении на нее стеклянной палочкой капли титруемого раствора перестанет изменять окраску.

Результаты относят к взятой для экстрагирования навеске, а со­держание кислот пересчитывают на лимонную кислоту.

Молекулярная масса лимонной кислоты 192, моногидрата 210.

Следовательно, 1 моль-экв лимонной кислоты равен 192/3 = 64 г.

1 см³ раствора гидроксида натрия концентрации 0,1 моль/дм³ соот­ветствует 0,0064 г лимонной кислоты или 0,007 г моногидрата лимонной кислоты.

Массовую долю титруемых кислот в плодово-ягодном сырье (%) при использовании для анализа фильтрата, полученного после дигестии, рассчитывают по формулам (1.3) и (1.4):

С_тк = (1.3)

 

, (1.4)

где V_г - объем раствора гидроксида натрия, концентрации 0,1 моль/дм³, пошедше­го на титрование, см³;

V - объем фильтрата после дигестии, см³;

V_г - объем фильтрата, взятого на титрование, см³;

а - навеска сырья, взятая на анализ, г.

Поскольку на проведение дигестии всегда берется 100 г сырья, то объем фильтрата равен 494 см³. Подставляя эти постоянные значения в уравнения и проведя сокращения, получаем (1.5), (1.6):

С_тк = (1.5)

, (1.6)

Для определения титруемой кислотности в косточковых плодах и ягодах необходимо учесть содержание косточек. Содержание кислот рассчитывают на исходное сырье по уравнению (1.7), (1.8):

С_тк = , (1.7)

 

, (1.8)

где б - содержание косточек в сырье, %.

За окончательный результат анализа принимают среднее арифме­тическое результатов двух параллельных определений, округленный до первого десятичного знака, расхождение между которыми не должно превышать 0,2 %

Пример. Анализировали содержание титруемых кислот в вишне. Содержание косточек в ней составило 8,2%. Отобрано 10 см³ фильтрата, на титрование которого израсходовано 3,5 см³ раствора гидроксида на­трия концентрации 0,1 моль/дм³.

Массовая доля титруемых кислот в вишне составила:

С_тк = .

 

Задание 6 Сравнить полученные результаты анализов расти-тельного сырья с нормативными значениями [9]. Сделать выводы

Задание 7 Изучить формы журналов приготовления ликероводочных изделий ПЛВ №№ 1, 2, 3, 4

Изучить форму и заполнить соответствующие графы журналов по результатам анализа растительного сырья (формы журналов выдаются преподавателем):

- журнал ПЛВ № 1 приготовления плодоовощных спиртованных соков;

- журнал ПЛВ № 2 приготовления морсов;

- журнал ПЛВ № 3 приготовления настоев;

- журнал ПЛВ №4 приготовления ароматных спиртов.

 

Задание 8 Приготовить спиртованные морсы из свежего и сушеного плодово-ягодного сырья и спиртованные настои и ароматные спирты из эфирно-масличного сырья

Под руководством преподавателя выполнить расчет и осуществить залив спиртованных морсов и спиртованных настоев и настоя для приготовления ароматного спирта согласно действующей нормативной документации. Заполнить в лабораторном журнале рапорт на залив спиртованных морсов и настоев.

 

Вопросы для контроля:

1. Какие виды растительного сырья используются в ликероводочной промышленности?

2. Какова схема контроля качества растительного сырья?

3. Каким образом осуществляется отбор проб свежего и сушеного плодово-ягодного и сушеного эфирно-масличного сырья?

4. Какими методами можно определить массовую долю влаги в растительном сырье? Расскажите методику определения массовой доли влаги в растительном сырье методом высушивания до постоянной массы

5. Расскажите каким образом определить содержание общего экстракта в свежем плодово-ягодном сырье методом дигестии.

6. Каким образом определяется титруемая кислотность в плодово-ягодном сырье? В чем она выражается?

 

Лабораторная работа №2

АНАЛИЗ ВОДЫ

 

Цель работы: изучить требования, предъявляемые к качеству питьевой воды и исправленной воды, используемой для приготовления ликероводочных изделий, освоить физико-химические методы анализа воды.

