Способы определения органических кислот

Способ определения органических кислот

09) (11) За)) G 01 N 27/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3631382/24-25 (22) 10.08.83 (46) 23.11.84. Бюл. Р 43 (72) И.А.Гершкович (71) Кишиневский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. В.И.Ленина (53) 543.253(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 161725, кл. С 01 N 27/48, 1964.

2. Ветр H., Tresself D., Flemming I., Polarography.-«J.E1ectroanalyt. Chem». 1969, У 21, р. 181186 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ, заключающийся в последовательном введении в полярографическую ячейку апротонного элек. тролита, электрохимически активного деполяризатора и регистрации переменно-токовой полярограммы,этого деполяризатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью определения электрохимически неактивных или необратимо восстанавливающихся органических кислот, после регистрации переменно-токовой полярограммы деполяризатора в ячейку вводят органическую кислоту, вновь регистрируют переменно-токовую полярограмму и по уменьшению высоты пика деполяризатора рассчитывают концентрацию кислоты, причем в качестве деполяризатора используют вещества, продукты обра- g тимого восстановления которых взаимодействуют в приэлектродном слое с определяемой кислотой. С:

Изобретение относится к физикохимическому анализу органических веществ методом переменно-токовой полярографии и предназначено для косвенного определения неактивных 5 или необратимо восстанавливающихся органических кислот.

Известен способ патенцяометряческого определения слабых органи ческих кислот, оксикислот, аминокислот, в которых так же; как и в предлагаемом способе определение проводятся в неводных средах (1), Недостатки этого способа — невысокая чувствительность (нижний предел обнаружения 1000 мкг), а также технические трудности, связанные с необходимостью тщательного обезвоживания рабочих растворов.

Наиболее близким к предлагаемому 2ч является способ .определения органических кислот, заключающийся в последовательном введении в полярографическую ячейкуапротонного электролита, электрохямяческя активного депо- 25 лярязатора и аегистрацяя переменнотоковой палярограммы этого деполяризатора. В основе определения лежит линейная зависимость высоты пика восстановления определяемой кислоты ат б ее концентрации (2) .

С помощью известного способа можно определять крайне ограниченное чясла кислот, проявляющих благодаря наличию других функциональных групп З5 (кроме карбоксильной) определенную электрахимячгскую активиость. Большинство же органических кислот не проявляют электрахимической активности и вследствие этого не могут быть определены методам переменнотоковой полярография.

Цель изобретения — определение электрахимячески неактивных или необратимо восстанавливаюшихся органи- 45 ческях кислот.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения органических кислот, заключающемуся в последовательном ьведении SÎ в полярографическую ячейку апротонного электролита, электрохямически активного деполяризатора и регистра9 ции переменно-токовой поляраграммы этага деполяризатора, после регистра-55 цяя переменно-токовой полярограммы деполяризатора в ячейку вводят opt àническую кислоту, вновь регистрируют переменна-токовую поляраграмму и по уменьшению высоты пика деполярязатора рассчитывают концентрацию кислоты, причем н качестве деполяризатара используют вещества, продукты обратимого восстановления которых взаимодействуют в приэлектраднам слое с определяемой кислотой.

На фиг.1 представлены переменнотоковые палярограммы восстановления антрахинона (АХ) до семихинана (СА„ =

=1,8 Изобретение относится к электрохимическому анализу и может быть использовано при создании аппаратно-программного средств для контроля состава и свойств веществ в различных областях науки, техники, промышленности, сельского хозяйства и экологии, а также для электрохимических исследований

Источник

ГК «Униконс»

Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.

«Антисептики Септоцил»

Септоцил. Бытовая химия, антисептики.

«Петритест»

Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.

«АльтерСтарт»

Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.

ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ

К основным органическим кислотам пищевых продуктов относятся уксусная, молочная, яблочная, лимонная, янтарная, щавелевая и винная. Поскольку в большинстве продуктов кислоты находятся частично в виде солей, первой операцией при их количественном определении является вытеснение кислот из солей с помощью более сильной минеральной кислоты, как правило, серной [2], соляной [13] или азотной [6]. Обычно бывает достаточно мацерации в течение 10-12 ч [7]. Дальнейшие этапы анализа зависят от природы кислоты.

