Глава 2 «Обнаружение ионов железа в некоторых продуктах питания»

2.1 «Химические реакции характерные для Fe²⁺, Fe³⁺ ионов»

Комплексные ферроцианиды железа нашли широкое применение для качественного анализа растворов на присутствие даже очень малых количеств ионов Fe2+ и Fe3+: синее окрашивание можно заметить, даже если в литре раствора содержится всего 0,7 мг железа! Соответствующие реакции приводятся во всех учебниках аналитической химии. Раньше (а иногда и сейчас) их записывали так: реакция на ионы Fe3+:

4FeCl₃ + 3K₄[Fe(CN)₆] = Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 12KCl (образуется берлинская лазурь); реакция на ионы Fe2+:

3FeCl₂ + 2K₃[Fe(CN)₆] = Fe₃[Fe(CN)₆]₂ + 6KCl (образуется турнбулева синь).

Исследование начато с изучения качественных реакций на ионы Fe²⁺, Fe³⁺.(Приложение 5)

• Реактивом на ионы Fe²⁺ являются гидроксид-ионы OH^-. При действии раствора щелочи на раствор соли железа (II) образуется белый осадок гидроксида железа (II), который на воздухе зеленеет, а затем буреет.

• Реактивом на ионы Fe³⁺ является гексацианоферрат калия.

4FeCl₃+ 3K₄[Fe(CN)₆] = Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 12KCl

4Fe²⁺+3[Fe(CN)₆]^4- =Fe₄[Fe(CN)₆]₃

Образуется раствор гексацианоферрата железа (II) интенсивно синего цвета

Ион Fe³⁺ в водных растворах можно распознать:

• С помощью гидроксид-ионов OH^- по осадку гидроксида железа(III) бурого цвета.

• С помощью роданид-ионов SCN^-. При взаимодействии ионов SCN^- с ионами Fe³⁺ образуется малодиссоциирующий роданид железа(III) кроваво-красного цвета:

FeCl₃ + 3KSCN = Fe(SCN)₃ + 3KCl

роданид железа(III)

Fe³⁺ + 3SCN^- = Fe(SCN)₃

Определена чувствительность качественных реакций. Для этого были взяты растворы FeSO₄, FeCl₃. При добавлении K₃[Fe(CN)₆]^3-( гексоцианоферрата калия, красной кровяной соли) можно увидеть ярко-синее вещество.(Фото 1)

При добавлении KSCN (роданида железа) можно увидеть кроваво-красное вещество. (Фото 2)

Фото1 Фото 2

Растворы разбавлялись до высокой степени: к двум каплям раствора добавляли 7 мл воды и проводились качественные реакции. Цвет, получающихся растворов, имел достаточно интенсивную окраску. Следовательно, чувствительность качественных реакций очень высокая. Можно предположить, что ими должны обнаружиться даже незначительные концентрации ионов железа в продуктах.

2.2 «Исследования продуктов»

Для исследования взяты:

- свежие фрукты: яблоко, виноград, гранат, банан, мандарин;

- соки: яблочный, мультифруктовый, апельсиновый;

- хлеб грубого помола, зеленый горошек;

- крупы: рис, гречка, геркулес (овсяная), манная;

- овощи: лук, капуста, томаты, укроп, грибы;

- молоко, яйцо, мед;

- мясо, печень, рыба.

Продукты измельчались, помещались в пробирку. К ним добавлялись растворы гексацианоферрата калия в одну порцию, а в другую роданид калия. Растворы оставлялись на несколько часов. Изменение цвета в светло-синий обнаружилось в яблоках, в яблочном соке, мультифруктовом соке, в апельсиновом соке, в зеленом горошке, меде и др.(См. таблица 1) Зеленоватый цвет образовывался в результате смешения синего с желтоватыми оттенками продуктов.Можно прийти к выводу, что в них содержатся ионы железа (II). При добавлении роданида калия появился красный цвет (и близкий к нему) в пробах граната, мяса и др.(См. таблица 2) Значит, в них преобладают ионы железа (III).