Аппаратура и реактивы:

- весы аналитические;

- чашки выпарительные фарфоровые объемом 250 см³;

- индикаторы синяя и красная лакмусовая бумажки, метиловый оранжевый, фенолфталеин;

- рН-метр;

- иодид калия, крахмал, метиловый оранжевый;

- 0,1 М раствор соляной кислоты;

- 0,01 н раствор перманганата калия, 0,01 н раствор щавелевой кислоты;

- электрическая плитка, водяная баня, термометр;

- лабораторная посуда, бюретки;

- сульфат кобальта, бихромат калия, серная кислота (плотностью 1,84 г/мл), набор цилиндров Несслера, фотоэлектроколориметр;

- воронки, бумажный фильтр;

- дистиллированная вода;

Задание 1 По учебной и справочной литературе изучить требования, предъявляемые к качеству питьевой воды и воды для приготовления ликероводочных изделий

Качеству воды в ликероводочном производстве уделяется большое внимание, поскольку она, наряду с этиловым спиртом, является главной составной частью всех изделий и водок и оказывает существенное влияние на органолептические показатели готовой продукции.

Как правило, вода на ликероводочные заводы поступает из водо­провода и качество ее должно удовлетворять требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» и требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая». Однако, вода, используемая для изготовления водок и ликероводочных изделий, не по всем показателям качества, изложенным в данном стан­дарте, удовлетворяет необходимым требованиям. В связи с этим приме­няются дополнительные методы обработки воды.

Общая жесткость воды для приготовления ликероводочных изделий не должна превышать при использовании естественной 1 ммоль-экв/дм³ и умягченной воды 0,2 ммоль-экв/ дм³. В используемой неумягченной воде сухой остаток должен быть не выше 500 мг/дм³, щелочность не более 4,0 см³ 0,1 М НСl на 100 см³ воды.

Схема контроля качества воды, выполняемого на ликероводочных заводах, представлена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Схема контроля качества воды, поступающей на производство

Наиме- нование объекта контроля	Отбор проб	Анализируемый показатель	Метод анализа
место	коли­чество	перио­дич- ность
Вода питьевая исходная из горво- допрово- да или артсква-жины	напор ный чан	3 дм3	1 раз в квартал	запах, вкус,	органолептический
привкус
цветность	колориметрический
мутность	визуальный
реакция воды	визуальный с индикатором
сухой остаток	весовой
окисляемость	титриметрический
щелочность	то же
окись кальция	то же
окись магния	то же
общая жесткость	комплексонометрический
остаточный активный хлор	титриметрический
азотистая кислота	визуальный
азотная кислота	то же
железо	фотоэлектроколориметри-ческий
хлориды	то же
сульфаты	то же
кремний	то же
Вода в процессе исправ­ления	трубо провод	0,5 дм3	через каждые 2 ч, к концу заботы фильт­ра через 1 ч	щелочность	титриметрический
общая жесткость	комплексонометрический
Исправленная вода	Напорный чан	0,5 дм3	по мере наполнения	щелочность	титриметрический
общая жесткость	комплексонометрический

При выполнении лабораторной работы подгруппа делится на две бригады, каждая из которых отбирает и анализирует один образец воды.

 

Задание 2 Отбор проб

Для определения качества питьевой воды, поступающей в произ­водство, отбирают среднюю пробу воды по ГОСТ 24481-80.

Пробы воды отбирают в химически чистые сосуды с пришлифо­ванными пробками (допускаются корковые или полиэтиленовые), изго­товленные из прочного, бесцветного химически стойкого стекла, или в полиэтиленовые сосуды, разрешенные для контакта с питьевой водой. Пробы, предназначенные для анализа органических веществ, отбирают только в стеклянные сосуды с пришлифованными пробками.

Отбор пробы проводят после спуска воды в течение не менее 15 мин при полностью открытом кране.

Перед отбором пробы сосуд не менее двух раз ополаскивают во­дой, подлежащей исследованию. Сосуд заполняют водой до верха. Пе­ред закрытием сосуда пробкой верхний слой сливают так, чтобы под пробкой оставался слой воздуха объемом 5-10 см³. Вода должна быть подвергнута исследованию в день отбора пробы. Если анализ нельзя выполнить сразу, воду хранят при температуре, близкой к 0°С, не до­пуская замерзания. Продолжительность хранения не должна превышать 72 ч с момента отбора пробы. Такие предосторожности необходимо соблюдать, чтобы не изменилось качество воды при хранении в результате развития микроорганизмов, выщелачивания стекла и др.

