Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Визначення вмісту вільної сірчистої кислоти



ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ СІРЧИСТОЇ КИСЛОТИ

Мета роботи:визначити вміст сірчистої кислоти в вині йодометричним методом прямого титрування

Теоретична частина

Раніше вважалося, що SO2 не є природною складовою частиною винограду і вина. Останнім часом було, показано, що деякі винні дріжджі з сполук сірки, що містяться у винограді, при бродінні можуть утворювати помітні кількості SO2— до 50 мг/дм3 і більше.

Діоксид сірки широко використовується на різних етапах переробки винограду і виготовлення вин, що обумовлено його антисептичними й антиоксидантними властивостями.

При введенні SO2у буферні розчини утворюються різноманітні його форми: неіонізований розчинений SO2, іони НSO3- і при рН вище 4 - іони сульфіту: SO2 -> НSO3- -> SO32-.

Між цими формами встановлюється динамічна рівновага, що залежить від рН і температури. Наприклад, при кімнатній температурі і рН 3-4 час установлення цієї рівноваги складає 3 дня. Паралельно частина введеного SO2зв'язується зі складовими компонентами вина, частина дифундує в клітини мікроорганізмів, частина губиться за рахунок окислювання киснем повітря, який присутній у вині.

Сума газоподібного розчиненого в вині SO2 (1-10%) і його іонних форм у вигляді НSO3- (приблизно 94-96%) і SO32- (звичайно до 1 %) умовно позначається як вільна сірчиста кислота.

Усуслах і винах, крім вільних форм, сірчиста кислота знаходиться в вигляді сполук з деякими компонентами. Цю частину умовно називають зв'язаною. Сума вільної і зв'язаної сірчистої кислоти називається загальною. Звичайно вільні форми SO2 складають 10-30% загальної кількості SO2лише рідко до 40%.

Діоксид сірки зв'язується головним чином карбонільними сполуками (альдегіди, кетони). Міцність утворених речовин залежить від типу такої сполуки, рН, температури. Так, у лужному середовищі вони нестабільні вже при звичайній температурі, у кислому - для їх руйнування потрібні підвищені температури (десульфітація соків).

Інші карбонільні сполуки , що містяться в винах, менш активно реагують з SO2 і дають неміцні лабільні сполуки, що легко розпадаються і відновлюють вільний діоксид сірки при його витрачанні. Моносахариди (глюкоза, фруктоза, арабіноза й ін.) слабо зв'язують SO2. В розчинах сахарів альдегідні і кетонні функції проявляються формами, які займають транзитне положення в рівновазі ациклічних і циклічних їх форм.

Це пояснює високе значення констант рівноваги їх сполук з SO2:

Константа рівноваги

де Свілзв—молярна концентрація вільних і зв'язаних форм SO2.

Розглянемо найважливіші сполуки, що утворюються при зв'язуванні сірчистої кислоти у винах.

Альдегідсірчиста кислота утворюється в результаті реакції Н2SO4 з альдегідом:

Альдегідсірчиста кислота характерна для сухих вин і зброджених сусел. У сухих винах (особливо білих) представлено до 50-70% зв'язаних форм SO2. Константа дисоціації альдегідсірчистої кислоти дуже низька, тому вільного діоксиду сірки в присутності цієї кислоти в розчині може міститися біля 1-3%. Зміна рН у кислій зоні (у межах рН вина) не впливає на константу дисоціації кислоти. Підвищення температури, наприклад, з 20 до 37 °С також помітно не змінює константу дисоціації, що дуже важливо, тому що концентрація SO2 в результаті розпаду сполук з альдегідами не може помітно підвищуватися в шлунку людини при споживанні вина.

Швидкість зв'язування ацетальдегіду з діоксидом сірки досить висока і залежить від рії. Так, при рН 1,0 реакція проходить на 98% за 6 год і повністю закінчується за 24 год, при рН 3,3 вона проходить на 98% за 90 хв і закінчується за 5 год і при рН 7,0 зв'язування відбувається за декілька хвилин. І Іри витримці вина внаслідок поступового зниження вмісту вільного діоксиду сірки (випарювання, окислювання, реакція з іншими речовинами) відбувається розпад альдегідсірчистої кислоти і звільнення вільного ацетальдегіду, що, у свою чергу, вступає в реакцію з іншими компонентами вина, наприклад з речовинами, що забарвлюють вино.

