phương pháp phân tích độ mặn trong thực phẩm

KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TIÊU DÙNG MỤC LỤC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỘ MẶN TRONG THỰC PHẨM PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỘ MẶN TRONG THỰC PHẨM GIỚI THIỆU Trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm độ mặn đóng vai trò quan trọng Độ mặn có thực phẩm thường có tác dụng để bảo quản, làm gia vị hoắc làm chất tải lạnh cơng nghệ sản xuất Nó có sẵn tự nhiên thêm vào theo qui trình cơng nghệ dạng muối ăn NaCl Do đó, việc xác định hàm lượng NaCl tiêu hố lý thường gặp phân tích tiêu hoá lý thực phẩm Để xác đỉnh hám lượng NaCl có nhiều phương pháp mà phương pháp phổ biến phương pháp Mohr, ngồi có phương pháp Volhard chuẩn độ điện PHƯƠNG PHÁP MOHR 2.1 Nguyên tắc phương pháp Chất xác định halogen , chuyển thành dung dịch, sau chuẩn độ trực tiếp dung dịch chuẩn với có mặt thị (cromatkali) mơi NHĨM Page KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TIÊU DÙNG trường trung tính kiềm yếu ( hay axit yếu) Điểm tương đương nhận xuất kết tủa đỏ gạch Phản ứng chuẩn độ: + = AgX  ( trắng ) Phản ứng thị: + 2.2 =  ( đỏ gạch ) Điều kiện xác định  Điều kiện mẫu − Xử lý mẫu: + Phương pháp ướt: Áp dụng mẫu dạng lỏng Lấy mẫu mang tính đại diện đồng mẫu lấy thể tích mẫu xác định ban đầu đem vơ hóa mẫu acid đậm đặc với có mặt chất xúc tác nhiệt độ thích hợp nhằm loại trừ hợp chất hữu gây ảnh hưởng xấu đến q trình xác định + Phương pháp khơ: Áp dụng mẫu dạng rắn lỏng, màu sắc đậm, độ đạm cao Dùng nhiệt độ cao để loại trừ hợp chất hữu cơ, chất mang màu có thực phẩm Điều giúp tránh sai số nhận màu điểm tương đương chuẩn độ Trong trường hợp phải tiến hành thong qua ba giai đoạn than hóa, tro hóa hòa tan tro sau • Than hóa: Là nhằm chuyển phần lớn hợp chất hữu thành cacbon, loại bỏ hợp chất dễ cháy gây ảnh hưởng xấu đến thiết bị tro hóa sau này, gây hỏa hoạn nguy hiểm làm mẫu Điều kiện kỹ thuật: Mẫu cho vào chén nung nung bếp điện nhiệt độ từ 250 - 350 nhằm loại trừ sơ hợp chất dễ cháy Vì dụng cụ dùng để than hóa phải chịu nhiệt độ cao, nhiệt độ phải phân bố điều, thong thường sử dụng chén nung sứ có đáy lớn Tiến hành than hóa mẫu chuyển thành than đen đến hết khói trắng Vì khói q trình than hóa thường độc nên tiến hành than hóa tủ hút Mẫu sau than hóa thường dễ bị mẫu nên trình thao tác phải thực nơi khơng có quạt • Điều kiện tro hóa: Là nhằm loại bỏ triệt để hợp chất hữu lại sau giai đoạn than hóa NHĨM Page KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TIÊU DÙNG Điều kiện kỹ thuật: Sauk hi lấy mẫu than hóa cho vào lò nung điều chỉnh nhiệt độ 550 - 650 Để đảm bảo mặt thiết bị nhiệt độ lò nung phải tăng từ từ nhiệt độ cần thiết Khi nhiệt độ lò nung đạt tới nhiệt độ cần thiết cần phải ổn định nhiệt suốt q trình nung khơng mở cửa lò nung có trao đổi nhiệt đột ngột thiết bị môi trường gây ảnh hưởng xấu đến thiết bị người sử dụng Để biết thời điểm kết thúc giai đoạn tro hóa dựa vào màu sắc tro Nếu mẫu tro trắng thời điểm tiến hành tro hóa kết thúc Nếu mẫu tro khơng trắng lấy mẫu để nguội chovào vài giọt 30% (đđ) tiến hành nung lại tro trắng hoàn toàn Điều kiện hòa tan tro: Để tránh khả thủy phân số ion kim loại mẫu nên tẩm ướt tro 6N Sau hòa tan tro nước cất hai lần tiến hành lọc, rửa định mức đến thể tích phù hợp, rút thể tích xác đem chuẩn độ Chuyển mẫu thành dung dịch nước cất không chứa ion ảnh hưởng ( , , …) Dung dịch xác định không chứa cation tạo kết tủa với ion , chẳng hạn , , • − − Một số ion khác có khả kết tủa với gây cản trở , , Loại trừ ion , cách axit hóa dung dịch mẫu tạo thành , bay Đối với ion loại trừ cách kết tủa muối phốtphát, thường dùng dung dịch − Các phân tử, ion có khả tạo kết tủa với , , gây ảnh hưởng + = AgCl  AgCl + = ( tan ) AgCl + = Loại trừ ảnh hưởng cách tiến hành mơi trường axit Có nghĩa không dùng phương pháp Mohr trường hợp Điều kiện dung dịch chuẩn − Đối tượng: Dung dịch chuẩn sử dụng phương pháp dung dịch pha từ rắn Nhằm đạt điều kiện tối ưu cho dung dịch chuẩn chuẩn độ để phản ứng định lượng, nồng độ phải xác đủ lớn để có kết tủa định lượng  NHĨM Page KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TIÊU DÙNG Đặc điểm: chất rắn không bền với ánh sáng, nhiệt độ có tính oxy hóa, dễ tan nước pha thành dung dịch, độ chuẩn dễ thay đổi theo thời gian, cần phải hiệu chỉnh trước sử dụng − Cách pha: Tính toán lượng cân cần thiết để pha dung dịch có nồng độ mong muốn Cân xác lượng cân, hòa tan nước cất hai lần khơng chứa ion ảnh hưởng sau định mức xác bình định mức tối màu với dung mơi hòa tan Dụng cụ pha chế dung dịch chuẩn thủy tinh màu nâu − Bảo quản: Dung dịch bảo quản chai màu nâu,tránh tiếp xúc với ánh sáng, khơng khí, nhiệt độ cao, để nơi thống mát − Hiệu chỉnh: Dùng dung dịch chuẩn gốc NaCl pha từ chất rắn gốc NaCl (99,95%) có nồng độ tương đương để hiệu chỉnh dung dịch chuẩn Chỉ thị sử dụng  Điều kiện môi trường − Ánh sáng: Tránh ánh sáng mặt trời, ánh sáng vừa đủ để quan sát phân hủy ánh sáng mặt trời − Nhiệt độ phòng nhiệt độ cao kết tủa tan − ảnh hưởng pH + Nếu mơi trường có pH < 6,5 ( môi trường acid yếu) xảy cân phụ sau − = + + = Khi tăng độ tan , giảm độ nhạy thị + Nếu mơi trường có pH > 8,5 tạo kết tủa màu đen theo phản ứng: + = 2AgOH =  + Điều gây sai số dư chuẩn độ Nếu dung dịch có muối amoni, ammoniac giải phóng kết hợp với ion bạc tạo thành phức Gây sai số cho phép chuẩn độ + = Khoảng pH tối ưu cho phương pháp Mohr là: 6,5 – 8,5 Trong thực tế, người ta dùng dung dịch đệm có pH = 8,3 để giữ ổn định pH suốt q trình chuẩn độ Phương pháp Mohr khơng thể dùng môi trường acid mạnh kiềm mạnh Nếu dung dịch có mơi trường acid trung hòa dung dịch NHĨM Page KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TIÊU DÙNG  hoặc NaOH Nếu dung dịch có mơi trường kiềm phải trung hòa Tất nhiên chất khơng chứa tạp chất clorua Điều kiện thị Sử dụng muối làm thị Cơ chế thị: Dựa tượng kết tủa phân đoạn Khi nhỏ từ từ dung dịch vào dung dịch xác định có chứa ion , , kết tủa AgCl (trắng) xuất trước Khi kết tủa màu đỏ gạch xuất ion khơng dung dịch, báo hiệu kết thúc q trình chuẩn độ − Về tính chất chất thị kết tủa, tan tốt nước môi trường acid Khi tiến hành pha chế phải tiến hành sử dụng nước cất hai lần phải để 24 sau sử dụng có cân sau xảy ra: + = + − Cần phải tính tốn nồng độ dung dịch sau cho kết tủa màu đỏ gạch xuất điểm tương đương Quy trình xác định Cân xác khoảng m gam mẫu (hoặc V mL mẫu) tiến hành sử lý mẫu theo điều kiện xác định ( thông thường mẫu xử lý theo phương pháp khơ) Hòa tan tro lọc rửa tro nước cất hai lần Dịch qua lọc cho vào bình định mức, với nước cất Kiểm tra lại dung dịch có trung tính khơng, khơng phải trung hòa Sau định mức đến vạch Cho vào bình nón bình chứa: Mẫu: mL 5%: giọt Chuẩn độ từ từ giọt dung dịch 0,1N xuất hiên màu đỏ gạch bền vững Tiến hành chuẩn độ bình lấy kết trung bình, từ tính hàm lượng NaCl có mẫu Cơng thức tính tốn Áp dụng định luật đương lượng kết hợp với thông số ban đầu thể tích mẫu, khối lượng mẫu, hệ số pha loãng nồng độ chất chuẩn người ta xác định độ mặn qui hàm lượng muối NaCl có thực phẩm theo cơng thức sau: Đối với mẫu thức phẩm lỏng, hàm lượng NaCl tính mg/L g/L: − 2.3 2.4 Đối với mẫu thức phẩm rắn, hàm lượng NaCl tính g/100g mẫu: Với: NHÓM Page KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TIÊU DÙNG V: số mL dung dịch chuẩn AgNO3 sử dụng để chuẩn độ Vm: thể tích mẫu tính mL mm: trọng lượng mẫu thử tính g f: hệ số pha lỗng PHƯƠNG PHÁP VOLHARD 3.1 Nguyên tắc phương pháp Sử dụng kỹ thuật chuẩn độ ngược Thêm lượng dư xác dung dịch chuẩn vào thể tích xác dung dịch chứa mẫu xác định Chuẩn độ lượng dư dung dịch chuẩn với thị môi trường acid (ph < 3) Điểm tương đương nhận dung dịch có màu đỏ phức Phản ứng chất xác định: + = AgX Phản ứng chuẩn độ: + = AgSCN ( trắng) Phản ứng thị: + 3.2 = (phức màu đỏ máu) Điều kiện xác định  Điều kiện mẫu − Tiến hành xử lý mẫu với phương pháp Mohr − Chuyển mẫu thành dung dịch nước cất không chứa ion ảnh hưởng ( , , …) − Ion thủy ngân chất oxy hóa gây cản trở ion thủy ngân làm kết tủa ion , chất oxy hóa oxy hóa  Điều kiện dung dịch chuẩn Do phương pháp sử dụng kỹ thuật chuẩn độ ngược nên có dung dịch chuẩn, dung dịch dung dịch Dung dịch : Giống điều kiện dung dịch chuẩn phương pháp Mohr − Dung dịch : + Dung dịch chuẩn pha từ KSCN rắn − NHÓM Page KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TIÊU DÙNG Hiệu chỉnh: Dùng dung dich chuẩn ( chuẩn hóa) để xác định nồng độ dung dịch với thị môi trường acid + Bảo quản: Trong chai thủy tinh, để nơi thoáng mát Điều kiện môi trường +  Môi trường acid ( pH < ) tạo acid Nếu pH ≥ 3, tác dụng thị tạo tủa  theo phương trình: + =  + Đối với trường hợp xác định độ mặn quy hàm lượng muối NaCl muốn chuẩn độ sau kết tủa hết phải lọc bỏ kết tủa chuẩn độ lượng dư dung dịch lọc Lý = > = nên có phản ứng AgCl + = AgSCN + Phản ứng làm cho màu biến dần ta lắc bình chuẩn độ Muốn cho màu bền thêm nitrobenzen vào dung dịch AgCl hấp phụ nitrobenzene làm cho phản ứng chậm lại Lúc không cần lọc bỏ AgCl  Điều kiện thị Chỉ thị dung dịch thường dùng phèn sắt III ( ) Bản chất: Phản ứng thị môi trường acid + = − Nồng độ: Dung dịch