Пробы воды для определения органолептических показателей не кон­сервируют. Определение проводят не позднее 2 ч с момента отбора пробы.

Для проведения химического анализа отбирают пробу воды в ко­личестве не менее 3 дм³.

Воду, поступающую на завод, отбирают из трубопровода перед во­доочистительной станцией, предварительно спустив некоторое ее коли­чество в течение 10-15 мин для промывки трубопроводов.

На склянку с водой наклеивают этикетку с указанием наименова­ния источника, даты отбора пробы, метеорологических условий, темпе­ратуры воды при отборе, цели исследования воды, с подписями долж­ностных лиц, отобравших пробу.

 

Задание 3 Определить органолептические свойства воды

Органолептическими методами определяют характер и интенсив­ность запаха, вкуса, привкуса, цвет и мутность воды.

3.1 Определение запаха

Характер запаха воды определяют ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и пр.) при температуре 20 и 60 °С и оценивают по пятибалльной системе согласно таблице 2.2.

Таблица 2.2 Оценка запаха воды

Интенсивность запаха	Характер проявления запаха	Оценка интен­сивности запаха, балл
Нет	запах не ощущается
Очень слабая	запах не ощущается потребителем, но обна­руживается при лабораторном исследовании
Слабая	запах замечается потребителем, если обра­тить на это внимание
Заметная	запах легко замечается и вызывает неодоб­рительный отзыв о воде
Отчетливая	запах обращает на себя внимание и застав­ляет воздержаться от питья
Очень сильная	запах настолько сильный, что делает воду непригодной для употребления

3.1.1 Определение запаха при температуре 20 °С

В колбу с пришлифованной пробкой вместимостью 250-350 см³ отмеривают 100 см³ анализируемой воды при температуре 20 °С. Колбу закрывают пробкой, содержимое ее несколько раз перемешивают вра­щательными движениями. Во время вращения колбу держат за плоское дно, придерживая пальцем пробку, что сводит к минимуму выход запа­ха перед определением. Затем открывают пробку и определяют запах при вдыхании обычным способом, сравнивая с колбой, содержащей воду без запаха.

3.1.2 Определение запаха при температуре 60 °С

В колбу отмеривают 100 см³ анализируемой воды. Горлышко кол­бы закрывают часовым стеклом и подогревают на водяной бане до тем­пературы 50-60 °С.

Содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями. Сдвигая стекло в сторону, быстро определяют характер и интенсивность запаха и оценивают по пятибалльной системе согласно таблице 2.2.

 

3.2 Определение вкуса и привкуса

Органолептическим методом определяют характер и интенсив­ность вкуса и привкуса.

Различают четыре основных вида вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений относят к привкусам.

Анализируемую воду набирают в рот малыми порциями, не про­глатывая, задерживают 3-5 с. Для сравнения используют воду из другой колбы. Интенсивность вкуса и привкуса определяют при температуре 20 °С и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям, указан­ным в таблице 2.3.

Таблица 2.3 Оценка вкуса и привкуса воды

 

Интенсив­ность вкуса и привкуса	Характер проявлений вкуса и привкуса	Оценка ин­тенсивности вкуса и прив­куса, балл
Нет	вкус и привкус не ощущается
Очень слабая	вкус и привкус не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании
Слабая	вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на это его внимание
Заметная	вкус и привкус легко замечается и вызывает не­одобрительный отзыв о воде
Отчетливая	вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья
Очень сильная	вкус и привкус настолько сильны, что делают воду непригодной для употребления

 

3.3 Определение мутности

Мутность воды определяют визуально путем сравнения проб ана­лизируемой воды с чистой дистиллированной водой.

Определение проводят в цилиндрах из бесцветного одинакового стекла высотой 30-40 см и диаметром 3-4 см. В один из цилиндров на­ливают анализируемую, в другой - чистую дистиллированную воду. Для получения сопоставимых результатов слой воды в цилиндрах дол­жен быть одинаковой высоты.