Кислоты делятся на летучие (основным представителем которых является уксусная кислота) и нелетучие (основными представителями которых являются молочная, щавелевая, лимонная, янтарная, яблочная и винная кислоты).

ЛЕТУЧИЕ КИСЛОТЫ

УКСУСНАЯ КИСЛОТА

Наиболее распространенный метод заключается в отгонке уксусной кислоты с водяным паром из подкисленного водного экстракта продукта или подкисленного напитка. Количество уксусной кислоты в да стал л яте находят путем титрования ОД н. раствором NaOH. При содержании в продукте S0₂ (некоторые плодово-ягодные консервы и вина) проводят подкис- ление его серной кислотой и оттитровывают выделившийся S0₂ в присутствии крахмала раствором йода [10] .

НЕЛЕТУЧИЕ КИСЛОТЫ

При анализе пищевых продуктов в большинстве случаев необходимо избавиться от ряда мешающих определению компонентов, главным образом белков. При анализе водных экстрактов для этих целей используют обработку фосфорно-вольфрамовой кислотой, трихлоруксусной кислотой и другими белковыми осадителями. Для более точных определений применяют экстракцию эфиром или перевод кислот в свинцовые или бариевые соли.

Наиболее совершенным методом извлечения нелетучих кислот (после выделения их из солей) является длительная (до 36 ч и более) экстракция эфиром в аппарате Сокслета из подкисленного водного раствора или подкисленного сухого материала [2] . Преимуществом этого метода является получение экстракта, практически свободного от белков, углеводов и других соединений, мешающих последующему анализу. Однако этот метод длителен и редко используется для серийных анализов.

Широко распространены менее длительные способы выделения кислот из кислых экстрактов в виде свинцовых или бариевых солей 2. Для получения свободных кислот раствор солей обрабатывают H₂S или Na₂S с последующим отделением осадка сульфидов бария или свинца центрифугированием или фильтрацией. Выделенные тем или иным способом кислоты используют для количественного определения.

Для продуктов, в которых преобладает какая-либо одна кислота, количество ее определяют одним из химических методов. Для продуктов, содержащих несколько кислот, целесообразнее использовать хрома- тографические * методы, позволяющие одновременно определять несколько кислот. При этом вначале рекомендуется проводить качественное определение методами бумажной хроматографии [1, 7, 11]. Непосредственно количество отдельных органических кислот можно определять жидкостной (на силикагеле) [1, 6, 14] , ионообменной [ 1 ] или газожидкостной хроматографией в виде метиловых или лучше триметилсилановых Производных [5, 12] . Последний способ позволяет получать производные непосредственно из свинцовых или бариевых солей без выделения свободных кислот.

Метод бумажной хроматографии позволяет определять отдельные кислоты только полуколичественно. Поэтому при отборе данных для настоящего справочника работы с использованием этого метода не учитывались.

При необходимости количественного определения отдельных кислот химическими методами обычно используются следующие методики.

МОЛОЧНАЯ КИСЛОТА

Наиболее распространенным методом определения молочной кислоты является метод, основанный на количественном окислении (обычно перманганатом) ее до альдегида [2] и определении последнего бисульфитным методом [3, 4, 7]. Перед определением молочной кислоты при использовании водных вытяжек рекомендуется освободиться от белков с помощью фосфорно-вольфрамовой кислоты, а от углеводов – осаждением сульфатом меди и оксидом кальция [7].

ЩАВЕЛЕВАЯ КИСЛОТА

Основным химическим методом определения щавелевой кислоты является метод, основанный на осаждении ее хлоридом кальция, с последующим отделением осадка оксалата кальция, растворением его в серной кислоте и титровании перманганатом калия [2, 4, 8, 7, 13]. При этом дня устранения влияния других органических кислот, в том числе винной, добавляют борную кислоту. Большие количества белка в продукте удаляют солями цинка [13].

