
книги из ГПНТБ / Методики постановки опытов и исследований по молочному хозяйству [сборник]
..pdfсоли. После высушивания (не прокаливать!) золу растворяют сначала в 10 мл 18%-ной соляной кислоты, подогревают до растворения осадка и количественно переносят в делительную воронку емкостью до 500 мл, той же соляной кислотой ополас кивают чашку и присоединяют к содержимому воронки. После этого приступают к выделению отдельных элементов из рас
твора.
Железо. Экстрагирование железа из полученного раствора проводят эфиром порциями в 10—12 мл путем встряхивания в делительной воронке в течение 4—5 мин. Эфирные экстракты железа собирают в термостойкую колбу и в вытяжном шкафу удаляют эфир на водяной бане, но не досуха, оставляя в кол бочке немного раствора.
Медь. Из оставшейся водной фазы выделяют медь. Она полностью экстрагируется из раствора дитизона в кислой сре де (pH 2). Для этого к водной фазе, находящейся в делитель ной воронке, добавляют 30 мл бидистиллята, доводя количест во раствора до 50 мл. Экстрагирование меди из подготовлен ного раствора проводят 0,04%-ным раствором дитизона в хло роформе, прибавляя последний по 5—7 мл, каждый раз встря хивая 5—6 мин. После расслоения водной и органической фаз, для чего требуется 2—3 мин., образовавшийся дитизонат меди переносят в коническую колбочку с притертой пробкой. Экс трагирование продолжают до прекращения изменения окраски дитизона при встряхивании с водной фазой. После экстраги рования водную фазу промывают 2—3 мл хлороформа для полного вымывания дитизоната меди из водной фазы и после расслоения органическую фазу сливают в ту же коническую колбочку. Для разрушения дитизоната меди в колбочку до бавляют 2 мл 18%-ной соляной кислоты и 0,5—1 мл 27%-ной перекиси водорода и оставляют на 6—8 час.
Цинк и кобальт. Эти элементы выделяют из водной фазы, которую проводят к нейтральной среде (pH 8,0—8,3). Для этого к водной фазе, оставшейся в делительной воронке, при бавляют 1—2 капли фенолфталеина и нейтрализуют аммиа ком до слабо-розового окрашивания. Раствор при этом нагре вается, его необходимо охладить. При нейтрализации выпа дают в осадок фосфаты кальция. Затем в этот раствор вносят по 5—7 мл дитизона, встряхивают 4—5 мин. и экстракты дитизонатов цинка и кобальта собирают в другую делительную во ронку. Экстр.агирование продолжают до тех пор, пока внесен ная новая порция дитизона перестанет менять окраску. Для полного вымывания дитизонатов цинка и кобальта из водной
170.
фазы прибавляют к последней 3—5 мл хлороформа. Органи ческую фазу количественно переносят в ту же делительную воронку с дитизонатами, а эту водную фазу не используют.
Отделение цинка от кобальта. В делительную воронку с собранными экстрактами дитизонатов цинка и кобальта при бавляют 50 мл 0,02 н. раствора соляной кислоты и встряхивают 5 мин. При этом дитизонат цинка разлагается и элемент пере ходит в водную фазу в виде солянокислой соли. В органической фазе остается дитизонат кобальта. После расслоения органи ческой и водной фаз их разделяют и переносят в конические колбочки с притертой пробкой. Водную фазу с солянокислым цинком промывают хлороформом от остатков дитизонат.а ко бальта и дитизона. Промывные порции хлороформа присоеди няют к экстракту кобальта. Для разрушения последнего при бавляют в колбочки 2 мл 18%-ной соляной кислоты и 0,5—1 мл 27%-ной перекиси водорода и оставляют на 6—8 часов, пока цвет из темно-зеленого не превратится в оранжевый.