bão hòa phèn sắt III ( ), tương ứng với nồng độ 0,25M Khi chuẩn độ thường dùng 1-2mL phèn sắt III 100mL hỗn hợp chuẩn độ − Pha chế: Dùng nước cất không chứa ion ảnh hưởng Tẩm ướt lượng cân đậm đặc (0,5mL), sau cho nước vào hòa tan nhằm tránh bị thủy phân kết tủa Quy trình xác định Cân xác khoảng m gam mẫu (hoặc V mL mẫu) tiến hành sử lý mẫu theo điều kiện xác định ( thông thường mẫu xử lý theo phương pháp khơ) Hòa tan tro lọc rửa tro nước cất hai lần Dịch qua lọc cho vào bình định mức, với nước cất Kiểm tra dung dịch chỉnh môi trường acid (pH = – 3) Cho vào bình nón bình chứa: − 3.3 NHÓM Page KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TIÊU DÙNG 3.4 Mẫu: mL Rồi cho tác dụng với lượng dư xác dung dịch chuẩn 0,1N : giọt Chuẩn độ lượng dư dung dịch 0,1N (KSCN xuất hiên phức màu đỏ máu, ghi lại thể tích Tiến hành chuẩn độ bình lấy kết trung bình, từ tính hàm lượng NaCl có mẫu Cơng thức tính tốn Áp dụng định luật đương lượng kết hợp với thông số ban đầu thể tích mẫu, khối lượng mẫu, hệ số pha lỗng nồng độ chất chuẩn người ta xác định độ mặn quy hàm lượng muối NaCl có thực phẩm theo cơng thức sau: Đối với mẫu thực phẩm lỏng, hàm lượng NaCl tính mg/L g/L: Đối với mẫu thực phẩm rắn, hàm lượng NaCl tính g/100g mẫu: Với: V1: số ml dung dịch chuẩn AgNO3 dư sử dụng V2: số ml dung dịch chuẩn SCN- sử dụng Vm: thể tích mẫu tính mL mm: trọng lượng mẫu thử tính g f: hệ số pha loãng PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ 4.1 Nguyên tắc phương pháp Phương pháp chuẩn độ điện phương pháp phân tích thể tích khác với phương pháp hóa học cách xác định điểm tương tương Dùng máy đo điện với cặp điện cực thích hợp nhúng vào dung dịch cần chuẩn độ Thực trình chuẩn độ ghi nhận thay đổi E pH dung dịch q trình chuẩn độ NHĨM Page KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TIÊU DÙNG Từ số liệu E = f(V) hay pH = f(V) ghi nhận xác định thể tích Vtđ dung dịch chuẩn theo nhiều cách 4.2.Điều kiện xác định Điều kiện mẫu − Tiến hành xử lý mẫu với phương pháp Mohr − Chuyển mẫu thành dung dịch nước cất không chứa ion ảnh hưởng ( , , … ) − Ion thủy ngân chất oxy hóa gây cản trở ion thủy ngân làm kết tủa ion , chất oxy hóa oxy hóa Điều kiện dung dịch chuẩn − Dung dịch : Giống điều kiện dung dịch chuẩn phương pháp Mohr Điều kiện điện cực    Điện cực chuẩn hay điện cực so sánh Là điện cực khơng đổi q trình chuẩn độ, thơng dụng điện cực calomel Cấu tạo: dây platin nhúng hỗn hợp (Hg+Hg2Cl2) tiếp xúc với dung dịch dẫn điện dung dịch điện ly KCl hay HCl có nồng độ xác định: − + + Nếu KCl dung dịch bão hòa ⇒ điện cực calomel bão hòa (E = 0,247 V 25oC) Nếu KCl có nồng độ 1N ⇒ điện cực calomel nguyên chuẩn (E = 0,284 V 25oC) Điện cực calomel chứa Hg nên có khả gây nhiễm mơi trường ngày chúng sử dụng (được thay điện cực chuẩn Ag/AgCl) Điện cực thị Là điện cực thay đổi theo nồng độ ion dung dịch phân tích Có nhiều loại điện cực thị khác nhau: − + + Điện cực kim loại trơ (Pt, Au, C, ): đóng vai trò trao đổi điện tử với dung dịch (dùng phản ứng oxy hóa-khử) Điện cực kim loại khơng