Порядок выполнения работы. Приборы, посуда, реактивы и материалы: Колориметр фотоэлектрический КФК-2; рефрактометр; весы лабораторные общего назначения 2-го класса точности с наибольшим

Приборы, посуда, реактивы и материалы: Колориметр фотоэлектрический КФК-2; рефрактометр; весы лабораторные общего назначения 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г; секундомер; баня водяная; чашка нейзильберовая; стаканы химические; палочки стеклянные; пробирки; мерные колбы вместимостью 100; 500:
1000 см³; пипетки вместимостью 1; 2; 5 см³; бумага фильтровальная; термометр; 2 моль/дм³ раствор уксусной кислоты; 10 %-ный раствор калия йодистого KI; М/600 раствор калия йодноватокислого КIO₃; крахмал растворимый; сахар-сырец.

 

1. Качественная реакция на крахмал

 

С раствором йода крахмал даёт даже при очень малой концентрации яркую синюю окраску, исчезающую при нагревании и вновь появляющуюся при охлаждении. Эта цветная реакция позволяет обнаружить присутствие даже ничтожного количества крахмала.

Синяя окраска обусловлена образованием адсорбционного соединения. Известно, что амилоза окрашивается йодом в синий цвет, а амилопектин в краснофиолетовый. Максимальное поглощение окрашенного соединения йода с амилозой наблюдается при l=650 нм, а амилопектина при l=540 нм. Амилопектин, в отличие от амилозы, более устойчив к температуре и действию щелочей.

На основании цвета окраски с йодом можно судить и о степени расщепления крахмала. Об интенсивности окраски, возникающей при добавлении йода к раствору, измеренной при l =
570 нм, можно судить о количестве крахмала. На этом основан фотометрический метод определения крахмала в сахаре-сырце, соке, сиропе, мелассе, белом сахаре тростниково-сахарного производства. По мере расщепления крахмала синяя окраска переходит в сине-фиолетовую, а затем вишнёво-красную.

Исследование ряда образцов сырца показывает, что при добавлении йода растворы сахара-сырца имеют сине-фиолетовую окраску, что свидетельствует о наличии в сырце растворимого крахмала и продуктов его расщепления.

Растворимый крахмал и продукты его деструкции осаждаются 50 %-ным спиртом. Следовательно, использование сахара, содержащего крахмал, при приготовлении крепких алкогольных напитков может привести к выпадению крахмала в осадок, т. е. образованию мути.

2. Определение крахмала

Приготовление 2 моль/дм³ раствора уксусной кислоты

60 см³ ледяной уксусной кислоты разбавляют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 500 см³, доводят объем до метки.

 

Приготовление 10 %-ного раствора йодистого калия (КI)

10 г КI, высушенного при 105 ^oС. переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, растворяют в дистиллированной воде и доводят объём до метки.

 

Приготовление М/600 раствора йодноватокислого калия (KIO₃)

0, 3567 г KIO₃, высушенного при температуре 105 ^оС, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, растворяют в дистиллированной воде и доводят объём до метки.

 

Построение калибровочной кривой

Готовится исходный раствор крахмала концентрацией
0, 5 мг/см³. Для этого 50 мг растворимого крахмала помещают в химический стакан, растворяют в 70 - 80 см³ дистиллированной воды. Стакан с содержимым нагревают на водяной бане, периодически помешивая раствор стеклянной палочкой, и выдерживают в кипящем состоянии 2 - 3 мин. Затем раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью
100 см³ и доводят дистиллированной водой объём до метки.

Для построения калибровочной кривой используют стандартные рабочие растворы, приготовленные из раствора крахмала с концентрацией 0, 5 мг/см³. Для этого в 7 пробирок добавляют от 1 до 7 см³ приготовленного раствора крахмала и от 9 до 3 см³ дистиллированной воды (табл. 11).

Таблица 11

Расчётная таблица приготовления стандартных рабочих растворов для построения калибровочной кривой

№ п/п	Количество, см3	Содержание крахмала, мг/см3
раствора крахмала	дистиллированной воды	Общий объём
				0, 05
				0, 10
				0, 15
				0, 20
				0, 25
				0, 30
				0, 35

0.15 0, 2 0, 25 Крахмал, мг/смЗ

 

В семь пробирок вносят по 1 см³ каждого стандартного раствора крахмала, 1, 2 см³ 2 моль/дм³ уксусной кислоты, 0, 25 см³
10 %-ного раствора КI и 2, 5 см³ М/600 раствора КIO₃, тщательно перемешивают горизонтальными встряхиваниями и выдерживают 5-10 мин.

