Учебное пособие: Химия отрасли

3. Напишите уравнения химических реакций превращения пентозанов в фурфурол.

Лабораторная работа № 4

Определение аминного азота в мелассе

Аминный азот представлен в растительном сырье аминокислотами, пептидами и белками, которые являются источником азотного питания дрожжей, и содержание их в процессе брожения заметно снижается. В результате их превращений под действием дрожжей образуются высшие спирты. При термической обработке аминокислоты и пептиды, вступая во взаимодействие с сахарами, образуют меланоидины, альдегиды и другие продукты, оказывающие существенное влияние на качество конечной продукции.

Химизм процесса при определении аминного азота медным способом сводится к следующему. При взаимодействии натриевой соли аминокислоты с суспензией фосфата меди образуется окрашенная в синий цвет хорошо растворимая комплексная медная соль аминокислоты:

Фосфорная кислота связывается боратным буфером, и реакция идет до конца.

В фильтрате после отделения избытка фосфата меди оказываются лишь медные соли аминокислот (за исключением цистина, медная соль которого нерастворима), и, следовательно, по количеству меди, перешедшей в фильтрат, можно определить со­держание аминокислот.

При добавлении к фильтрату концентрированной уксусной кислоты, последняя вытесняет из медной соли более слабую аминокислоту:

(H₂ N - СН₂ - СОО)₂ Сu + 2СН₃ СООН 2H₂ N - СН₂ - СООН + (СН₃ СОО)₂ Сu

Под действием йодоводородной кислоты, образовавшейся из йодида калия в ки­слой среде, ион меди со степенью окисления +2 восстанавливается, образуется нерас­творимый йодид меди (I) и свободный йод:

2(СН₃ СОО)₂ Сu + 4 HI 2CuI + 4СН₃ СООН + 1₂

Вследствие нерастворимости йодида меди (I) в слабокислой среде этот процесс также идет до конца. Таким образом, количество выделившегося свободного йода эк­вивалентно количеству медных солей аминокислот. Концентрацию свободного йода определяют титрованием выделившегося йода раствором гипосульфита:

2Na₂ S₂ O₃ + I₂ 2NaI + Na₂ S₄ O₆

гипосульфит тетратионат натрия

По уравнению реакции 0,5 моль выделившегося йода соответствует 1 мо–ль меди, который в свою очередь эквивалентен 28 г аминного азота. С другой стороны, 0,5 моль йода реагирует с одним грамм-эквивалентом гипосульфита. Следовательно, один грамм-эквивалент гипосульфита соответствует 28 г аминного азота. Отсюда 1 см³ 0,01н раствора гипосульфита отвечает 0,28 мг аминного азота. Умножением величины 0,28 мг на затраченный объем 0,01н раствора гипосуль­фита (минус контроль) получают количество миллиграммов аминного азота во взятом, объеме (10 см³ ) испытуемого раствора. После этого делают пересчет на весь объем рас­твора в колбе и сравнивают найденное количество аминного азота с тем, что должно быть в 2 см³ исследуемого раствора мелассы:

0,28 . V . 12.5 С = –––––––––––– , m

где: V – объем гипосульфита, пошедший на титрование;

12,5 – коэффициент разбавления;

m – масса мелассы на 100 г раствора.

Оборудование: фильтры бумажные, колбы мерные на 25 см³ (2 шт.), пипетки с меткой на 1, 2 и 10 см³ , бюретки прямые с краном на 25 или 50 см³ , воронки для фильтрования, колбы конические на 100 см³ (4 шт.), цилиндр мерный с носиком на 10 см³ .

Реактивы: раствор хлорида меди (II): 27,3 г в 1 дм³ раствора; раствор фосфата натрия: 68,5 г Na₃ PO₄ ·12H₂ O в 1 дм³ раствора или 64,5 г Na₂ HPO₄ ·12H₂ O растворяют в 500 см³ дистил­лированной воды, из которой кипячением удален СО₂ , и добавляют 7,2 г NaOH с по­следующим доведением объема раствора до 1 дм³ дистиллированной водой; боратный буферный раствор; 28,6 г тетрабората натрия растворяют в 750 см³ воды, добавляют 50см³ 1н раствора соляной кислоты и доводят водой до 1 дм³ ; рН=8,8; суспензия фосфата меди: смешивают один объем раствора хлорида меди (II) с двумя объемами раствора фосфата натрия и приливают два объема боратного буфера, суспензию готовят только перед работой в необходимом объеме; тимолфталеин: 0,25 %-ный в этиловом спирте (50 %-ом); 0,1н раствор Na₂ S₂ O₃ ·5H₂ O (из этого раствора разбавлением готовится 0,01 н раствор, титр которого устанавливают по точному раствору 0,01 н йода калия); крахмал (1 %-ный), йодид калия (10 %-ный), уксусная кислота (конц.), гидроксид на­трия (0,5 н), меласса (13 %-ный раствор).

Ход анализа . В мерную колбу на 25 см³ берут 2 см³ исследуемого раствора мелассы, добавляют 2 капли тимолфталеина и по каплям 0,5н раствор гидроксида на­трия до слабоголубого окрашивания (рН раствора 10,2). После этого добавляют 10 см³ суспензии фосфата меди, хорошо перемешивают. При исчезновении осадка следует добавить еще 5 см³ суспензии. Раствор в колбе доводят до метки водой, тщательно пе­ремешивают многократным переворачиванием колбы и отфильтровывают избыток фосфата меди через плотный фильтр. Фильтрат должен быть совершенно прозрачным. Этого добиваются многократным фильтрованием. Из фильтрата пипеткой берут две пробы по 10см³ в конические колбы для титрования, подкисляют 0,4 см³ концентриро­ванной уксусной кислоты, добавляют 6–8 см³ 10%-ного раствора йодида калия и выде­лившийся йод титруют 0,01н раствором гипосульфита. Крахмал в количестве 1–2 см³ (20–40 капель) на 100 см³ раствора добавляют в тот момент, когда титруемый раствор примет соломенно-желтую окраску. Титрование продолжают до исчезновения поя­вившейся после добавления раствора крахмала синей окраски.

Ставят контрольное определение, в котором вместо мелассы берут такой же объем воды . Количество гипосульфита, затрачиваемое на контрольный раствор, вычи­тают из такового в опыте.

Контрольные вопросы:

1. Белки. Их строение состав и свойства;

2. Содержание азотистых веществ в ячмене. Их роль в пивоварении;

3. Химизм процесса определения аммиачного азота медным способом.

Раздел 2. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПИВА