1.1Визначення кислотного числа світлих олій
Принцип методу заснований на титруванні ( нейтралізації) вільних жирних кислот лугом у присутності індикатора.
Реактиви: 0,1N спиртовий розчин гідроксиду калію або натрію; 1% - ний спиртовий розчин фенолфталеїну; нейтралізована суміш 96% -ного етилового спирту з етиловим ефіром (1:2).
Прилади, хімічний посуд: терези лабораторні 4-го класу, бюретка з штативом, колби конічні плоскодонні місткістю 100мл.
Хід виконання роботи. В колбу на терезах 4-го зважують 4 – 5г олії із записом результату до другого десяткового знака і підливають 50 мл суміші етилового спирту з етиловим ефіром, додають 3 – 5 крапель розчину фенолфталеїну. Отриманий розчин при постійному перемішуванні титрують з бюретки розчином гідроксиду калію або натрію до отримання слабо рожевого забарвлення, яке не зникає протягом 30 с.
Опрацювання результатів. Кислотне число обчислюють за формулою:
КЧ = 5,611VK/m,
де 5,611 – титр 0,1N розчину гідроксиду калію, мг/мл; V – об´єм 0,1N розчину лугу, витрачене на титрування, см3; К – поправка до титру; m – маса наважки олії, г.
1.2 Визначення кислотного числа темних олій
При визначенні кислотного числа темнозабарвлених олій, описаним вище способом через темне забарвлення розчинну важко встановити момент зміни забарвлення індикатора. Тому для темних олій визначення кислотного числа ведуть сольовим методом або методом потенціометричного титрування.
Сольовий метод. Це візуальний метод, при якому кінець титрування визначається по змінні забарвлення сольового розчинну.
Принцип методу. Метод заснований на нейтралізації вільних жирних кислот лугом, але органічні розчинники для олії не застосовують, реакцію нейтралізації ведуть в насиченому нейтральному розчинні хлориду натрію. Після нейтралізації всіх вільних кислот надмірна кількість лугу переходить в розчин кухарської солі і забарвлює його у присутності фенолфталеїну в світло – рожевий колір.
Реактиви: Насичений нейтралізований розчин хлориду натрію, 1% - й спиртовий розчин фенолфталеїну, 0,1 н. водний розчин гідроксиду калію.
Прилади, хімічний посуд:терези лабораторні 4-го класу, бюретка з штативом, колби конічні плоскодонні з пришліфованими пробками місткістю 250мл.
Хід виконання роботи. В конічну колбу місткістю 250мл з пришліфованою пробкою на терезах 4 –го класу зважують наважку приблизно 10г олії із записом результату до другого десяткового знака, додають 50 – 60мл насиченого нейтралізованого розчину NaCl і 0,5мл 1% -го спиртового розчину фенолфталеїну.
Колбу закривають пробкою, струшують і вміст титрують 0,1 н. водним розчином КОН (при високому кислотному числі можна застосовувати 0,25 н. розчин КОН). При титруванні струшування повторюють кожний раз після додавання 4 – 5 крапель лугу до тих пір, поки не зникне забарвлення нижнього шару рідини. Якщо після чергового струшування забарвлення почне поволі зникати, колбу струшують після додавання 1 – 2 крапель розчину лугу. Титрування ведуть до появи стійкого рожевого забарвлення нижнього шару рідини.
Кислотне число розраховують за тією ж формулою, що і при визначенні кислотного числа світлих олій.
Завдання 2. Метод визначення пероксидного числа жирів та олій
(ДСТУ 4570:2006)
Пероксидного числа (peroxide value) – відношення кількості речовин у пробі, у перерахунку на активний кисень, які за стандартних умов окислюють йодид калію, до маси дослідної проби. Характеризує кількість первинних продуктів окислення жирів – пероксидних сполук ( гідро перекисів, перекисів, діалкілперекисів ), які здатні виділяти з водного розчину йодистого калію йод. Виражається у мілімолях активного кисню на кілограм проби. Пероксидне число є показником ступеня свіжості олії та жирів.
Принцип методу ґрунтується на реакції взаємодії продуктів окиснення олії та жирів ( пероксидів та гідро пероксидів ) із йодистим калієм у розчині оцтової кислоти і хлороформу та подальшому кількісному визначенні йоду, що виділився, розчином тіосульфату натрію титриметричнимметодом.
Реактиви: вода дистильована, льодяна оцтова кислота х.ч., хлороформ, водний розчин йодиду калію х.ч., із масовою часткою 50 – 55% свіжоприготовлений, розчин крохмалю з масовою часткою 0,5% водний розчин натрію сіркуватистокислого (натрію тіосульфату) пентагідрату (Na2S2O3 ∙5H2O) молярних концентрацій 0,01 моль/дм3 (0,01 н.) або 0,002 моль/дм3 (0,002 н),стандарт-титри тіосульфату натрію з масою речовини в ампулі, що дорівнює 0,1 г - екв - 0,1 г – моль.