Сполуки SO2 з сахарами характерні для сусел, десертних і напівсолодких вин. З сахарів найбільш тривкі сполуки з діоксидом сірки утворює арабіноза. Глюкоза зв'язується з ним майже в 10 разів слабше арабінози, а фруктоза і сахароза не зв'язуються зовсім.

Сполуки SO2 з іншими компонентами вина утворюються досить легко. Наприклад, реакція взаємодії цистеїну з SO2 протікає швидко, цистеїнсульфонова кислота, що утворюється, є досить стійкою сполукою. Сірчиста кислота, як і її солі, також може приєднуватися до антоціанів. Сполука, що утворилася, проте, неміцна, легко руйнується при нагріванні з вивільненням вихідних речовий у незмінному вигляді. Реакція сірчистої кислоти з антоціанами легко виявляється по їхньому знебарвленню. У старих винах, де вільних антоціанів мало, ефект знебарвлення сірчистої кислоти незначний.

Глюкуронова і галактуронова кислоти, знайдені в суслі і винах в кількості 200-1000 мг/дм , досить активно реагують із сірчистою кислотою. Так, при наявності 100 мг/дм вільної 802 і рН 3,3 1 г глюкуронової кислоти зв'язує 10 мг, а 1 г галактуронової — 25 мг сірчистої кислоти. Всього у винах за рахунок уронових кислот зв'язується приблизно 2-25 мг/дм3 SO2. Кетокислоти сусла і вина взаємодіють із сірчистою кислотою ще енергійніше.

Антимікробна дія SO2. Кількість SO2, яка вводиться в сусло або вино, не є тієї концентрацією, дії якої піддаються мікроорганізми. Встановлено, що тільки вільний SO2 є основною формою, що володіє антимікробною дією. Довгий час вважалося, що з вільних форм лише недисоційована сірчиста кислота має таку властивість, проте потім було встановлено, що при низьких рН недисоційована сірчиста кислота в розчинах не виявляється, оскільки її дисоціація проходить практично миттєво. Розчинений SO2 складає тільки невелику частину вільної сірчистої кислоти (від 1 до 10%). Основна частина її знаходиться у вигляді бісульфіту, що не володіє антисептичною дією. Виходячи з залежності концентрації вільного SO2 від рН були розраховані кількості розчиненого неіонізованого SO2 у розчинах для різних рН. Пі кількості Б02 (у %.), що є найбільш активно діючою антимікробною частиною введеного діоксиду сірки, одержали назву Б02 молекулярний (табл. 7.1).

 

Таблиця 7.1

рН Молекулярний SO2 Бісульфіт Сульфіт
3,0 6,06 93,92 0.01
3,2 3,91 96,07 0,01
3,4 2,50 97,46 0,03
3,6 1,59 98,36 0,04
3,8 1,01 98,91 0,07
4,0 0,64 99,24 0,11
4,2 0,40 99,40 0,19
4,4 0,25 99,44 0.30

 

Розрахунок молекулярного SO2 прийнятий за критерій визначення оптимальних кількостей 802, які вводяться у вино на різних етапах з урахуванням рН вина і його спроможності зв'язувати SO2. Для попередження бродіння необхідно забезпечити в суслі концентрацію молекулярного SO2 1,50 мг/дм3. Для забезпечення біологічної стійкості вин, що містять залишковий сахар, достатньо молекулярного SO2 1,20 мг/дм3. Більш низькі його концентрації можуть бути використані у випадку зберігання вин при знижених температурах. Характерний запах діоксиду сірки з'являється при концентраціях його молекулярної форми 2 мг/дм3 і більше.

