Сущность объемно- иодометрического метода метода

Железосинеродистый калий (красная кровяная соль) в щелочной среде восстанавливается редуцирующими сахарами до железистосинеродистого калия:

 

6 K₃Fe(CN)₆ + C₆H₁₂O₆ + 3 KOH → 6 K₄Fe(CN)₆ + 3 C₂H₄O₆ + 3 H₂O

 

Избыток железосинеродистого калия определяют иодометрическим методом:

 

2 K₃Fe(CN)₆ + 2 KI + 3 ZnSO₄ → I₂ + K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂ + 3 K₂SO₄

 

I₂ + Na₂S₂O₃→ 2 NaI + Na₂S₄O₆

 

В присутствии смеси солей Na₂HPO₄ и Na₂CO₃ железосинеродистый калий почти одинаково интенсивно взаимодействует с фруктозой при 55^ОС и при 100^ОС, в то время как глюкоза реагирует при 100^ОС интенсивно, а при 55^ОС-очень слабо.

Были найдены следующие температурные коэффициенты:

для фруктозы - Ф₁₀₀/Ф₅₅=1.16,

для глюкозы - Г₁₀₀/Г₅₅=10.8,

где Ф₁₀₀ и Г₁₀₀-количество железосинеродистого калия, восс­тановленного фруктозой и глюкозой при 100^ОС в течение 15 мин.

Ф₅₅ и Г₅₅ - количество железосинеродистого калия, восс­тановленного фруктозой и глюкозой при 55^ОС в течение 30 мин.

Определив количество железосинеродистого калия, восстановленного исследуемым раствором при 55 и 100^ОС, можно подсчитать количество глюкозы и фруктозы в смеси.

2.Методика расчета:

Объем 0.005н раствора тиосульфата натрия (мл), соответствующий фруктозе, вычисляется по формуле:

 

(а-с)-10.8(а-b)

Вф= -------------------,

1.16-10.8

а - объем, соответствующий глюкозе - по следующей формуле:

 

В_г= (а-с) - 1.16*В_ф = 1.12(а-с) - 1.30(а-b)

 

Так как с изменением концентрации сахара изменяется и соотношение объем тиосульфата-сахар, необходимо при вычислении содержания сахара учитывать эти изменения введением поправок. С поправками формулы приобретают следующий вид:

166 + (а-b)

Ф = ------------ *Вф;

 

 

145 + (а-с)

Г=------------ *Вг,

 

где Ф -количество фруктозы в смеси, мг

Г -количество глюкозы в смеси, мг

В_ф-объем 0.005н раствора тиосульфата натрия, соответствующий фруктозе, мл

В_г-объем 0.005н раствора тиосульфата натрия, соответствующий глюкозе, мл

а -объем 0.005н раствора тиосульфата натрия, затраченный при титровании реактива, мл

b -объем 0.005н раствора тиосульфата натрия, затраченный при титровании реактива после реакции при 55^ОС, мл

с -объем 0.005н раствора тиосульфата натрия, затраченный при титровании реактива после реакции при 100^ОС, мл

 

Материалы: 1.Растительный материал (листья сахарной свеклы, пшеницы и т.п.);

2.Стеклянный песок;

3.Мел;

 

Реактивы: 1.Железосинеродистый реактив

2.Сульфат цинка, 10%-ный раствор;

3.Сульфат цинка, 3%-ный раствор в уксусной кислоте;

4.Иодид калия, 20%-ный раствор;

5.Тиосульфат натрия, 0.005н раствор;

6.Соляная кислота, 1н раствор;

7.Натрия гидроксид, 1н раствор;

8.Фенолфталеин спиртовой;

9.Крахмал, водный раствор;

10.Вода дистиллированная;

 

Оборудование: 1.Весы технические

2.Ступка с пестиком

3.Бани водяные - 2 (100 и 55^ОС)

4.Колбы мерные на 100 и 50 мл

5.Воронка

6.Пипетки на 1 (2 шт),5 (3 шт) и 25 (1шт) мл

7.Пробирки с пробками (3 шт)

8.Колбы для титрования (3 шт)

9.Бюретка для титрования (Na₂S₂O₃)

 

Ход анализа:

Навеску исследуемого вещества берут с таким расчетом, чтобы в ней было не более 50 мг моносахаридов и 100 мг суммы сахаров (листьев сахарной свеклы и пшеницы весной-3...5 г, озимой пшеницы осенью-1...2 г). Чем старее листья, тем меньше навеска. Измельченный исследуемый материал взвешивают в бюксе, закрывают и помещают в пары кипящей воды на 10...15 мин для дезактивации ферментов.