Розчин йодиду калію зберігають у темній посудині. Перед застосуванням перевіряють придатність розчину, додають дві краплі розчину крохмалю до 0,5 см3 розчину йодиду калію в 30 см3 суміші оцтової кислоти хлороформу у співвідношенні 3:2. Якщо для знебарвлення блакитного забарвлення, що з´явилося, витрачають більше однієї краплі 0,01 моль/дм3 розчину тіосульфату натрію – розчин йодистого калію не придатний і необхідно приготувати свіжий.
Розчин крохмалю готують так: змішують 5 г розчинного крохмалю з 30 см3 холодної дистильованої води та при перемішуванні вливають ці суміш у 1000 см3 киплячої води кип´ятять протягом 3 хв.
Розчин натрію сіркуватистокислого (натрію тіосульфату) молярної концентрації с (Na2S2O3 ∙ 5H2O) = 0,1 моль/дм3 (0,1 н.) готують двома способами:
- натрію сіркуватистокислого – реактиву згідно з ГОСТ 25794.2, п. 2.11;
- зі стандарт – титрів (фіксаналів) натрію сіркуватистокислого. Розчин придатний до застосування через 10 – 14 діб. Розчин зберігають у склянці з темного скла. Термін зберігання отриманого зі стандарт – титрів розчину молярної концентрації с (Na2S2O3 ∙5H2O) = 0,1 моль/дм3 без додаткового контролю концентрації – 1 місяць. Після закінчення терміну зберігання необхідно визначити поправку до номінальної концентрації розчину тіосульфату натрію згідно з ГОСТ 25794.2, п. 2.11.3. Якщо під час зберігання з´являються пластівців або осад, розчин не треба застосовувати.
Для отримання розчину тіосульфату натрію необхідний молярних концентрацій с (Na2S2O3 ∙ 5H2O) = 0,002 моль/дм3 або с (Na2S2O3 ∙ 5H2O) = 0,01 моль/дм3 приготовлений розчин натрію сіркуватистокислого (натрію тіосульфату) молярної концентрації с (Na2S2O3 ∙5H2O) = 0,1 моль/дм3 розбавляють відповідно в 50 та 10 разів. Розбавляють безпосередньо перед використанням.
Хімічний посуд і прилади: ваги лабораторні 2-го та 3-го класу точності,конічні колби місткістю 250 см3 з притертими скляними пробками,циліндри на 25 та 100 см3 , годинник піщаний на 1 хв. та 5 хв., піпетки, бюретки, секундомір.
Порядок виконання роботи: Якщо олія прозора, пробу олії, яка призначена для аналізування, добре перемішують. За наявності олії каламутності або осаду пробу фільтрують за температури (20 ± 2)° C. Пробу олії можна зберігати у холодильнику в місткості з темного скала із притертою пробкою не більше ніж 5 днів.
Масу проби,необхідну для дослідження, в залежності від передбачуваних пероксидних чисел визначають згідно з таблицею 4.
Таблиця 4
Залежність величини дослідної проби від передбачуваного пер оксидного числа
Передбачувані значення пероксидних чисел, ммоль1/2 О/кг Від 0 до 6,0 6,0 до 10,0 10,0 до15, 15,0 до 25,0 25,0 до 40,0 |
Маса досліджуваної проби, г 5,000 – 2,000 2,000 – 1,200 1,200 – 0,600 0,600 – 0,500 0,500 – 0,300
|
Пробу олії або жиру зважують у конічну колбу. У колбу додають 10 см3 хлороформу, швидко розчиняють дослідну пробу, приливають 15 см3 оцтової кислоти та 1 см3 розчину йодиду калію, після чого колбу відразу закривають пробкою. Вміст колби переміщують протягом 1 хв. і залишають на 5 хв. у темному місці за температури від 15 ° C до 25 ° C. Потім додають 75 см3 дистильованої води, ретельно переміщують і додають розчин крохмалю до появи слабкого однорідного фіолетово – синього забарвлення. Йод, що виділився, титрують розчином тіосульфату натрію до зникнення фіолетово – синього забарвлення і появи молочно – білої забарвленості, стійкої протягом 5 с.
Концентрацію розчину тіосульфату натрію обирають залежно від передбачу вального значення пероксидного числа: більше ніж 6,0 ммоль1/2 О/кг використовують розчин тіосульфату натрію молярної концентрації с (Na2S2O3 ∙5H2O) = 0,01 моль/дм3, менше 6,0 ммоль1/2 О/кг титрують розчином тіосульфату натрію молярної концентрації с (Na2S2O3 ∙5H2O) = 0,002 моль/дм3.
