Sucha masa to Metoda oznaczania

2024 Autor: Isabella Gilson | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 03:37

Woda jest jednym z najczęstszych związków chemicznych na Ziemi. Odgrywa wyjątkową rolę w życiu świata biologicznego, podobnie jak tlen, będący niezbędnym warunkiem życia, jest częścią wszystkich żywych istot i uczestniczy w ich układach metabolicznych. Oznaczanie zawartości wody (procentowej zawartości wilgoci) w środowisku człowieka, żywności, materiałach przemysłowych, substancjach gazowych, stałych i ciekłych to jedno z wielu zadań rozwiązywanych w laboratoriach na całym świecie.

Definicja pojęcia

Najbardziej ogólna definicja ciał stałych (suchej pozostałości w chemii) mówi, że są to substancje, z których usunięto wilgoć. Ale wilgoć zawartą w substancji lub materiale można podzielić na dwa składniki:

• ten, który jest zawarty w cząsteczkach substancji lub powiązany;
• to, co jest zawarte między cząsteczkami substancji lub jest wolne.

Bezpłatną wodę można usunąć fizyczniemetody: odparowanie, suszenie, destylacja itp. W tym przypadku struktura substancji może się zmienić, ale skład chemiczny nie. Wilgoć związaną można usunąć tylko w trudniejszych warunkach lub nawet przy użyciu samych środków chemicznych.

Suche - są to substancje, w których nie występują oba rodzaje wody. Należy pamiętać, że otaczające powietrze stale zawiera pewną ilość pary wodnej.

Dlatego wysuszone gorące substancje muszą być przechowywane w specjalnych pojemnikach, aby nie dostała się do nich para wodna.

Woda w żywności

Żywność zawiera duże ilości wody. Od 70-95% w różnych owocach i warzywach oraz do 4% w mleku w proszku. Ale zawartość wilgoci w produkcie nie wskazuje na procent wody wolnej i związanej, co odgrywa wiodącą rolę w przechowywaniu. Rzeczywiście, w zależności od wilgotności, wygląd, smak i odpowiednio czas i sposób przechowywania zmieniają się bez pojawienia się oznak psucia. Dlatego producenci zwykle wskazują nie tylko okres, ale także wilgotność i temperaturę przechowywania produktu.

W żywności woda może być wiązana przez białka i dużą liczbę innych związków organicznych w stabilne układy koloidalne, z których trudno ją usunąć.

Woda w paszy dla zwierząt

Sucha masa może odnosić się do suchej porcji paszy dla zwierząt. Odżywkę paszową lub toksynę można sklasyfikować jako taką, aby wskazać jej poziom w żywności zwierzęcej. Uwzględnianie poziomów składników odżywczych w różnychpasze na podstawie suchej masy (a nie oparte na dowodach) ułatwiają porównanie. W końcu każda żywność ma różne procenty wody. Pozwala również na porównanie suchego poziomu danej odżywki z poziomem wymaganym w diecie zwierzęcia.

Zawartość wody jest często określana przez podgrzewanie żywności na papierowym talerzu w kuchence mikrofalowej lub za pomocą testera Koster do suszenia żywności. Oznaczanie ciał stałych może być przydatne w przypadku pasz niskoenergetycznych z dużą zawartością wody, aby zapewnić odpowiedni pobór energii. Wykazano, że zwierzęta spożywające tego typu pokarmy otrzymują mniej energii pokarmowej. Problem zwany utratą suchej masy może wynikać z uwalniania ciepła spowodowanego oddychaniem drobnoustrojów. Zmniejsza to zawartość węglowodanów niestrukturalnych, białek i ogólnej energii żywności.

Jak obliczyć ilość wilgoci

Zawartość ciał stałych jest określana na podstawie różnicy między wagą całego produktu a jego wilgotnością (zawartość wilgoci). W tym celu zwykle stosuje się metody bezpośrednie i pośrednie.

Metody bezpośrednie pomagają wydobyć wodę zawartą w produkcie, a następnie określić jej ilość.

Metody pośrednie, takie jak suszenie, refraktometria, gęstość lub przewodność roztworu określają zawartość ciał stałych. Metody pośrednie mogą również obejmować metodę narażenia na badaną substancję za pomocą odczynników chemicznych.

Trudności w określeniu zawartości wilgoci w substancji

Określanie ilościwoda w próbce czasami komplikuje fakt, że jej wysychanie prowadzi również do zmiany jej składu chemicznego: substancje lotne, takie jak dwutlenek węgla, niektóre kwasy organiczne, związki amoniaku, a także większość alkoholi i eterów po prostu w trakcie procesu odparowują, a utlenianie wielu substancji organicznych prowadzi do wzrostu suchej masy. Może również wzrosnąć dzięki wodzie zawartej w stabilnych hydrofilowych koloidach.

