CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
2.3. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ SỐ LÝ HÓA CỦA PECTIN TÁCH TỪ VỎ QUẢ BƯỞI
Dùng dụng cụ dùng để sấy bằng thủy tinh rộng miệng đáy bằng có nắp mài làm bì đựng mẫu thử (m0); làm khô bì trong thời gian 30 min rồi cân để xác định khối lƣợng bì. Cân thêm ngay vào bì lƣợng chính xác khoảng 1.0g bột Pectin (a), dàn mỏng thành lớp có độ dày không quá 5 mm. Tiến hành sấy ở 95oC đến khối lƣợng không đổi tức là sự chênh lệch khối lƣợng sau khi sấy thêm 1h so với lần sấy trước đó không quá 0,5 mg. Sau khi sấy phải làm nguội tới nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm có silica gel rồi cân ngay (m1) [11].
Độ ẩm mỗi mẫu đƣợc tính theo biểu thức sau (Tính theo % khối lƣợng)
A (%) = (2.3) 2.3.2. Xác định hàm lƣợng Pectin
Cân chính xác 0.5g (a) bột Pectin vào bình nón, thêm vào chính xác 100 mL dung dịch NaOH 0.1M, đun nóng nhẹ, lắc cho tan hoàn toàn. Để yên hỗn hợp qua đêm để xà phòng hóa hoàn toàn Pectin thành acid pectic. Lọc hỗn hợp, hút chính xác 25 mL dịch lọc vào bình nón, thêm 10 mL dung dịch Acid acetic 1M, lắc đều, thêm 20 mL dung dịch CaCl2 1%, để yên hỗn hợp trong 1 giờ để tạo tủa Calci pectat. Đun sôi hỗn hợp trong 5 phút, lọc qua giấy lọc đã sấy và cân bì (m0). Rửa tủa bằng nước nóng đến khi không còn ion Clo (Thử dịch rửa bằng cách nhỏ vài giọt dung dịch Bạc nitrat 2%, nếu không còn tủa trắng). Sau khi rửa xong, sấy giấy lọc trong tủ sấy ở 95oC đến khối lƣợng không đổi (m1) [11].
Hàm lƣợng % Pectin mỗi mẫu đƣợc tính theo biểu thức sau (Tính theo % khối lƣợng):
P (%) = (2.4)
0.92 : Hệ số chuyển đổi từ Calci pectac sang Pectin ( Pectin chiếm 92% khối lƣợng)
2.3.3. Xác định khối lượng đương lượng (Equivalent weight)
Giá trị này đƣợc dùng để xác định và tính các chỉ số MI(%) và DE(%) của ) 100
( 0 1
a
m a m
%) 100
% 100 (
92 . 0 4 )
( 1 0
A a
m m
Pectin.
Cân chính xác 0.5g (a) bột Pectin vào bình nón, thêm 5 mL Ethanol, 1g NaCl và 100 mL nước. Lắc đều hỗn hợp, thêm vào vài giọt chỉ thị Phenol đỏ. Chuẩn độ hỗn hợp bằng dung dịch NaOH 0.1N đến khi xuất hiện màu tím (V1) (pH khoảng 7.5). Giữ hỗn hợp này để xác định MI(%) [11]. Khối lƣợng nhóm chức đƣợc tính theo biểu thức sau:
Ew = (2.5) 2.3.4. Xác định chỉ số Methoxyl (MI%)
Thêm vào hỗn hợp trên lƣợng chính xác 25 mL dung dịch NaOH 0.25N, lắc hỗn hợp trong 30 phút. Sau đó thêm vào chính xác 25 mL dung dịch acid HCl 0.25N. Tiếp tục chuẩn độ lại hỗn hợp bằng dung dịch NaOH 0.1N (V2) đến khi xuất hiện lại màu tím [11]. Chỉ số MI % đƣợc tính theo biểu thức sau:
MI (%) = (2.6) ( Khối lƣợng phân tử của nhóm Methoxyl là 31)
2.3.5. Xác địnhchỉ số Anhydrouronic Acid (AUA).
Thông số này để xác định mức độ ester hóa (DE) [11], đƣợc tính theo biểu thức sau:
AUA (%) = (2.7)
(Khối lƣợng phân tử của AUA là 176) 2.3.6. Xác định chỉ số Ester hóa (DE%)
Chỉ số DE đƣợc xác định dựa trên chỉ số MI và AUA [11], đƣợc tính theo biểu thức sau:
DE (%) = (2.8)
2.4. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI THÉP CỦA PECTIN
2.4.1. Thiết bị đo
Sử dụng Máy đo điện hóa đa năng PGS-HH10, chương trình Potentiondyamic 1000 100
%) (
31 1 .
2 0
P a
V
1 1000 . 0 (%)
1
V
P a
1000
%) (
100 1 . 0 176
1000
%) (
100 1 . 0
176 1 2
P a
V P
a V
31 100
176
AUA
MI
tại phòng thí ngiệm Hóa – Lý trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng.
2.4.2. Phương pháp chuẩn bị điện cực a. Chuẩn bị điện cực
- Điện cực làm việc: đƣợc chế tạo từ thép CT3 (có thành phần 97,5% Fe;
0,021% C; 0,652% Si; 1,653% Mn; 0197% P, S, Co, Cu, Al, Nb, Sn); diện tích bề mặt làm việc 1cm2. Dây dẫn bằng đồng đƣợc hàn vào chính giữa mẫu thép. Ngoại trừ bề mặt tiếp xúc với dung dịch nghiên cứu, những phần còn lại đƣợc bao bọc nhiều lớp nhựa epoxy chồng lên nhau để mảng nhựa cách li tốt. Điện cực thép CT3 đƣợc chế tạo thành dạng mẫu (Hình 2.)
