Základy analýzy potravin Přednáška 1

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Základy analýzy potravin Přednáška 1"

Bedřich Horák
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 ANALÝZA POTRAVIN Význam a využití kontrola jakosti surovin, výrobků jakost výživová jakost technologická jakost hygienická autenticita, identita potravinářských materiálů hodnocení stravy (diety) Analytické metody chemické fyzikálně-chemické mikrobiologické fyzikální další (enzymové, imunochemické, senzorické ) CHEMICKÁ ANALÝZA proces získávání informací o chemickém složení hmotných objektů odpovědi na otázky co?, kolik?, kde?, jak?, kdy? Některé pojmy: Vzorek Analyt Kvalitativní analýza: důkaz, identifikace Kvantitativní analýza: stanovení 1

další (enzymové, imunochemické, senzorické ) CHEMICKÁ ANALÝZA proces získávání informací o chemickém složení hmotných objektů odpovědi

2 PRINCIPY KVALITATIVNÍ ANALÝZY ANORGANICKÝCH LÁTEK Povaha a vzhled vzorku skupenství barva, velikost a tvar částic zápach rozpustnost čistá látka nebo směs? Používané metody zkoušky na suché cestě orientační testy pro tuhé vzorky zahřívání v mikrozkumavce zkouška zbarvení plamene perličkové reakce (boraxové, fosfátové) zkoušky na mokré cestě (nutno převést vzorek do roztoku) předběžné zkoušky důkazy kationtů důkazy aniontů Měřítka pracovní techniky makroanalýza: mg vzorku v ml roztoku semimikroanalýza: mg vzorku v 0,1-3 ml roztoku mikroanalýza: 1-10 mg vzorku v 0,01-0,1 ml vzorku 2

(boraxové, fosfátové) zkoušky na mokré cestě (nutno převést vzorek do roztoku) předběžné zkoušky důkazy kationtů důkazy aniontů Měřítka pracovní

3 PŘEVÁDĚNÍ VZORKU DO ROZTOKU rozpouštění (za chladu a za tepla) ve vodě ve zředěné HCl ve zředěné HNO 3 v koncentované HNO 3 rozpouštění v lučavce královské (3 díly HCl+1 díl HNO 3 ) zbytek nerozpustný v lučavce může obsahovat: halogenidy stříbrné nebo AgCN sírany: BaSO 4, SrSO 4, PbSO 4 CaF 2 oxidy kovů: Al 2 O 3, Cr 2 O 3, TiO 2, SnO 2 platinové kovy Ir, Ru, Rh, Os SiO 2, některé křemičitany, Si, C, SiC další rozpouštěcí činidla H 2 SO 4 HF roztok NaOH roztok NH 3 tavení vzorku s tavidlem a rozpuštění vychladlé taveniny ve vodě nebo v roztoku kyseliny tavidla: Na 2 CO 3, K 2 CO 3 NaOH, KOH Na 2 CO 3 +S Na 2 CO 3 (nebo K 2 CO 3 )+KNO 3 (nebo KClO 3 ) Na 2 CO 3 +Na 2 O 2 KHSO 4 nebo K 2 S 2 O 7 rozpouštění kyselinami za zvýšeného tlaku 3

SiO 2, některé křemičitany, Si, C, SiC další rozpouštěcí činidla H 2 SO 4 HF roztok NaOH roztok NH 3 tavení vzorku s tavidlem a rozpuštění vychladlé taveniny ve vodě nebo v roztoku