Цилиндры устанавливают на матовое стекло или на белый лист бумаги, устанавливают боковое освещение (затемняют цилиндры ка­ким-либо экраном черного цвета) и сравнивают визуально мутность исследуемой и дистиллированной воды. Результаты выражают словами: вода прозрачная, едва заметная муть, слабая муть, значительная и весь­ма сильная.

 

3.4 Определение цветности

Цветность воды определяют фотометрически - путем сравнения проб испытуемой жидкости с растворами, имитирующими цвет природ­ной воды.

Реактивы: Основной стандартный раствор (раствор 1). 0,0875 г бихромата калия К₂Сг₂07, 2,0 г сульфата кобальта CoS0₄-7H₂0 и 1 см серной кислоты (относительной плотностью 1,84) растворяют в дистил­лированной воде и доводят объем раствора до 1 дм³. Раствор соответст­вует цветности 500°.

Разбавленный раствор серной кислоты (раствор 2). 1 см³ концен­трированной серной кислоты (относительной плотностью 1,84) перено­сят в мерную колбу вместимостью 1 дм³. Объем раствора в колбе дово­дят до метки дистиллированной водой.

Приготовление шкалы цветности. Для приготовления шкалы цветности используют набор цилиндров Несслера вместимостью 100 см³.

В каждом цилиндре смешивают растворы 1 и 2 в соотношении, указанном на шкале цветности (таблица 2.4).

Раствор в каждом цилиндре соответствует определенному градусу цветности. Растворы, приготовленные по шкале цветности, хранят в темном месте. Через каждые 2-3 месяца их заменяют.

Таблица 2.4 Шкала цветности

Раствор 1, см3
Раствор 2, см3
Градусы цветности

Проведение анализа

В цилиндр Несслера отмеряют 100 см³ профильтрованной через мембранный фильтр №4 анализируемой пробы воды и сравнивают со шкалой цветности, производят просмотр сверху вниз на белом фоне. Если анализируемая проба воды имеет цветность выше 70°, пробу сле­дует разбавить дистиллированной водой в определенном соотношении до получения окраски анализируемой воды, сравниваемой с окраской шкалы цветности. Полученный результат умножают на число, соответ­ствующее степени разбавления.

Более точное определение цвета можно провести с помощью фото-электроколориметра. При этом предварительно по шкале цветности строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс значения цветности, а по оси ординат - соответствующую величину оптической плотности растворов.

Оптическую плотность растворов измеряют в кюветах с толщиной ра­бочей грани 5-10 мм в синей части спектра, при длине волны 440 нм, в сравнении с контрольным раствором. Контрольным раствором служит дистиллированная вода, профильтрованная через мембранный фильтр №4.

Цветность анализируемой воды определяют по градуировочному графику и выражают в градусах цветности.

Задание 4 Определить физико-химические показатели

4.1 Определение реакции воды

Анализ проводят в двух фарфоровых чашках. В одну наливают дистиллированную, а в другую - анализируемую воду. В обе чашки погружают полоски лакмусовой бумажки и выдерживают там 15-20 мин, затем вынимают и сравнивают их между собой. Посинение лакмусовой бумажки указывает на щелочность воды, а покраснение - на кислотность. Нормальная реакция естественных вод должна быть слабощелочной на лакмус.

В пробирку с испытуемой водой добавляют 3 - 5 капель индикатора и наблюдают за окраской.

Вода, желтая с метиловым оранжевым и розовая с фенолфталеином, содержит ионы ОН^- и СО₃^2- и не содержит ионы Н⁺.

Вода бесцветная с фенолфталеином и оранжевая с метиловым оранжевым, содержит ионы Н⁺ и не содержит ионов ОН^- и СО₃^2-.

Значение рН воды определяют с помощью рН-метра.

 

4.2 Определение сухого остатка

Сухой остаток в воде определяют взвешиванием массы остатка по­сле выпаривания испытуемой воды на водяной бане. Определение со­держания сухого остатка проводится с добавлением и без добавления безводного карбоната натрия.

Определение сухого остатка методом высушивания без добавления безводного карбоната натрия: 250 см³ профильтрованной воды выпаривают в фарфоровой чашке, предварительно высушенной по постоянной массы. Выпаривание ведут на водяной бане с дистиллированной водой. Затем чашку с сухим остат­ком помещают в термостат при температуре 110 °С и сушат до постоян­ной массы. После охлаждения в эксикаторе чашку с содержимым взве­шивают. Массу осадка умножают на 4 и находят содержание сухого остатка в испытуемой воде (мг/дм³).