Якщо на титрування витрачається менше 0,5 см3 розчину тіосульфату натрію концентрацією 0,01моль/дм3, повторюють титрування розчином тіосульфату натрію концентрацією 0,002 моль/дм3 з енергійним перемішуванням. Якщо очікуване пероксидне число менше ніж 1,0 ммоль1/2 О/кг, то для титрування рекомендовано використання мікробюретки об´ємом 5 см3.
Паралельно роблять контрольний дослід без дослідної проби олії чи жиру. Якщо у контрольному досліді на титрування витрачено понад 0,1 см3 0,01 моль/дм3 розчину тіосульфата натрію, то перевіряють відповідність реактивів вимогам стандартів і повторюють випробування.
Опрацювання результатів. Пероксидне число (ПЧ) в1/2 О ммоль/кг обчислюють за формулою
ПЧ
= 
де V,V0 - об´єм розчину тіосульфату натрію відповідно в основному і контрольному досліді, см3; С – концентрація розчину тіосульфату натрію, моль/дм3; m – маса дослідної проби, г; 1000 – коефіцієнт, що враховує перерахунок результату вимірювання в ммоль/кг.
Пероксидне число виражають у 1/2 О ммоль/кг, що відповідає кількості кисню, використаного в даній окиснювано – відповідній реакції, в міліеквівалентах на кілограм. У деяких міжнародних стандартах пероксидне число виражають у мілімолях активного кисню на кілограм, тоді одержане за цією методикою числове значення пероксидного числа зменшується вдвічі.
Обчислюють із точністю до другого десяткового знаку з подальшим округленням до першого десяткового знаку. Відносне розходження допустиме між результатами двох паралельних визначень складає 5 % при значеннях пероксидного числа від 3,01/2 О ммоль/кг і більше та 10 % при значеннях менше 3,0 1/2 О ммоль/кг.
Для того, щоб виразити пероксидне число в мілімолях активного кисню на кілограм жиру, мікрограмах активного кисню на грам жиру або у відсотках йоду необхідно помножити результат одержаний згідно даної методики та коефіцієнти перераховування, які наведено у таблиці 5.
Таблиця 5
Коефіцієнти перерахунку пероксидного числа
Спосіб вираження |
Коефіцієнт перерахунку |
мекв/кг |
1 |
ммоль/кг |
0,5 |
мкг/г |
8 |
г йоду/100 г |
1/78 |
Завдання 3. Визначення йодного числа олій (за ДСТУ 4569:2006)
Йодне число (ЙЧ) – кількість грамів йоду, еквівалентна кількості галогену, що приєднався за місцем подвійних зв´язків до 100 г досліджуваної олії, жиру або жирних кислот. Йодне число виражають у відсотках йоду.
Під час взаємодії галогенів з ненасиченими жирними кислотами до кожного подвійного зв´язку приєднується одна молекула галогену:
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH + J2 → CH3(CH2)7CHJ-HJ(CH2)7COOH
В лабораторній практиці для насичення подвійних зв´язків використовують бром і йод, або сполуки галогенів один з одним – хлористий йод CIJ або бромистий йод BrJ.
Для кількості насичення подвійних зв´язків потрібно дотримуватись певних умов – 100% - вого надлишку галогену, проведення реакції темряві в колбах з притертими пробками.
Йодоване число кожного жиру коливається в певних межах і є однією з важливих характеристик олій та жирів. За цим показником можна судити про ступінь не насиченості жиру, здатності йог до окиснення, висихання, приєднання водню і т.д. Оскільки приєднання йоду відбувається у місці подвійних зв´язків у молекулах ненасичених жирних кислот, йодне число дає уявлення про вміст цих кислот у жирі. Крім того йодне число характеризує ступінь свіжості жирів. При окисненні жирів ЙЧ зменшується. Чим вище йодне число, тим легше окислюється жир, тому він більш придатний для виготовлення лаків, фарб, оліфи і менш придатний для вживання в їжу. ЙЧ використовують для визначення виду жиру, здатності його до «висихання», розрахунку потрібної кількості водню для його гідрогенізації.
ДСТУ 4569:2006 «Жири тваринні і рослинні та олії. Методи визначення йодного числа» встановлює такі методи визначення в них йодного числа:
метод Кауфмана – визначення йодного числа розчином бромистого натрію та брому в метиловому спирті;
метод Гюбля – визначення йодного числа йодно – ртутним розчином;
метод Війса – визначення йодного числа розчином хлорного йоду в крижаній оцтовій кислоті.
Застосування того чи іншого методу встановлюється в стандартах або технічних умовах на кожний вид жиру.
Також відомий прискорений метод Маргошеса, який дозволяє швидко отримати готовий результат, проте він поступається точністю і повторюваністю перед іними методами.