Jak określić suchą pozostałość

Oznaczanie ciał stałych odbywa się różnymi metodami. Rozważ główne i najczęściej używane:

1. Metoda arbitrażu. Zawartość wody określa się przez suszenie do stałej suchej masy po uwolnieniu higroskopijnej wilgoci. Temperatura jest ściśle określona. Próbka jest suszona do stałej masy. Istnieje również metoda przyspieszona, przeprowadzana w podwyższonej temperaturze. W tym przypadku ustalany jest określony czas suszenia, a proces jest realizowany poprzez spiekanie w jednorodną masę z wstępnie kalcynowanym piaskiem. Ilość nałożonego piasku powinna być od dwóch do czterech razy większa niż w próbce. Piasek jest niezbędny do równomiernego wysychania, zwiększa porowatość i ułatwia usuwanie wilgoci. Proces odbywa się w porcelanowych kubkach przez 30 minut, temperatura zależy od rodzaju produktu. Zamiast kubków porcelanowych można używać kubków aluminiowych lub szklanych.
2. Suszenie z wysoką częstotliwością. Takie urządzenie wytwarza promieniowanie podczerwone i zwykle składa się z dwóch płyt, które:połączone. Metoda pozwala wielokrotnie przyśpieszyć proces suszenia, a co za tym idzie całe badanie.
3. Metoda refraktometrii. Stosowanie tej metody dotyczy zwykle substancji zawierających dużo sacharozy: słodyczy, syropów czy soków. W tym przypadku porównuje się współczynniki załamania próbki substancji i sacharozy. Ponieważ współczynnik załamania światła zależy od temperatury, oba roztwory przed badaniem umieszcza się w termostacie. Ta metoda dokładnie określa ilość ciał stałych.

Rzadko używane metody

1. Metoda różnicowej kolorymetrii skaningowej polega na schłodzeniu próbki poniżej temperatury zamarzania wody, podczas gdy wolna woda zamienia się w stan stały, a po podgrzaniu próbki można znaleźć ciepło zużyte do stopienia tej wody. Woda związana zostanie zdefiniowana jako różnica między wodą całkowitą a wodą zamarzniętą.
2. Metoda pomiaru dielektryka opiera się na fakcie, że w obecności częściowo związanej wody jej właściwości jako dielektryka znacznie różnią się od próbki, w której takiej wody nie ma. Po określeniu właściwości dielektrycznych próbki substancji, zawartość wody wolnej i związanej określa się za pomocą specjalnych tabel.
3. Metoda pomiaru pojemności cieplnej polega na pomiarze wskaźnika zamarzniętej wody podczas jej rozmrażania, gdy wiązania wodorowe są zerwane. Przy dużej wilgotności próbki wartość pojemności cieplnej będzie określana przez wodę swobodną, której pojemność cieplna jest 2 razy większa niż pojemność cieplna lodu.
4. Metoda magnetycznego rezonansu jądrowego określa ruchliwość wody wstała matryca. W obecności wody wolnej i związanej urządzenie określa ich obecność w widmie za pomocą dwóch linii na raz. Jeden rodzaj wody daje tylko jedną linię widmową. Metoda jest droga, ale bardzo dokładna, stosowana do głębokich badań struktury substancji organicznych.
5. Metoda densymetryczna rozpoczyna się od określenia ciężaru właściwego próbki. Jest to zwykły sposób obliczania wody w sokach, syropach, przetworzonych owocach lub jagodach z cukrem. Ciężar właściwy określa się za pomocą areometru. Wiedząc o tym, wykorzystujemy dane podane w GOST dla badanej substancji i ustalamy zawartość wody w próbce.

Należy zauważyć, że metody oznaczania ciał stałych nie ograniczają się do tych podanych w tym artykule.

Zalecenia dotyczące wyboru metody badawczej

Dla każdej określonej próbki substancji, produktu lub materiału stosowana jest własna metoda oznaczania substancji suchych. Aby wyjaśnić tę metodę, konieczne jest odniesienie się do stanowych norm i przepisów, które zostały opracowane dla wszystkich produktów spożywczych i ich branż.

Standardy państwowe

Duży wybór metod oznaczania suchej pozostałości nie oznacza niezależnego wyboru pożądanej metody. Do prawidłowego przeprowadzenia badania konieczne jest zapoznanie się z normami państwowymi i przepisami dotyczącymi przeprowadzania tych analiz zgodnie z GOST.

Tak więc, GOST 26808-2017 „Konserwy rybne i owoce morza. Metody oznaczania suchej masy” oraz GOST 32640-2012, dotyczące metod obliczania zawartości substancji wkarmić. Bardzo szczegółowo opisują procesy, odnotowują cechy ich realizacji, sprzęt i materiały do badań.

Inne normy i przepisy

Oprócz norm państwowych, istnieje wiele różnych norm, które określają poprawność badań laboratoryjnych dla każdego rodzaju substancji testowej pod kątem zawartości suchej masy. Są to różne OST, TU, PCT, MVI i inne normy i standardy. Na przykład istnieje RD 118.02.8-88 „Metodyka pomiaru zawartości suchej pozostałości (substancji rozpuszczonych) w ściekach”.