Пример. Масса пустой чашки - 35,8630 г, масса чашки с осадком -35,9740 г. Масса осадка: 35,9740 - 35,8630 = 0,111 г. Содержание сухого остатка 0,111-4 = 0,444 г/дм³, или 444 мг/дм³.

Данный метод определения сухого остатка дает несколько завышен­ные результаты вследствие гигроскопичности хлоридов магния и кальция и трудной отдачи кристаллизационной воды сульфатами этих металлов. Эти недостатки устраняются прибавлением к выпариваемой воде химиче­ски чистого карбоната натрия. При этом хлориды, сульфаты кальция и магния переходят в безводные карбонаты, а из натриевых солей лишь сульфат натрия имеет кристаллизационную воду, но она полностью уда­ляется высушиванием сухого остатка при температуре 150-180 °С.

 

4.3 Определение щелочности

Щелочность воды обусловливается содержанием в ней гидроксидов калия, натрия, солей щелочных, щелочноземельных металлов, а также аммиака.

Щелочность воды характеризуется количеством раствора соляной кислоты, необходимым для доведения 100 см³ воды до нейтральной реакции. Щелочность выражают в мг-экв/дм³ или в см³ раствора соля­ной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³ на 100 см³ воды.

Щелочность воды определяют путем ее титрования с двумя инди­каторами: сначала с фенолфталеином, а затем с метиловым оранжевым (или со смешанным индикатором). В первом случае определяют гидратную щелочность, во втором - общую.

Проведение анализа

 

В коническую колбу вместимостью 250 см³ вносят 100 см³ анали­зируемой воды, приливают три капли раствора фенолфталеина и осто­рожно (по каплям) титруют при помешивании раствором соляной ки­слоты концентрации 0,1 моль/дм³ до обесцвечивания.

Объем кислоты, израсходованный на титрование воды с фенолфта­леином, характеризует гидратную щелочность, которая определяется по формуле (2.1):

Т_Г = V₁ · К (2.1),

где: Т_Г - гидратная щелочность по фенолфталеину;

V₁ - объем раствора соляной кислоты концентрации 0,1 моль/ дм³, израсходованный на титрование воды, см³;

К - поправочный коэффициент к концентрации раствора соляной кислоты.

Отмечают объем соляной кислоты, израсходованной на титрование. К обесцвеченной реакционной жидкости добавляют 3-4 капли метилового оранжевого и продолжают титрование до перехода окраски раствора из желтой в оранжевую.

Реакция идет по уравнению: Na₂C0₃ + 2НС1 = 2NaCl + Н₂0 + С0₂.

 

Обработка результатов

Общий объем раствора соляной кислоты, концентрации 0,1 моль/дм³, израсходованный на титрование с обоими индикаторами, характеризует общую щелочность воды (Т_обш), которая определяется по формуле:

Т_обш = (V₁ + V₂)·K (2.2)

где V₂ - объем раствора соляной кислоты, концентрации 0,1 моль/дм³, израсхо­дованный на титрование воды с метилоранжем, см³.

Пример. На анализ взято 100 см³ воды. Объем раствора соляной кислоты (V₁), израсходованный на титрование воды с фенолфталеином, составил 2,5 см³. На титрование того же объема воды с метиловым оранжевым израсходовано 1,0 см³ раствора соляной кислоты (V₂). По­правочный коэффициент к раствору кислоты равен 1,0.

Общая щелочность (см³ раствора соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³) Т_обш = (2,5 + 1,0)1,0 = 3,5 см³/100 см³.

 

4.4 Определение содержания органических веществ (перманганатная окисляемость)

Показатель окисляемости воды характеризует содержание в ней органических веществ, способных к окислению. Окисляемость выражается в расходе перманганата калия или молекулярного кислорода в миллиграммах на 1 дм³ воды. При этом 4 мг перманганата калия примерно соответствует 1 мг кислорода.

Метод определения окисляемости воды основан на окислении веществ, присутствующих в пробе воды, раствором перманганата калия концентрацией 0,01 моль/дм³ в кислой среде при кипячении.