ЛИМОННАЯ КИСЛОТА

Основным методом определения лимонной кислоты является метод, основанный на окислении ее пермангана- том калия в присутствии бромида калия до образования труднорастворимого пентабромацетата, содержание которого определяют весовым методом [2-4, 6, 7]. При использовании водных вытяжек белки осаждают фосфорно-вольфрамовой кислотой [3] .

ЯНТАРНАЯ КИСЛОТА

Основным методом ее определения является метод, основанный на исчерпывающей экстракции продукта серным эфиром, окислении других кислот и мешающих определению веществ перманганатом калия [2]. Оставшуюся неокисленную янтарную кислоту определяют титрованием [7] или весовым способом [2].

ЯБЛОЧНАЯ КИСЛОТА

Общепринятого метода определения яблочной кислоты нет. Большинство методов основывается на исчерпывающей экстракции из пищевых продуктов серным эфиром. Один из методов предусматривает дальнейшее бромирование с перманганатом калия [2,4], удаление пентабромацетона (если присутствует лимонная кислота), перегонку с паром, осаждение 2,4-динитрофенилгидрази- ном и колориметрирование в щелочной среде [4] . Описаны и другие методы определения яблочной кислоты [2].

ВИННАЯ КИСЛОТА

Винную кислоту определяют в основном в виде битартрата калия. Предварительно выделяют многоосновные кислоты в виде свинцовых солей и высвобождают кислоты с помощью H₂S [2, 6]. Затем в присутствии уксусной кислоты осаждают винную кислоту солями калия, охлаждают, осадок отделяют и титруют раствором щелочи [2, 3, 6].

ОБЩАЯ КИСЛОТНОСТЬ

Для определения общей кислотности используют объемные титрометрические методы. Результаты анализа пересчитывают на преобладающую кислоту с использованием соответствующих коэффициентов [9].

Вариабельность данных по общей кислотности довольно высока (общий коэффициент вариации 10-15%), сильно зависит от сорта, условий произрастания и хранения. При этом методическая ошибка при определении общей кислотности методом титрования обычно невелика (межлабораторная воспроизводимость не превышает 4 %).

Вариабельность данных по отдельным кислотам значительно выше, так как значительно велики методические ошибки. Внутрилабораторная сходимость определения отдельных кислот, находящихся в продукте в относительно заметных количествах (более 10 % общей кислотности), составляет 3-8 %. Межлабораторная воспроизводимость обычно в 2-3 раза выше. В результате общая вариабельность данных достигает 20-30%.

Источник

Кислоты — классификация, свойства, получение и применение.

Кислоты (неорганические, минеральные) — это сложные соединения состоящие из катиона водорода (H + ) и аниона кислотного остатка(SO₃ 2- , SO₄ 2- , NO₃ — и т.д).

Кислотам дали такое название не просто так. Большинство из них имеют кислый вкус. С некоторыми из них знаком каждый из вас. Это, например, уксусная кислота, которая есть в каждом доме, аскорбиновая кислота (она же витамин C), лимонная кислота и т.д. Но не стоит все кислоты пробовать на вкус. Кислоты являются очень едкими веществами. Даже всем нам привычная и известная аскорбиновая кислота в большой концентрации будет вредна нашему организму. А от более сильных кислот — серной, соляной и даже уксусной — можно получить очень сильные ожоги, вплоть до летального исхода. Поэтому при работе с кислотами нужно быть осторожными, а также соблюдать технику безопасности.

Таблица названий некоторых кислот и их солей

Название кислоты	Формула	Название соли
Серная	H2SO4	Сульфат
Сернистая	H2SO3	Сульфит
Сероводородная	H2S	Сульфид
Соляная (хлористоводородная)	HCl	Хлорид
Фтороводородная (плавиковая)	HF	Фторид
Бромоводородная	HBr	Бромид
Йодоводородная	HI	Йодид
Азотная	HNO3	Нитрат
Азотистая	HNO2	Нитрит
Ортофософорная	H3PO4	Фосфат
Угольная	H2CO3	Карбонат
Кремниевая	H2SiO3	Силикат
Уксусная	CH3COOH	Ацетат

Классификация кислот

По содержанию кислорода
Кислородсодержащие (H2SO4)	Бескислородные (HCl)

По количеству содержащихся катионов водорода (H+)
Одноосновные (HCl)	Двухосновные (H2SO4)	Трёхосновные (H3PO4)

Понятие «одноосновная кислота» произошло по причине того, что для нейтрализации одной молекулы одноосновной кислоты нам понадобится одна молекула основания. для двухосновной — соответственно две молекулы и т. д.