Hình 2.2 Mẫu thử nghiệm ăn mòn dùng cho đo điện hóa
Mẫu tròn đường kính 1cm được chế thành điện cực làm việc trong các phép thử nghiệm điện hóa.
- Điện cực so sánh là Ag, AgCl/Cl- và điện cực đối là điện cực platin (Pt).
b. Gia công bề mặt điện cực
Gia công điện cực là một công đoạn vô cùng quan trọng do nó sẽ quyết định độ chinh xác của kết quả nghiên cứu. Gia công điện cực để có bề mặt phẳng, nhẵn đồng thời tẩy sạch các lớp gỉ, các lớp dầu mỡ, các hợp chất hóa học bám trên bề mặt điện cực.
* Gia công cơ khí bề mặt điện cực:
Gia công điện cực bằng phương pháp gia công cơ khí nhằm mục đích làm cho bề mặt điện cực bằng phẳng, nhẵn, đồng nhất, làm sạch các lớp gỉ [10].
* Gia công hóa học bề mặt điện cực:
- Tẩy mỡ: Các lớp dầu mỡ (nguồn gốc từ động vật, thực vật hoặc dầu mỏ) dù mỏng cũng làm cho bề mặt điện cực không thấm ƣớt. Vì vậy, điện cực cần đƣợc tẩy rửa bằng xà phòng, kiềm và sô đa…
- Tẩy mỡ bằng xà phòng: Dùng chổi tẩm xà phòng đánh sạch các chất bẩn bám trên bề mặt điện cực, sau đó rửa lại bằng nước cất.
- Tẩy mỡ bằng kiềm và sô đa: Điện cực đƣợc tẩy mỡ bằng các dung dịch nhƣ Na2CO3 30 g/L và NaOH 30 g/L tẩy ở 900C trong 20 phút.
Sự loại bỏ các chất dầu mỡ, các chất bẩn khác khỏi bề mặt kim loại bằng kiềm có bản chất nhƣ sau:
+ Quá trình hóa học: Sự xà phòng hóa toàn bộ các chất dầu mỡ có nguồn gốc từ động và thực vật.
+ Quá trình hóa lý: Sự nhũ hóa các loại dầu mỡ tức là quá trình tạo hỗn hợp nhũ tương.
+ Quá trình cơ học: Sự khuấy trộn cơ học có tác dụng loại bỏ khỏi bề mặt các chất bẩn không có nguồn gốc dầu mỡ.
- Tẩy gỉ: Do trên bề mặt kim loại làm điện cực có các sản phẩm của quá trình ăn mòn kim loại nhƣ các oxit và các hydroxit của kim loại đó nên ta phải tiến hành tẩy gỉ. Đối với điện cực này, đƣợc tẩy gỉ bằng dung dịch H2SO4 10%.
- Hoạt hóa bề mặt điện cực: Dùng dung dịch H2SO4 15% để hoạt hóa bề mặt nhằm mục đích làm mất đi lớp oxit rất mỏng hình thành sau quá trình tẩy gỉ.
2.4.3. Hóa chất sử dụng - Dung dịch NaCl 3,5 %
- Dung dịch Pectin tách được từ vỏ quả bưởi với các nồng độ 0.1%; 0.25%;
0.5%; 0.75%; 1%.
2.4.4. Phương pháp nghiên cứu
a. Phương pháp xây dựng đường cong phân cực
Trong phương pháp điện hóa việc đo đường cong phân cực là phổ biến nhất.
Trong đó đường cong phân cực anot có thể xây dựng theo 2 phương pháp điện thế
không đổi và dòng không đổi. Ở đây tôi sử dụng chương trình đo Potentiondynamic ( thế động) để xây dựng đường cong phân cực. Mối quan hệ giữa thế và dòng I = f(u) gọi là đường cong phân cực [7], [11].
b. Phương pháp xác định điện trở phân cự
Xác định điện trở phân cực Rpcủa hệ ăn mòn là xác định độ dốc của đường cong phân cực tại điện thế ổn định. Muốn tìm dòng ăn mòn phải biết độ dốc của các đường cong phân cực anot, catot và điện trở phân cực Rp ở lân cận Eam.
Để xác định Rp ta phải đo đường cong phân cực tại 2 phía của điện thế ăn mòn (Eam+ 10 mV) sau đó tính độ dốc của đoạn đó tại Eam: Rp = tg . Sau đó thế Rp và các độ dốc của đường cong phân cực catot, anot vào phương trình sẽ tìm được iam. Xác định dòng ăn mòn từ đường cong phân cực bằng phương pháp ngoại suy.
Vẽ đồ thị E- lgi. Nếu trên đồ thị có một phần của đường cong (anot, catot hoặc cả hai) là đường thẳng thì ta ngoại suy từ đường thẳng này đến thế ăn mòn Ecorr từ đó tìm đƣợc dòng ăn mòn icorr.
Để ngoại suy đƣợc chính xác, phải có phần đoạn thẳng dài khoảng 50-100 mV. Phương pháp này dựa trên cơ sở lý thuyết, đoạn của đường cong phân cực tổng (đường đã đo được) cũng chính là đoạn thẳng Tafel của các đường thành phần catot hay anot đối với trường hợp anot hòa tan kim loại. Việc ngoại suy cho giá trị chính xác khi điện thế ăn mòn cũng nằm trong miền Tafel của đường phân cực thành phần.
Để có kết quả chính xác có thể đồng thời ngoại suy đoạn thẳng từ hai nhánh catot và anot, cả hai cho cùng một giá trị icorr [7].