4 Vzhled a základní vlastnosti roztoku vzorku zbarvení roztoku přítomnost iontů MnO 4 - (fialové), Cr 2 O 7 2- (oranžové), CrO 4 2- (žluté), Ni 2+ (zelené), Cr 3+ (temně zelené), Fe 3+ (žlutohnědé), Fe 2+ (světle zelené), Co 2+ (růžové) ph vodného roztoku ph<2 vzorek nemůže obsahovat anionty slabých kyselin (uhličitany, siřičitany, thiosírany, kyanidy ), vzorek nemůže současně obsahovat oxidovadla i redukovadla ph>8 roztok nemůže obsahovat kationty kovů, které tvoří nerozpustné hydroxidy (Sn 4+, Fe 3+, Al 3+, Cr 3+, Bi 3+, Sn 2+, Cu 2+, Fe 2+, Ni 2+, Mn 2+ ) Předběžné zkoušky důkaz amonných iontů vytěsnění NH 3 roztokem hydroxidu důkaz Nesslerovým č. (HgI 2 +KI+NaOH) hnědé zbarvení důkaz Fe a jeho mocenství HCl Fe 3+ + n SCN - Fe(SCN) n 3-n HCl Fe 3+ + [Fe(CN) 6 ] 4- berlínská modř červené zbarvení HCl Fe 2+ + [Fe(CN) 6 ] 3- Turnbullova modř důkaz kyanidových iontů přítomnost CN - může znemožnit důkaz některých kationtů chemickou cestou provedení: odbarvení filtračního papíru impregnovaného sulfidem měďnatým (černý) po kápnutí alkalického roztoku vzorku: 2CuS +5CN - +2OH - 2[Cu(CN) 2 ] - + 2S 2- + OCN - + H 2 O 4

i redukovadla ph>8 roztok nemůže obsahovat kationty kovů, které tvoří nerozpustné hydroxidy (Sn 4+, Fe 3+, Al 3+, Cr 3+, Bi 3+, Sn 2+, Cu 2+, Fe 2+, Ni 2+, Mn 2+ ) Předběžné zkoušky důkaz amonných

5 DŮKAZY KATIONTŮ postup je závislý na tom, zda vzorek obsahuje jeden nebo více různých kationtů, případně v jaké kombinaci a) jednoduchý vzorek (1-3 kationty) reakce se skupinovými činidly selektivní důkazy kationtů vyloučení přítomnosti některých skupin kationtů potvrzení přítomnosti konkrétních kationtů b) složitější vzorek (více kationtů současně) systematické oddělování jednotlivých tříd kationtů postupným srážením selektivní důkazy kationtů potvrzení přítomnosti kationtů dané třídy a separace od ostatních potvrzení přítomnosti konkrétních kationtů 5

přítomnosti konkrétních kationtů b) složitější vzorek (více kationtů současně) systematické oddělování jednotlivých tříd kationtů postupným

6 Skupinové srážecí reakce kationtů Skupinová srážecí činidla jsou: zředěná kyselina chlorovodíková zředěná kyselina sírová nebo roztok alkalického síranu sulfan (sirovodík) v kyselém prostředí sulfid amonný roztok alkalického hydroxidu roztok amoniaku roztok alkalického uhličitanu roztok hydrogenfosforečnanu sodného nebo amonného roztok jodidu draselného roztok chromanu draselného 6

kyselém prostředí sulfid amonný roztok alkalického hydroxidu roztok amoniaku roztok alkalického

7 Analytické třídy kationtů sulfanový (sirovodíkový) způsob dělení kationtů C.R. Fresenius 1841 Třída Vlastnosti kationtů Kationty I. srážejí se ze silně kyselého prostředí sulfanem, vzniklé sulfidy jsou nerozpustné v polysulfidu amonném I a srážejí se kyselinou chlorovodíkovou jako chloridy Ag +,Pb 2+ 2+,Hg 2 (Tl +, Cu +,Au + ) I b (IIa) jejich chloridy jsou rozpustné Hg 2+, Cu 2+, Cd 2+, Bi 3+ II. (IIb) III. IV. srážejí se ze silně kyselého prostředí sulfanem, vzniklé sulfidy jsou rozpustné v polysulfidu amonném srážejí se sulfidem amonným nebo sulfanem v mírně alkalickém prostředí jako sulfidy (FeS, Fe 2 S 3, NiS, CoS, ZnS, MnS) nebo hydroxidy (Al(OH) 3, Cr(OH) 3 ) srážejí se za přítomnosti NH 4 Cl As III, As V Sb III, Sb V Sn 2+, Sn 4+ (Mo V, W VI,V V, Ge IV,Se IV,Te IV ) Fe 2+, Fe 3+, Ni 2+, Co 2+, Zn 2+, Mn 2+, Al 3+, Cr 3+ Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+ uhličitanem amonným jako uhličitany V. nesrážejí se Mg 2+, NH + 4, Na +, K + 7

b (IIa) jejich chloridy jsou rozpustné Hg 2+, Cu 2+, Cd 2+, Bi 3+ II. (IIb) III. IV.