Детальне вивчення різних форм SO2 дозволило встановити, що всупереч думці, що існувала, зв'язані форми також проявляють інгібіруючу дію на мікроорганізми. Виявилося, що вона приблизно в 5-6 разів нижча, чим у вільного (молекулярного) SO2. Зв'язаний SO2 діє бактеріостатично, а вільний -бактерицидно. Інгібіруюча дія зв'язаного SO2 пояснюється подвійно. З одного боку, дріжджі асимілюють зв'язані форми, що утворюються, і в результаті метаболізму визволяється вільний SO2, за рахунок чого його вміст в середовищі збільшується. Проте такий шлях малоймовірний, оскільки усяке внутрішньоклітинне виділення вільного SO2 могло б спричинити загибель мікроорганізмів. З іншого боку, вільний SO2, що виділяється, зв'язується з речовинами, які містяться в середовищі або утворюються під дією мікроорганізмів, (діацетилом, ацетоїном і ін.).

Більш правильним поясненням інгібіруючої дії зв'язаного 802 варто вважати дію вільного SO2 (молекулярного), що завжди супроводжує зв'язані форми у певних співвідношеннях. Оскільки в середовищі в залежності від рН постійно існує рівновага між зв'язаними і вільними формами SO2, то при збільшенні концентрації, наприклад, зв'язаної форми ацетальдегід — бісульфіт у 4 рази в середовищі концентрації вільного Б02 і ацетальдегіду підвищуються в 2 рази. Цим пояснюють більш сильну дію одних зв'язаних форм у порівнянні з іншими. Так, у SO2, зв'язаного з піруватом, який має більш високу константу дисоціації, інгібіруюча дія сильніша, ніж у SO2, зв'язаного з ацетальдегідом.

Докладне вивчення механізму дії SO2 на мікроорганізми показало, що молекулярний SO2 діє на клітинні мембрани дріжджів і руйнує їхню структуру. Він також інгібірує ферментні системи і може мати мутагенну дію. Стійкість різних родів і штамів дріжджів до SO2 неоднакова і може бути їм властива або придбана. В останньому випадку вона пов'язана з мутагенною дією SO2 і є наслідком скоріше генетичних змін, чим фізіологічної дії SO2. Придбана до Б02 стійкість здатна передаватися у дріжджів у спадщину і зберігатися.

Останнім часом за рубежем рекомендується використовувати в якості часткового замінника SO2 сірководень. Н2S присутній у вині в молекулярній недисоційованій формі і практично не володіє антимікробною дією. Він є антиоксидантом, інгібірує окисні ферменти, блокуючи в них активований іон міді. Вважається доцільним вводити його в сусло (доза 5-20 мг/дм ) для пригнічення окислювальних ферментів.

Для визначення сірчистої кислоти в виноробній промисловості користуються за звичай йодометричним методом прямого титрування. Цей метод оснований на окисленні сірчистої кислоти в сірчану з допомогою йоду

Н2SO3220-->Н2 SO4+2НІ

( Індикатором в цій реакції слугує крохмаль, який дає з йодом синє забарвлення.

Так як зв'язана сірчиста кислота безпосередньо з йодом вступати в реакцію не може, її необхідно перевести в вільний стан. Для цього спочатку додаванням лугу переводять всю сірчисту кислоту в сірчистокислу сіль

R-С-SO3Н+2NaОН->R-СНО+Na2SO3+2Н20

а потім вже при послідуючому підкисленні сірчаною кислотою одержують вільну сірчисту кислоту

Na2SO32SO4= Н2SO3+ Na2SO4.

Вміст сірчистої кислоти виражають в мг/дм3.

Хід виконання роботи

Визначення вмісту вільної сірчистої кислоти

В конічну колбочку місткістю 100-200 см3 відмірюють піпеткою 50 см' вина або 25 см3 (пляшка повинна бути відкрита безпосередньо перед аналізом для запобігання втратам сірчистої кислоти), добавляють 10 см3 розбавленої сірчаної кислоти, приблизно 0,5-1 см3 крохмалю і негайно титрують 0,02 н. розчином йоду до появи синього забарвлення, яке не зникає протягом 30 секунд.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.