После этого пробу переносят в ступку, растирают и смывают дистиллированной водой в мерную колбу на 100 мл, доводят объем до 70-80 мл. Для осаждения белков и других мешающих веществ прибавляют на каждый грамм навески 1 мл 1н раствора NaOH (на сырое ве­щество).

После осаждения добавляют 10%-ный раствор ZnSO₄ в количестве, превышающем объем прилитой щелочи в 1.2 раза. Общий объем в колбе доводят дистиллированной водой до 100 мл, перемешивают, дают отстояться и фильтруют в сухую колбу через складчатый фильтр, выбрасывая первую порцию фильтрата.

1.Определение содержания фруктозы и глюкозы.

В две пробирки набирают пипеткой по 5 мл фильтрата, добавляют по 5 мл железосинеродистого реактива, перемешивают, закрывают пробирки пробками и помещают одну пробирку в кипящую водяную баню на 15 мин, а другую- в водяную баню, нагретую до температуры 55^ОС и выдерживают при этой температуре 30 мин.

После этого пробирки охлаждают под струей холодной воды, растворы переносят в колбы для титрования, добавляют по 1 мл 20%-ного раствора KI, по 5 мл 3%-ного раствора сульфата цинка в уксусной кислоте и титруют выделившийся иод 0.005н раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала до исчезновения синей окраски.

Отдельно титруют 5 мл реактива, что служит контролем.

Из полученных данных вычисляют процентное содержание глюкозы и фруктозы по формулам:

 

А*[1.12*(a-c)-1.3*(a-b)]*[145+(a-c)]

Хг= --------------------------------------

V*N*10000

 

 

А*[1.12*(a-c)-0.104*(a-c)]*[166+(a-b)]

Хф= ---------------------------------------

V*N*10000

 

А*[143+(a-c)]*(a-c)

Хм= --------------------- (%),

V*N*10000

 

где A-общий объем исследуемого раствора, мл

V-объем, взятый для титрования, мл

N-навеска исследуемого вещества, г

(остальные обозначения - прежние)

2.Определение содержания суммы сахаров и сахарозы.

 

25 мл исследуемого раствора (фильтрат после отделения белков и мешающих веществ) переносят в мерную колбу на 50 мл, прибавляют 1 мл 1н раствора соляной кислоты, перемешивают, помещают колбу в кипящую водяную баню и выдерживают 10 мин.

После этого охлаждают, прибавляют каплю спиртового раствора фенолфталеина и нейтрализуют 1н раствором NaOH до появления розовой окраски (избегая избытка щелочи). Объем раствора доводят дистиллированной водой до 50 мл и перемешивают.

Из полученного раствора отбирают пипеткой 5 мл (должно содержаться от 0.3 до 3 мг суммы сахаров), вносят в пробирку, добавляют 5 мл железосинеродистого реактива, закрывают пробкой и ставят в кипящую водяную баню на 15 мин.

Затем охлаждают, погружая пробирку в холодную воду, переносят раствор в колбу для титрования, добавляют 1 мл 20%-ного раствора KI, 5 мл 3%-ного раствора ZnSO₄ и титруют 0.005н раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала до исчезновения синей окраски.

Из полученных данных вычисляют содержание суммы сахаров в пересчете на глюкозу по формуле:

 

A*[143+(a-c)]*(a-c)

Z = -------------------------

V*N*5000

 

Количество сахарозы вычисляется по следующей формуле:

 

Х = 0.95*(Z-Х_м),

 

где Х - содержание сахарозы в исследуемом веществе,%

Z - содержание суммы сахаров в пересчете на глюкозу,%

Х_м- содержание редуцирующих сахаров

Лабораторная работа №9

КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРАХМАЛА В РАСТИТЕЛЬНОМ МАТЕРИАЛЕ

(по Х.Н.Починку)

Колориметрический метод определения крахмала, разработанный Х.Н.Починком, пригоден для анализа растительных объектов, содержащих значительные количества примесей (фруктозаны, декстрины), мешающих определению крахмала другими методами.

Принцип метода:

 

Крахмал растворяют в 80%-ном растворе азотнокислого кальция и осаждают его из полученного раствора иодом. В присутствии иодистого калия и азотнокислого кальция иод полностью осаждает крахмал в виде темно-синего соединения, содержащего от 14 до 16% иода. После этого полученный комплекс растворяют в едком натре, разбавляют до определенного объема и проводят реакцию с иодом в кислой среде. Оптическую плотность полученного раствора определяют при 580-610 нм и концентрацию крахмала в растворе находят по калибровочному графику.