8 DŮKAZY ANIONTŮ Schema postupu 1. předběžné zkoušky s původním roztokem zjištění ph zjištění přítomnosti aniontů těkavých kyselin (reakce s H 2 SO 4 ) 2. příprava sodového výluhu (vynechává se, obsahuje-li vzorek jen kationty V. třídy) 3. předběžné zkoušky se sodovým výluhem srážecí reakce s Ba 2+ srážecí reakce s Ag + přítomnost oxidovadel a redukovadel 4. selektivní důkazy aniontů přímo z původního vzorku se dokazují: uhličitany. kyanidy, fosforečnany, boritany, fluoridy a sírany v sodovém výluhu se dokazuje přítomnost ostatních aniontů 8

příprava sodového výluhu (vynechává se, obsahuje-li vzorek jen kationty V. třídy) 3.

9 Reakce aniontů s kyselinou sírovou plynné produkty tvoří při mírném záhřevu se zřed. H 2 SO 4 anionty CO 3 2-, HCO 3 -, SO 3 2-, SH -, S 2-, CN -, NO 2 - CO H + H 2 O + CO 2 SO H + H 2 O + SO 2 S H + H 2 O + H 2 S CN - + 2H + H 2 O + HCN (hořkomandlový pach) NO H + HNO 2 (za chladu modrý roztok) 3 HNO 2 H 2 O+H + +NO NO (rozklad za tepla) 2NO + O 2 2NO 2 (hnědý štiplavý plyn) bílý zákal vyloučenou sírou a současně plyn poskytují thiosírany a polysulfidy: S 2 O H + H 2 O + S + SO 2 S x H + H 2 O + S + H 2 S bílá rosolovitá sraženina SiO 2.xH 2 O vzniká okyselením roztoku křemičitanů Srážecí reakce aniontů s barnatými ionty činidlo: vodný roztok Ba(NO 3 ) 2 nebo BaCl 2 nebo Ba(ClO 4 ) 2 nebo Ba(CH 3 COO) 2 prostředí: neutrální nebo slabě zásadité bílé sraženiny BaSO 4, BaSiF 6, BaSO 3, BaCO 3, BaSiO 3, Ba 3 (AsO 4 ) 2 bílé sraženiny (jen z konc. roztoků) BaS 2 O 3, BaF 2, Ba(BO 2 ) 2, Ba 3 (AsO 3 ) 2 žlutá sraženina BaCrO 4 9

2 + H + HNO 2 (za chladu modrý roztok) 3 HNO 2 H 2 O+H + +NO - 3 +2NO (rozklad za tepla) 2NO + O 2 2NO 2 (hnědý štiplavý plyn) bílý zákal vyloučenou sírou a současně plyn poskytují thiosírany a

10 Srážecí reakce aniontů se stříbrnými ionty činidlo: vodný roztok AgNO3 prostředí neutrální bílé sraženiny AgCl, AgCN, AgSCN, Ag 4 [Fe(CN) 6 ], AgBO 2, Ag 2 SO 3 bílá sraženina Ag 2 S 2 O 3 vzniká až s přebytkem srážedla a postupně tmavne (vznik černého sulfidu) Ag 2 S 2 O 3 + H 2 O Ag 2 S + 2H + + SO 4 2- nažloutlé až žluté sraženiny AgBr, AgI, Ag 3 PO 4, Ag 3 AsO 3, Ag 2 CO 3, Ag 2 SiO 3 hnědočervené sraženiny Ag 2 CrO 4, Ag 3 [Fe(CN) 6 ] černá sraženina Ag 2 S 10

tmavne (vznik černého sulfidu) Ag 2 S 2 O 3 + H 2 O Ag 2 S + 2H + + SO 4 2- nažloutlé až žluté sraženiny AgBr, AgI,

