Лабораторна робота№7 Визначення масової концентрації вільної та загальної сірчаної кислоти.

Загальні відомості. У первинному і вторинному виноробстві, тобто починаючи з перероблення винограду і закінчуючи випуском готових вин, широко використовується діоксид сірки(сірчаний ангідрид, SO₂) як антисептик і антиоксидант. У виробництві діоксид сірки отримують спалюванням сірки, використовують також скраплений газ, який зберігається у балонах під тиском; використовують піросульфіт калію, мета сульфіт калію, K₂ S₂ O₅). У кожному із названих випадків діоксид сірки потрапляє у проміжні продукти виноробства та готові вина. Дозування залежно від мети використання коливається в межах 20-100мг/дм³ і більше. Діоксид сірки з’являється у вині також природним шляхом – у процесі бродіння як побічний продукт життєдіяльності дріжджів (до 50мг/дм³ і більше).

Фізичною одиницею, яку вживають у виноробстві для вираження масових концентрацій сірчаної кислоти, є мг/дм³.

Загальна і вільна сірчана кислота – важливі показники, визначення яких потрібне для проведення технологічного процесу на всіх його стадіях. Воно дає можливість підтримувати та контролювати мікробіологічну чистоту проміжних продуктів виноробства і готових вин, забезпечувати їх захист від надлишкового окиснення, регулювати перебіг окисно-відновних процесів у вині. Не допускається надмірна концентрація сульфітної кислоти, оскільки вона негативно позначається на якості готової продукції. Відповідно ДСТУ4806:2007 масова концентрація загальної кислоти у винах не повинна перевищувати 200мг/дм³, в тому числі вільної – 20мг/дм³, для вин столових напівсухих і напівсолодких – відповідно 250 і 25мг/дм³.

Існує ряд методів визначення вмісту сірчистої кислоти у харчових продуктах. У виноробстві прийнято хімічний метод титрометричного (об’ємного) аналізу, а саме – йодометричний метод прямого титрування.

Мета визначення. Мета аналізу концентрації сульфітної кислоти у вині та напівпродуктах диктується важливістю цього показника у технології виноробства.

Дані про концентрацію сульфітної кислоти потрібні для проведення технологічних розрахунків, пов’язаних із введенням діоксиду сірки у різні об’єкти виноробства.

Цей показник в готовій продукції нормований стандартами, що зумовлює необхідність його контролювання.

Сутність методу. Метод заснований на окисненні сірчистої кислоти йодом у сірчану кислоту, індикатором кінця реакції слугує крохмаль. Отже, як вже відзначилось, для визначення використовують один із титрометричних методів окиснення - відновлення, а саме йодометричний.

Хімізм можна записати так:

H₂SO₃ + I₂ + H₂O – H₂ SO₄ + 2HI

або

SO₃^{- -} + I₂ + H₂O – SO₄^{- -}+ 2I^-+2Н⁺

Коли вся сірчиста кислота буде окиснена, одна зайва крапля титрованого розчину йоду дасть посиніння титрованого середовища внаслідок того, що вільний йод утворює із крохмалем комплексно адсорбційну сполуку інтенсивно синього кольору.

Апарати і реактиви. Для проведення досліджень застосовують:

• колби конічні номінальною місткістю 250, 500 або 750 см³;

• бюретки місткістю 25см³;

• піпетки місткістю 1,10 і 50см³;

• циліндри місткістю 10,25,50 і 250см³;

• термометр ртутний скляний лабораторний;

• розчин сірчаної кислоти масовою концентрацією 180г/дм³;

• розчин гідроксиду натрію або калію концентрацією 4моль/дм³;

• трилон Б масовою концентрацією 30г/дм³;

• розчин крохмалю;

• титрований розчин йоду концентрацією ( 1/2 I₂)= 0,02моль/дм³.

Проведення аналізу. Аналіз складається із визначення:

• вільної сірчистої кислоти у білих винах(виноматеріалах) і коньячному спирті;

• загальної сірчистої кислоти як суми визначень вільної та зв’язаної сірчистої кислоти у білих винах і коньячному спирті.

1. Визначення вільної сірчаної кислоти у білих винах (виноматеріалах) і коньячних спиртах. Із щойно відкритої пляшки з пробою відбирають піпеткою 50см³ вина (виноматеріалу, коньячного спирту) і переносять у конічну колбу місткістю 250см³. Колбу для титрування вказаної місткості вибирають у тому випадку, коли обмежується визначенням у даній пробі тільки вільної сірчаної кислоти. Якщо же у аналізованій пробі передбачають в подальшому визначення також зв’язаної сірчаної кислоти, то конічну колбу для титрування належить брати номінальною місткістю 500 або 750см³. потім туди додають циліндром 3см³ розчину сірчаної кислоти і за допомогою піпеток – по 1см³ розчинів трилону Б і крохмалю. Одразу титрують титрованим розчином йоду концентрацією (1/2 I₂)= 0,02моль/дм³ до появи сино-фіолетового забарвлення, що не зникає 15с. наступне зникнення забарвлення до уваги не беруть: воно пояснюється частковим переходом(внаслідок порушення рівноваги) зв’язаних форм сірчистої кислоти у вільні.

2. Визначення загальної сірчаної кислоти як суми визначень вільної зв’язаної сірчаної кислоти у білих винах(виноматеріалах) і коньячних спиртах. У даному аналізі після визначення вільної сірчаної кислоти одразу же додають 8см³ розчину NaOH чи KOH, закривають колбу пробкою, перемішують і залишають на 5хв. для перебігу реакцій розладу зв’язаних форм сірчаної кислоти. Після цього додають циліндром 10см³ розчину сірчаної кислоти і негайно титрують розчином йоду до появи синьо-фіолетового забарвлення, яке не зникає протягом 15с і відзначають об’єм титрованого розчину йоду, який пішов на титрування.

Знов додають 20см³ розчину гідроксиду натрію або калію, перемішують, закривають колбу пробкою і залишають на 15хв. Потім додають 200см³ холодної дистильованої води, вносять 30см³ розчину сірчаної кислоти і одразу титрують розчином йоду.

Опрацювання результатів. За використання для аналізу описаних вище методик масову концентрацію вільної х₁ і загальної х₂ сірчистої кислоти, мг/дм³, у розрахунку на діоксид сірки розраховують за такими формулами:

Х₁= 0,64хV₁x20=12,8xV₁;

X₂= 0,64(V₁+ V₂+ V₃)x20=12,8(V₁+ V₂+ V₃),

Де 0,64 – маса сірчистої кислоти у розрахунку на діоксид сірки, що відповідає 1см³ розчину йоду концентрацією (1/2 I₂) 0,02моль/дм³;

V₁ – об’єм розчину йоду концентрацією (1/2 I₂) =0,02моль/дм³, витраченого на титрування вільної сірчистої кислоти, см³;

V₂ і V₃ – об’єм розчину йоду концентрацією (1/2 I₂) = 0,02 моль/дм³, використаний відповідно на перше і друге титрування сірчистої кислоти, що виділилася під час визначення зв’язної сірчистої кислоти, см³; 20 – коефіцієнт перерахунку результатів аналізу в 1 дм³;

Контрольні запитання

1. Яку роль відіграє сірчиста кислота у виноробстві?

2. У яких формах міститься сірчиста кислота у вині?

3. На якому принципі ґрунтується йодометричний метод визначення різних форм сірчистої кислоти у вині?

4. Яким чином можна визначити зв’язану сірчисту кислоту у вині?

5. За якими формами розраховують вільну та загальну сірчисту кислоту вина?