По растворимости (в воде)
Растворимые (HCl)	Нерастворимые (H2SiO3)

По силе (степени диссоциации)
Сильные (H2SO4)	Слабые (CH3COOH)

По летучести
Летучие (H2S)	Нелетучие (H2SO4)

По устойчивости
Устойчивые (H2SO4)	Неустойчивые (H2CO3)

Свойства кислот

Изменение цвета индикаторов в кислой среде

Индикатор	Нейтральная среда	Кислая среда
Метилоранж	оранжевый	красный
Лакмус	фиолетовый	красный
Фенолфталеин	бесцветный	бесцветный
Бромтимоловый синий	зеленый	желтый
бромкрезоловый зеленый	синий	желтый

Химические свойства кислот

• Взаимодействие с металлами (в ряду активности находящихся до водорода), протекает с выделением газообразного водорода и образованием солей:

H₂SO₄ + 2Na → Na₂SO₄ + H₂↑

Металлы, находящиеся в ряду активности после водорода, не вступают в реакцию с кислотой (кроме концентрированной серной кислоты).

Азотная и концентрированная серная кислоты проявляют свойства окислителей, и продукты реакций будут зависеть от концентрации, температуры и природы восстановителя.

• Взаимодействуют с оксидами основных и амфотерных металлов с образованием солей и воды:

H₂SO₄ + MgO → MgSO₄ + H₂O

• С основаниями, с образованием солей и воды (так называемая реакция нейтрализации):

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O

• Кислоты могут взаимодействовать с солями, если в результате реакции будет образовываться нерастворимая соль, или выделяться газ:

H₂SO₄ + K₂CO₃ → K₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

• Сильные кислоты могут вытеснять из солей более слабые кислоты:

3H₂SO₄ + 2K₃PO₄ → 3K₂SO₄ + H₃PO₄

Получение кислот

• Взаимодействие кислотного оксида с водой:

H₂O + SO₃ →H₂SO₄

• Взаимодействие водорода и неметалла:

H₂ + Cl₂ → 2HCl

• Вытеснение слабой кислоты из солей, более сильной кислотой:

3H₂SO₄ + 2K₃PO₄ → 3K₂SO₄ + H₃PO₄

Применение кислот

В настоящее время, минеральные и органические кислоты находят множество сфер применения.

Серная кислота (H₂SO₄), находит широкое применение в химической технологии, для производства лакокрасочных материалов, производстве минеральных удобрений, в пищевой промышленности (пищевая добавка Е513), в качестве электролита в производстве аккумуляторных батарей.

Раствор двухромовокислого калия в серной кислоте (хромовая смесь) используются в лабораториях для мытья химической посуды. Являясь сильным окислителем, хромка позволяет отмывать посуду от следов загрязнений органическими веществами. Так же, хромовая смесь используется в органическом синтезе.

Борная кислота (H₃BO₃) используется в медицине как антисептик, в качестве флюса при пайке металлов, как борсодержащее удобрение, в домашнем хозяйстве используется как средство от тараканов.

Широко известны в домашнем использовании при выпечке уксусная и лимонная кислоты. Также в быту их используют для удаления накипи.

Знакомая всем с детства аскорбиновая кислота, более известная в народе как витамин С, применяется при лечении простудных заболеваний.

Азотная кислота (HNO₃) находит применение при производстве взрывчатых веществ, при производстве минеральных азотсодержащих удобрений (аммиачная, калиевая селитра), в производстве лекарственных средств (нитроглицерин).

Источник