Без разбавления можно определять окисляемость до 10 мг 0₂/дм³ воды. Наивысшее допустимое разбавление проб - десятикратное, т. е. метод можно использовать только для проб, окисляемость которых ниже 100 мг 0₂/дм³ воды.

При определении окисляемости, дающей представление о содержа­нии в пробе окисляемых органических веществ, необходимо устранить влияние неорганических соединений, которые могут быть окисленными при определении. К таким соединениям относятся хлориды, сульфаты, нитраты, железо (II). Когда концентрация хлоридов даже после разбавления пробы превышает 300 мг/дм³, прибавляют 0,4 г сульфата ртути (II).

Железо (II), сероводород, сульфаты и нитраты следует определять отдельно, а результат, пересчитанный на окисляемость (мг 0₂/дм³), необходимо вычесть из найденной величины окисляемости пробы:

- 1 мг H₂S соответствует 0,47 мг 0₂;

- 1 мг N0₂ соответствует 0,35 мг 0₂;

- 1 мг Fе²⁺соответствует 0,14 мг 0₂.

Для разбавления проб применяют дистиллированную воду, не со­держащую окисляющих веществ.

Проведение анализа

В колбу вносят 100 см³ пробы (после двухчасового отстаивания) или меньшее ее количество, доведенное до 100 см³ дистиллированной водой для разбавления, приливают 5 см³ разбавленной серной кислоты и 10 см³ раствора перманганата калия концентрации 0,01 моль/дм³.

Смесь нагревают так, чтобы она закипела через 5 мин, и кипятят точно 10 мин. К горячему раствору прибавляют 10 см³ раствора щавелевой кислоты концентрации 0,01 моль/дм³. Обесцвеченную смесь титруют горячим (лучше при 80-90 °С) раствором перманганата калия до розового окрашивания. Температура смеси при титровании не должна падать ниже 80 °С. Израсходованный объем раствора КМп0₄ измеряют с точностью до 0,05 см³.

Одновременно готовят контрольный опыт с водой для разбавления.

Если раствор при кипячении обесцветится или побуреет, определение повторяют с разбавленной пробой. Определение повторяют и тогда, когда раствора КМп0₄ расходуется более 60% добавленного в пробу количества, т. е. расход на титрование превышает 6 см³. При титровании разбавленных проб не должно быть израсходовано меньше 20% добавленного в пробу количества перманганата калия, т. е. меньше 2 см³.

Для контрольной пробы отмеривают 100 см³ воды для разбавления и обрабатывают ее так же, как и анализируемую пробу. Расход раствора пер­манганата калия концентрацией 0,01 моль/дм³ не должен превышать 0,2 см³.

Окисляемость (мг/дм³) вычисляют по формуле (2.3):

 

= , (2.3)

где а - объем раствора перманганата калия, израсходованного на титрование основной пробы, см³;

в- объем раствора перманганата калия, израсходованного на титрование контрольной пробы, см³;

К - поправочный коэффициент к раствору;

8 - эквивалент кислорода;

V- объем пробы, взятой для анализа, см³.

Результаты округляют с точностью до 0,1 при значениях окисляемости от 0 до 10 мг 0₂/дм³ и до 1 при значениях от 10 до 100 мг 0₂/дм³.

4.5 Определение общей жесткости воды

Общая жесткость воды обусловлена содержанием в ней растворимых солей кальция и магния и выражается в мг-экв/дм³. 1 мг-экв жесткости соответствует содержанию 20,04 мг/дм³ иона кальция или 12,16 мг/дм³ иона магния. Эти величины получены делением атомной массы Са (40,08) и Mg (24,32) на 2 (валентность) и 1000 (перевод г в мг).

Для определения малых величин жесткости принят мкг-экв/дм³, который равен 0,001 мг-экв/дм³.

Жесткость воды можно выразить в градусах. Один немецкий гра­дус равен 1 мг СаО в 100 см³ воды и обозначается буквой «Н».

1 мг-экв/дм³ равен 2,804 °Н жесткости, что видно из следующего расчета: 1 мг-экв содержит в 1 дм³ 20,04 мг Са или 28,04 мг СаО.