Рис.1. Калибровочная кривая

 

Для приготовления раствора сравнения смешивают 1 см³ дистиллированной воды, 1, 2 см³ раствора уксусной кислоты,
0, 25 см³ 10 %-ного раствора KI и 2, 5 см³ М/600 раствора KIO₃.

Оптическую плотность окрашенного комплекса продуктов деструкции крахмала с йодом по отношению к раствору сравнения измеряют на фотоэлектроколориметре в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см при длине волны 570 нм.

Калибровочную кривую строят, откладывая по оси абсцисс количество крахмала, находящегося в каждом стандартном рабочем растворе (от 0, 05 до 0, 35 мг); по оси ординат соответствующие им значения оптической плотности окрашенного комплекса продуктов деструкции крахмала с йодом.

Проведение испытания

Готовят из исходного сахара-сырца раствор с СВ = 8 - 10 %. Для этого необходимо взвесить 10 г сахара-сырца и растворить его в 80 см³ тёплой дистиллированной воды.

В нейзильберовой чашке взвешивают 50, 00 г приготовленного раствора, растворяют небольшими порциями горячей дистиллированной воды, переводят в чистую сухую мерную колбу вместимостью 100 см³. Содержимое охлаждают до 20±0, 1 ^оС. доводят объём водой до метки и фильтруют через бумажный фильтр.

В профильтрованном растворе с помощью рефрактометра определяют массовую долю сухих веществ.

В пробирку помещают 1 см³ полученного раствора, добавляют 1, 2 см³ раствора уксусной кислоты, 0, 25 см³ 10 %-ного раствора КI и 2, 5 см³ М/600 раствора KIO₃, перемешивают горизонтальными движениями и оставляют при комнатной температуре на 5-10 мин. На фотоэлектроколориметре измеряют оптическую плотность раствора (D ₁) в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см при длине волны 570 нм, используя в качестве раствора сравнения контрольный раствор.

Контрольный раствор готовят, смешивая в пробирке 1 см³ дистиллированной воды, 1, 2 см³ раствора уксусной кислоты,
0, 25 см³ 10 %-ного раствора KI и 2, 5 см³ М/600 раствора KIO₃.

Готовят «нулевой» раствор, для чего в пробирку помещают 1 см³ раствора сахара, 1, 2 см³ раствора уксусной кислоты и
2, 75 см³ дистиллированной воды, перемешивают и определяют оптическую плотность (D _o), используя в качестве раствора сравнения дистиллированную воду.

Обработка результатов

Оптическую плотность йодкрахмального комплекса в сахарсодержащем растворе, D, вычисляют по формуле:

к ■ 105 0, 07-105

D = D ₁ – D ₀,

где D -– оптическая плотность исследуемого раствора; D ₀ – оптическая плотность «нулевого» раствора.

 

По калибровочной кривой по оптической плотности окрашенного комплекса продуктов деструкции крахмала D определяют количество продуктов деструкции крахмала.

Содержание продуктов деструкции крахмала в сахаре-сырце К, мг/кг, вычисляют по формуле:

где k – количество продуктов деструкции крахмала по калибровочной кривой, мг; СВ – массовая доля сухих веществ в фильтрате, %; r – плотность фильтрата, г/см³.

 

По табл. приложения 2 в зависимости от массовой доли сухих веществ фильтрата находят плотность фильтрата.

Пример расчёта:

Оптическая плотность йодкрахмального комплекса в сахарсодержащем растворе: D = D ₁ – D ₀ = 0, 15 – 0, 105 = 0, 045,

где 0, 15 – оптическая плотность исследуемого раствора;
0, 105 –оптическая плотность «нулевого» раствора.

По калибровочной кривой значению D = 0, 045 соответствует содержание крахмала k = 0, 07 мг/ см³. Сухие вещества в фильтрате – 8, 0 %. Этому значению соответствует плотность 1, 0299 г/см³.

Вычисляем содержание продуктов деструкции крахмала в сахаре-сырце К, мг/кг:

В пересчёте на проценты получаем 0, 085 % крахмала в сахаре-сырце.

Вопросы для самоподготовки

1. Какие несахара присутствуют в сахаре-сырце?

2. В чём заключается качественная реакция на присутствие крахмала в сахаре-сырце?

3. Для чего необходимо построение калибровочной кривой для определения крахмала и как она строится?

4. Методика определения крахмала в сахаре-сырце?