Материалы: 1.Растительный материал

2.Стеклянный песок

3.Очищенный крахмал

 

Реактивы: 1.Са(NO₃)₂, 5-ти, 20-ти и 80-ти % растворы

2.0.5%-ный раствор иода в иодистом калии

3.0.1н раствор NaOH

4.1н раствор HCl

 

Оборудование: 1.Центрифуга

2.Ступка фарфоровая с пестиком

3.Колбы мерные на 50 (6 шт) и 100 мл (1 шт)

4.Весы

5.Колба коническая

6.Фотоколориметр

7.Пипетки

8.Воронка

9.Баня водяная

Ход определения:

Берут навеску растительного материала, в которой содержится 5-50 мг крахмала (10-100 мг муки зерновых и зернобобовых культур, 100-200 мг клубней картофеля, около 1 г свежих листьев растений). Навеску растирают в ступке с 5 мл 80%-ного раствора нитрата кальция, затем переносят в коническую колбу, смывая остаток 10 мл 80%-ного раствора нитрата кальция. После этого содержимое колбы кипятят при слабом нагревании 3-5 мин. При этом крахмал переходит в коллоидальный раствор.

После кипячения в колбу приливают 15-20 мл дистиллированной воды, содержимое колбы переносят в центрифужную пробирку, центрифугируют 2-3 мин при 4000-5000 об/мин и сливают обычно мутный от коллоидального состояния крахмала раствор в мерную колбу на 100 мл.

Колбу, в которой проводили кипячение, и осадок промывают 2-3 раза горячей водой порциями по 5-10 мл, центрифугируют и присоединяют центрифугат к основному раствору в колбе. Раствор в мерной колбе доводят водой до метки, перемешивают и используют для определения крахмала.

Из мерной колбы берут 10 мл полученного раствора, переносят в центрифужную пробирку, содержащую 2 мл 0.5%-ного раствора иода в иодистом калии, перемешивают и отстаивают 15 мин.

После этого центрифугируют, прозрачный раствор сливают, а осадок промывают 2 раза 5%-ным раствором нитрата кальция, содержащим 0.01% иода (непосредственно перед промывкой к 40 мл 5%-ного раствора нитрата кальция прибавить 0.75 мл 0.5%-ного раствора ио­да в иодистом калии). К промытому осадку иодокрахмального комплекса добавляют 10 мл 0.1н раствора едкого натра, перемешивают, переносят в обычную пробирку и погружают пробирку в кипящую воду на 5 мин для растворения осадка.

После растворения осадка раствор переносят в мерную колбу на 50 мл, прибавляют 0.3 мл 0.5%-ного раствора иода в иодистом калии, разбавляют дистиллированной водой приблизительно до 40 мл, прибавляют 2 мл 1н раствора соляной кислоты, доводят водой до метки, перемешивают и измеряют оптическую плотность раствора при 580-610 нм (желтый светофильтр) в кювете шириной 10 мм. Полученные результаты сравнивают с калибровочным графиком.

Построение калибровочного графика:

Точно 50 мг очищенного крахмала растирают в ступке с 3 мл 80%-ного раствора азотнокислого кальция, переносят в коническую колбу на 100 мл, промывая ступку 15 мл 80%-ного раствора азотнокислого кальция, и кипятят 5 мин. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу на 50 мл и доводят дистиллированной водой до метки. Из этого раствора, содержащего 1 мг крахмала в 1 мл, берут в центрифужные пробирки 1; 2; 3 и 4 мл, приливают во все пробирки до 5 мл 20%-ного раствора азотнокислого кальция, прибавляют по 2 мл 0.5%-ного раствора иода в иодистом калии и оставляют на 15 мин. После этого центрифугируют и осадок промывают 2 раза 5%-ным раствором азотнокислого кальция. Растворяют осадки в 10 мл 0.1н раствора NaOH при нагревании. Растворы переносят в мерные колбы на 50 мл, в колбы прибавляют по 0.3 мл 0.5%-ного раствора иода в иодистом калии, разбавляют дистиллированной водой до 40 мл, прибавляют по 2 мл 1н раствора HCl, доводят до метки и фотометрируют с желтым светофильтром. На основании полученных данных строят калибровочный график.

Вычисление результатов проводят с использованием калибровочного графика по формуле:

50*b*C

Х= ------------------,

10000*b₁*N

 

где Х - содержание крахмала, %

b - общий объем исследуемого раствора, мл

b₁- объем исследуемого раствора, взятый для осаждения

крахмала иодом, мл

С - концентрация крахмала в колориметрируемом растворе, мг/л

50 - объем окрашенного колориметрируемого раствора, мл

10000 - коэффициент для перевода миллиграммов крахмала в граммы и проценты

N - навеска растительного материала, г

Лабораторная работа №10