1 °Н жесткости соответствует 10 мг СаО в 1 дм³. Следовательно, 1 мг-экв/дм³ равен: 28,04: 10 = 2,804 °Н жесткости.

Жесткость различают устранимую, постоянную и общую.

Устранимая (временная, или карбонатная жесткость) обусловлена гидрокарбонатными солями кальция и магния. При кипячении эти соли переходят в карбонаты и выпадают в осадок, вследствие чего жесткость воды уменьшается.

Постоянная жесткость обусловлена солями сильных кислот (MgCl₂, CaS0₄), которые при кипячении из раствора не удаляются.

Общая жесткость воды представляет собой сумму устранимой и постоянной жесткости.

Для определения жесткости воды применяется комплексонометрический метод.

В основу этого метода положена способность двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилона Б) образовывать прочные комплексные соединения с ионами кальция и магния.

Если определение жесткости не может быть проведено в день отбора пробы, то отмеренный объем воды, разбавленный дистиллированной водой в соотношении 1:1, допускается оставлять до следующего дня.

Пробы воды, предназначенные для определения общей жесткости, не консервируются.

Проведение анализа

Определению общей жесткости воды препятствуют медь, цинк, марганец и высокое содержание углекислых и двууглекислых солей. Влияние этих веществ устраняется в ходе анализа.

Точность определения при титровании 100 см³ составляет 0,05 мг-экв/дм³.

В коническую колбу вносят 100 см³ отфильтрованной анализируемой воды или меньший объем, разбавленный до 100 см³ дистиллированной водой. Затем прибавляют 5 см³ буферного раствора, 5-7 капель индикатора или приблизительно 0,1 г сухой смеси индикатора хромоген-черного с сухим хлоридом натрия и сразу же титруют при сильном взбалтывании раствором трилона Б концентрацией 0,05 моль/дм³ до изменения окраски в эквивалентной точке (окраска должна быть синей с зеленоватым оттенком).

Если на титрование было израсходовано больше 10 см³ раствора трилона Б концентрации 0,05 моль/дм³, то это указывает на суммарное содержание в отмеренном объеме воды ионов кальция и магния, превышающее 0,5 мг-экв. В таких случаях следует определение повторить, взяв меньший объем воды и разбавив его до 100 см³ дистиллированной водой.

Нечеткое изменение окраски в эквивалентной точке указывает на присутствие меди и цинка. Для устранения влияния этих веществ к отмеренной для титрования пробе воды прибавляют 1-2 см³ раствора сульфида натрия, после чего проводят испытание, как указано выше.

Если после прибавления к отмеренному объему воды буферного раствора и индикатора титруемый раствор постепенно обесцвечивается, приобретая серый цвет, что указывает на присутствие марганца, то к пробе воды, отобранной для титрования, до внесения реактивов следует прибавить 5 капель раствора солянокислого гидроксиламина массовой концентрации 1 г/100 см³ и определять жесткость, как указано выше.

Если титрование приобретает затяжной характер с неустойчивой и нечеткой окраской в эквивалентной точке, что наблюдается при высокой щелочности воды, отобранной для титрования, то до внесения реактивов следует прибавить раствор серной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³ в количестве, необходимом для нейтрализации щелочности воды, с последующим кипячением или продуванием раствора воздухом в течение 5 мин. После этого прибавляют буферный раствор, индикатор и далее определяют жесткость, как указано выше.

Общую жесткость воды (мг-экв/дм³) вычисляют по формуле (2.4):

, (2.4)

 

где V - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см³;

К - по­правочный коэффициент к нормальности раствора трилона Б;

V₁ - объем воды, взятой на определение, см;

0,05 - концентрация раствора трилона Б, моль/дм³.

Расхождение между повторными определениями не должно пре­вышать 2%.

4.6 Определение остаточного активного хлора

Свободный хлор в воде определяется качественно и количественно. Определение следует проводить немедленно после отбора пробы.

4.6.1 Качественное определение свободного хлора.

В стакан или фарфоровую чашку наливают 200-300 см³ испытуемой воды, приливают к ней 5 см³ раствора серной кислоты концентрации 25 г/100 см³, 5 см³ раствора йодида калия концентрации 10 г/100 см³ и 2-3 см³ 1% -го раствора крахмала. При наличии в воде свободного (растворенного) хлора раствор синеет.