Продукты, в которых не произошло изменений цвета, пробовали нагревать и испытывать реактивами, но изменений не происходило.

Видимо, ионов железа в них настолько мало, что данный метод их не обнаруживает. Их употребление в пищу не повысит содержание данных ионов в крови.

Зеленый горох Печень Рис Пшено Колбаса Мед

Виноград Мандарин Банан Молоко Сыр Рыба

М ясо Яблоко Контрольный раствор Грибы Гречка

ПеченьУкроп Томат Лук

Желток и белок Яблочный сок Апельсиновый Мульт-вый Хлеб(справа)

ГранатМясо

Контрольный раствор

Печень

Таблица 1

Исследуемый продукт	Гексацианоферрат калия	Ионы железа (II)
Яблоко	Синеет	Обнаружены
Рыба	Не меняется	Нет
Банан	Не меняется	Нет
Молоко	Не меняется	Нет
Мандарин	Не меняется	Нет
Яблочный сок	Синеет	Обнаружены
Мультифруктовый сок	Зеленеет	Обнаружены
Апельсиновый сок	Зеленеет	Обнаружены
Хлеб грубого помола	Зеленеет	Обнаружены
Рис	Не меняется	Нет
Геркулес (овсяная)	Не меняется	Нет
Гречка	Зеленеет	Обнаружены
Манка	Не меняется	Нет
Лук	Не меняет	Нет
Томат	Синеет	Обнаружены
Укроп	Буреет	Обнаружены
Яйцо (белок, желток)	Не меняется	Нет
Мясо (говядина)	Зеленеет	Обнаружены
Печень	Зеленеет	Обнаружены
Мед	Зеленеет	Обнаружены
Зеленый горошек	Зеленеет	Обнаружены
Колбаса	Не меняется	Нет
Пшено	Не меняется	Нет
Виноград	Не меняется	Нет
Грибы	Зеленеет	Обнаружены
Сыр	Не меняется	Нет

Роданид калия не изменил свой цвет во всех продуктах, кроме мяса, печени, граната.

Таблица 2

Исследуемый продукт	Роданид калия	Ионы железа (III)
Мясо (говядина)	Краснеет	Обнаружены
Печень	Краснеет	Обнаружены
Гранат	Чернеет	Обнаружены

Реакция на ион железа (II) в большинстве продуктов оказалась положительной и позволяет сделать вывод, что в продуктах преобладают эти ионы, а ионов железа (III) гораздо меньше.

Качественными реакциями можно определить продукты питания, содержащие ионы Fe²⁺, Fe³⁺, исследование это еще раз подтвердило.

Продукты, которые можно рекомендовать для повышения содержания ионов железа в гемоглобине и миоглобине:

- яблоки, яблочные, апельсиновые, мультифруктовые соки, гранаты,

- укроп, томаты,

- мясо, печень,

- хлеб грубого помола, гречка,

- грибы.

Заключение

Значимыми для здоровья человека компонентами пищевых продуктов являются ионы железа, являющиеся основным катализатором дыхательных (окислительных) процессов. Железо содержится в гемоглобине, миоглобине, поэтому уровень их содержания в крови важный показатель здоровья человека. Пополняется уровень ионов железа продуктами питания, их содержащими.

Качественными реакциями можно определить наличие ионов железа в некоторых продуктах, и определить продукты, играющие наибольшую роль в повышении уровня гемоглобина в крови.

Экспериментальным путем выявились продукты, в которых уровень ионов железа достаточно высокий, как в свежих фруктах, так и в их соках и продукты, употребление которых, не способно повысить гемоглобин до необходимого содержания.

Чувствительность качественных реакций очень высокая, ими обнаруживаются даже незначительные концентрации ионов железа в продуктах.

Следовательно, качественными реакциями можно определить продукты питания, содержащие ионы Fe²⁺, Fe³⁺, исследование это еще раз подтвердило.

Результаты работы помогут правильнее выбирать продукты, содержащие ионы железа. Материал исследования можно использовать на уроках химии и во внеклассной работе.