trơ (Ag, Cu, Pb, Zn, Fe…): điện cực có khả trao đổi điện tử với dung dịch chứa cation kim loại tương ứng, thường dùng cho trình chuẩn độ tạo tủa (hoặc tạo phức) NHÓM Page KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TIÊU DÙNG + Điện cực màng thủy tinh: điện cực có màng thủy tinh đặc biệt có khả trao đổi [H+] với dung dịch, cấu tạo dây Pt nhúng dung dịch HCl chứa bầu thủy tinh đặc biệt mỏng Thế điện cực phụ thuộc vào nồng độ [H+] dung dịch xác định biểu thức : E = k − 0,059.pH k số 4.3.Quy trình xác định Ở thí nghiệm xác định độ mặn thưc phẩm với chất xác định NaCl ta dùng điện cực chuẩn Na/NaCl điện cực thị điện cực kim loại khơng trơ Khi thêm AgNO3 vào dung dịch phân tích, điện cực Ag/AgNO3 nhúng vào dung dịch so với điện cực so sánh thay đổi tùy thuộc vào thay đổi nồng độ Cl- dung dịch Trước điểm tương đương, đo phụ thuộc vào nồng độ Cltrong dung dịch Tại điểm tương đương điện cực thay đổi đột ngột nồng độ Clgiảm đột ngột Thế điện cực sau điểm tương đương phụ thuộc nồng độ Ag + thêm vào Khi đường cong chuẩn độ ta thu bước nhảy ứng với điểm tương đương nồng độ Cl- 4.4.Phương pháp xác định Vtd 3.4.1 Phương pháp đồ thị Từ bảng biến thiên Eđo pH theo Vc xác định Vtđ PP đồ thị: NHÓM Page 10 KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TIÊU DÙNG Vẽ E=f(V) hay pH =f (V) tìm Vtđ phương pháp hình bình hành − − Vẽ hay theo Vc tìm Vtđ cách tìm cực trị dóng từ cực trị xuống trục hồnh Vẽ hay theo Vc tìm Vtđ cách tìm điểm uốn dóng từ điểm uốn xuống trục hồnh 3.4.2 phương pháp nội suy Từ đồ thị (c) (Vẽ hay theo Vc) tìm Vtd cách suy từ V1 hay V2 Ngày nay, việc chuẩn độ theo PP điện thường tiến hành máy chuẩn độ tự động: − − − Máy tự động hút DD chuẩn vào buret (5,00; 10,00 20,00 ml) ; từ buret, DD chuẩn lấy dần vào cốc chứa mẫu Máy tự ghi nhận Vtđ theo đồ thị tích phân, vi phân bậc bậc hai trả kết xác định cấu tử phân tích theo dạng : V tđ , nồng độ mg/l, nồng độ đương lượng, % chất tan… tùy theo yêu cầu người sử dụng chương trình hóa Các máy chuẩn độ tự động cho phép xác định nhanh xác nhờ ∆V gần điểm tương đương khống chế bé (có thể đến 0,01 ml ) Độ chọn lọc PP cao nhờ vào việc sử dụng PP vi phân để xác định điểm tương đương thay cho PP tích phân NHĨM Page 11 KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TIÊU DÙNG 4.5.Công thức tính tốn Sau tìm Vtđ phương pháp nói trên, tính kết giống phương pháp chuẩn độ thơng thường NHĨM Page 12 ... mẫu thử tính g f: hệ số pha lỗng PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ 4.1 Nguyên tắc phương pháp Phương pháp chuẩn độ điện phương pháp phân tích thể tích khác với phương pháp hóa học cách xác định điểm... thông số ban đầu thể tích mẫu, khối lượng mẫu, hệ số pha lỗng nồng độ chất chuẩn người ta xác định độ mặn quy hàm lượng muối NaCl có thực phẩm theo cơng thức sau: Đối với mẫu thực phẩm lỏng, hàm lượng... đổi đột ngột nồng độ Clgiảm đột ngột Thế điện cực sau điểm tương đương phụ thuộc nồng độ Ag + thêm vào Khi đường cong chuẩn độ ta thu bước nhảy ứng với điểm tương đương nồng độ Cl- 4.4 .Phương pháp