11 Oxidačně redukční reakce aniontů odbarvování roztoku manganistanu v kyselém prostředí redukčními činidly (siřičitan, thiosíran, sulfid, arsenitan, hexakyanoželeznatan, kyanid, jodid, bromid, dusitan, v silně kyselém prostředí i chlorid): 5 SO MnO H + 5 SO Mn H 2 O 5 S 2 O MnO H + 10 SO Mn H 2 O 5 S MnO H + 5 S + 2 Mn H 2 O 10 I MnO H + 5 I Mn H 2 O 5NO MnO H + 5 NO Mn H 2 O odbarvování vodného roztoku jodu (a jodidu draselného) v neutrálním prostředí redukčními činidly (siřičitan, thiosíran, sulfid, arsenitan, hexakyanoželeznatan ) SO I 2 + H 2 O SO I - + 2H + 2 S 2 O I 2 S 4 O I - vznik jodu z roztoku jodidu v kyselém prostředí účinkem oxidačních činidel (manganistan, chroman, dichroman, arseničnan, dusitan, chlorečnan, hexakyanoželezitan, v silně kyselém prostředí i dusičnan): Cr 2 O I H + 3 I Cr H 2 O AsO I - + 2H + I 2 + AsO H 2 O 2 NO I H + I NO + 2 H 2 O 11

Mn 2+ + 8 H 2 O 10 I - + 2 MnO 4 - + 16 H + 5 I 2 + 2 Mn 2+ + 8 H 2 O 5NO 2 - + 2MnO 4 - + 6H + 5 NO 3 - + 2Mn 2+ + 3H 2 O odbarvování vodného roztoku jodu (a jodidu draselného) v neutrálním

12 Analytické třídy aniontů Třída Vlastnosti aniontů Anionty I. srážejí se barnatým iontem, stříbrné soli mohou být ve vodě rozpustné i nerozpustné I a Ba soli nerozpustné ve zřed. HCl SO 2-4, SiF 2-6, I b Ba soli rozpustné ve zřed. HCl ale nerozpustné ve zřed. CH 3 COOH SO 2-3, S 2 O 2-3, F -, CrO 2-4, I c Ba soli se rozpouštějí nebo rozkládají ve zředěných kyselinách Cr 2 O , C 2 O 4 CO 2-3, SiO 2-3, BO - 2, PO 3-4, AsO , AsO 3 II. Ba soli jsou ve vodě rozpustné, srážejí se stříbrným iontem II a Ag soli nerozpustné v konc. NH 3 I -, [Fe(CN) 6 ] 4-, SH -, S 2-, Sx 2- Br -, SCN - II b Ag soli rozpustné v konc. NH 3 ale nerozpustné ve zředěném NH 3 II c Ag soli rozpustné již ve zřed. NH 3 Cl -, CN -, [Fe(CN) 6 ] 3- III. nesrážejí se NO - 2, NO - 3, ClO - 3, ClO - 4, - MnO 4 12

CH 3 COOH SO 2-3, S 2 O 2-3, F -, CrO 2-4, I c Ba soli se rozpouštějí nebo rozkládají ve zředěných kyselinách Cr 2 O 2-2- 7, C 2 O 4 CO 2-3, SiO 2-3, BO - 2, PO 3-4, AsO 3-3- 4, AsO 3 II.

Podobné dokumenty

NABÍDKA PRODUKTŮ PRO ŠKOLY

NABÍDKA PRODUKTŮ PRO ŠKOLY Naše společnost Puralab s.r.o. se zaměřuje na výrobu chemických látek, především pak na výrobu vysoce čistých látek, nejčastěji anorganických solí kovů. Jako doplňkový sortiment