Посуда, оборудование, реактивы

1. Колбы конические на 500 мл — 2 шт.

2. Колбы конические на 250 мл. — 2 шт.

3. Колбы конические на 100 мл — 2 шт.

4. Часовые стекла — 2 шт.

5. Бюретка на 50 мл. — 1 шт.

6. Пипетки Мора на 5 мл — 2 шт.

7. Тиосульфат натрия 0,1н. раствор.

8. Крахмал 1 % раствор.

9. Йод 0,1 н. раствор.

10. Сульфит натрия 0,8н. раствор с 0,001 М раствором сернокислой меди.

 

Ход анализа

Определение объема раствора йода, необходимого для работы

В коническую колбу на 250 мл отбирают 5 мл свежеприготовленного 0,8н. раствора сульфита и приливают к нему из бюретки раствор йода до появления светло-коричневой окраски. Так определяют необходимый объем раствора йода (α). Затем добавляют 0,5 мл 1% раствора крахмала и титруют 0,1н. раствором тиосульфата до исчезновения синей окраски. На титрование должно пойти 1-3 мл тиосульфата. Далее проверяют правильность определения объема йода (α): в чистую колбу на 250 мл наливают (α) мл 0,1н. раствора йода и титруют его тиосульфатом. Если объем йода подобран правильно, то на его титрование идет около 30-40 мл тиосульфата.

 

Определение сульфитного числа до и после аэрации

Для анализа наливают 100 и 300 мл 0,8 н. раствора сульфита в конические колбы. Затем из каждой колбы отбирают по 5 мл сульфита в конические колбы на 250 мл, в которые заранее наливают по (α) мл раствора йода. Колбы закрывают часовыми стеклами и оставляют в темноте на 5—10 мин., затем споласкивают часовые стекла дистиллированной водой в ту же колбу, которую они закрывали, и титруют содержимое 0,1 н. тиосульфатом. Количество тиосульфата в мл (П_н) записывают в таблицу.

Колбы с разными объемами сульфита помещают на 20 минут на качалку (время включения и выключения качалки замечают с точностью до 1 мин). К моменту выключения качалки в 2 колбы на 100 мл наливают подобранный для работы раствор йода (α). Остановив качалку, отбирают из встряхиваемых колб по 5 мл раствора сульфита и приливают пробы к раствору йода. Снова включают качалку еще на 20—25 мин. Отобранные пробы выдерживают в темноте и титруют 0,1 н. раствором тиосульфата, как указано выше. Количество мл тиосульфата (П_х1) записывают в таблицу. В ту же таблицу вносят результаты (П_х2), полученные титрованием пробы сульфита, отобранной еще через 20—25 мин.

Так как сульфит при аэрировании окисляется в сульфат, то на его связывание требуется все меньше йода и соответственно все больше тиосульфата идет на титрование свободного йода.

 

Расчет сульфитного числа

Скорость поступления кислорода в раствор сульфита:

мг О₂/л/мин,

где П_н — количество мл 0,1 н. раствора тиосульфата, пошедшее на титрование, 5 мл раствора сульфита до аэрации;

П_х — количество мл 0,1 н. раствора тиосульфата, пошедшее на титрование, 5 мл раствора сульфита после аэрации;

Т — время аэрации в минутах;

0,8 — количество мг кислорода, идущее на окисление 1 мл 0,1 н. раствора тиосульфата;

α — коэффициент перерасчета на 1 литр сульфита; в данном случае он равен 200, так как на титрование берут 5 мл сульфита.

Для каждой колбы рассчитывают сульфитные числа после первого и второго периодов аэрации и берут среднее из двух чисел. Полученные результаты записывают в таблицу.

 

Зависимость скорости поступлений кислорода

в раствор сульфита от интенсивности аэрации

 

Условия опыта	Пн	Пх1	Пх2	Скорость поступления кислорода в раствор сульфита в мг О2 л/мин.
		средняя
100 мл сульфита
300 мл сульфита

 

Контрольные вопросы

1. Что характеризует сульфитное число?

2. Достоинства и недостатки сульфитного метода оценки массообмена?

3. Приведите уравнение скорости массопередачи по кислороду в процессе биосинтеза.

4. Что входит в понятие «объемный коэффициент массопередачи»?

5. Какие выводы можно сделать по Вашей лабораторной работе?

6. Какие факторы оказывают влияние на массообмен по кислороду в ферментере и какими приемами его можно повысить?