4.6.2 Количественное определение остаточного активного хлора титрованием метиловым оранжевым

Метод основан на окислении свободным хлором метилового оранжевого.

Проведение анализа

100 см³ анализируемой воды помещают в коническую колбу вме­стимостью 250 см³, добавляют 2-3 капли раствора соляной кислоты концентрации 5 моль/дм³ и при помешивании быстро титруют раствором метилового оранжевого концентрации 0,005 г/100 см³ до появления неисчезающей розовой окраски.

Массовую концентрацию свободного остаточного хлора (мг/дм³) вычисляют по формуле (2.5):

_, (2.5)

где V - объем раствора метилового оранжевого концентрации 0,005 г/100 см³, израсходованный на титрование, см³;

0,0217 - титр раствора метилового оранжевого; 0,04 - эмпирический коэффициент;

V₁ - объем воды, взятый для анализа, см³;

1000 – коэффициент, учитывающий расчет на 1 дм³.

 

Задание 5 Рассчитать количество кислоты, требующейся для снижения щелочности умягченной воды

Для снижения щелочности умягченной воды применяются соляная или уксусная кислоты, как химически чистые, так и технические.

Расчет необходимого количества кислот для окисления щелочности производится лабораторией.

Пример 1. Щелочность воды составляет 7 см³ раствора соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³на 100 см³ воды. Определить количество соляной кислоты, требующееся для доведения щелочности 1000 дал воды до 6 см³ раствора соляной кислоты на 100 см³ воды.

В 1 дм³ раствора содержится 3,64 г соляной кислоты, в 100 дм³ - 364 г.

В концентрированной соляной кислоте плотностью 1,19 г/мл содержится кислоты 39,11%, следовательно, концентрированной соляной кислоты требуется 364 ·100 / 39,11 = 930,7 г или 930,7/1,19 = 782,1 см³.

Пример 2. Щелочность воды составляет 7,5 см³ раствора НСl кон­центрации 0,1 моль/дм³ на 100 см³. Определить количество уксусной кислоты, требующееся для доведения щелочности 1000 дал воды до 6 см³ раствора соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³, необходимой на нейтрализацию 100 см³ воды.

Для снижения щелочности воды на 1,5 см³ (7,5-6,0) требуется добавить 1,5 см³ раствора уксусной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³ на 100 см³ воды, что соответствует 150 дм³ раствора уксусной кислоты на 1000 дал воды.

В 1 дм³ раствора уксусной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³ со­держится 6 г уксусной кислоты, а в 150 дм³ - 900 г кислоты. При применении раствора уксусной кислоты с массовой долей 80% требуется добавить 900·100/80·1,07 = 1,05 дм³ раствора кислоты на 1000 дал воды.

 

Задание 6 Сделать выводы по проделанной работе, ответить на контрольные вопросы

Вопросы для контроля:

1. Назовите микробиологические и токсикологические показатели питьевой воды.

2. Назовите требования к воде, используемой для приготовления ликероводочных изделий.

3. Расскажите методику отбора проб воды и схему контроля качества воды, поступающей на производство ликероводочных изделий.

4. Перечислите органолептические показатели качества воды, расскажите методику их определения.

5. Что понимают под щелочностью воды?

6. Что характеризует показатель окисляемости воды? Как он определяется?

7. Как определить содержание активного остаточного хлора в воде?

8. Что такое жесткость воды и чем она определяется? Каково влияние жесткости воды на качество ликероводочных изделий?

9. Расскажите о водоподготовке на ликероводочных предприятиях.

 

Лабораторная работа №3

АНАЛИЗ ИНГРЕДИЕНТОВ

 

Цель работы: изучить требования, предъявляемые к показателям качества сахара-песка, сахара-рафинада, натурального меда; освоить органолептические и физико-химические методы их анализа.

Аппаратура и реактивы:

- сушильный шкаф СЭШ-3М с набором металлических бюкс;

- эксикатор, тигельные щипцы, стеклянные палочки;

- весы аналитические;

- поляриметр СУ-3;

- водяная баня;

- рефрактометр УРЛ-1;

- термометр;

- воронки, бумажный фильтр;

- дистиллированная вода;