Количественное определение микроэлементов. Железо. Треххлористое железо, которое остается в колбе после упари вания эфира (параллельно делать «холостую» пробу), рас творяют в 0,5 мл 18%-ной соляной кислоты и 10 мл бидистил лята. К полученному раствору прибавляют 5 мл 10%-ного рас твора сульфосалициловой кислоты и по каплям концентриро ванный аммиак до появления желтого цвета, не допуская по мутнения. Раствор количественно переносят в мерный ци линдр. Объем раствора доводят до 20 мл и фотометрируют против воды с синим светофильтром.
Медь. Через 6—8 час. дитизонат меди окисляется под дей ствием перекиси водорода, соляной кислоты и разлагается на дифенилтиокарбадиазол, имеющий желтую окраску, а медь в виде солянокислой соли переходит в водную фазу. Содержи мое колбочки переносят в делительную воронку, промывают два раза бидистиллятом по 10—15 мл. Водную фазу, содержав щую солянокислую медь, оставляют в воронке. Органиче скую— дифенилтиокарбадиазол исключают, а солянокислую водную фазу промывают 3—5 мл хлороформа, чтобы удалить продукты распада дитизона. Солянокислый раствор меди, соб ранный в термостойком стаканчике, упаривают досуха на ne-j сочной бане и к остатку добавляют 1 мл концентрированной азотной кислоты и снова упаривают досуха. Затем стаканчик помещают в муфельную печь и содержимое его озоляют при температуре 450—500° для полного выгорания остатков разру шенного дитизона. Озоление считается законченным, когда
171
остаток становится белым. Если остаток трудно озоляется, то к нему добавляют несколько капель 27%-ной перекиси водо рода и прокаливают на электроплитке. После озоления в ста канчик (для «холостой» пробы в делительную воронку) вно сят 2 мл 18%-ной соляной кислоты, 10 мл бидистиллята и ко личественно переносят в делительную воронку. Сюда же при ливают 2 мл концентрированного аммиака, а затем 1 мл 1 %-ного раствора диэтилдитиокарбомата натрия и 5 мл хлоро форма. При встряхивании медь переходит в органическую фа зу диэтилдитиокарбоматного комплекса. Органическую фазу собирают в градуированный цилиндрик. Водную фазу в во ронке промывают 2—3 мл хлороформа. Общий объем собран ного при экстрагировании раствора органического комплекса меди в хлороформе доводят до 10 мл. Полученный раствор фотоколориМетрируют против хлороформа с синим свето фильтром.
Цинк. К 2 мл солянокислого цинка (в «холостой» пробе к 2 мл 0,02 н. соляной кислоты) прибавляют 2 капли раствора фенолфталеина и нейтрализуют разведенным аммиаком (1 : 10) до слабо-розового окрашивания. Затем к раствору прибавляют 10 мл 0,2%-ного раствора диэтилдитиокарбомата натрия и 3 мл разбавленного в 2 раза 0,4%-ного раствора дитизона. Во время встряхивания смеси образующийся дитизонат цинка переходит в органическую фазу, которую после расслоения с водой переносят в другую делительную воронку. Экстрагиро вание цинка дитизоном продолжают до тех пор, пока зеленый цвет, прибавленной порции дитизона перестанет изменяться. Водную фазу промывают 2 мл хлороформа и выливают совсем. К собранной органической фазе прибавляют 15—20 мл 0,01 н. раствора аммиака и встряхивают 2—3 мин. для вымывания избытка дитизона, который переходит в водную фазу. Эту операцию продолжают до тех пор, пока прибавленная следую щая порция 0,01 н. аммиака после 2—3-минутного встряхива ния перестает окрашиваться в желтый цвет. Совершенно обя зательна идентичность промывания всех проб одной партии молока. Дитизонат цинка, имеющий розовую окраску, остает ся в органической фазе. Интенсивность такой окраски зависит от концентрации цинка. Дитизонат цинка переносят в градуи рованную пробирку и доводят объем хлороформом до 10 мл.
Фотоколориметрируют против |
хлороформа |
(растворителя) |
с зеленым светофильтром. |
дитизоната |
кобальта хлоро |
Кобальт. После разрушения |
формная фаза окрашивается в желтый цвет вследствие обра-
172
зования дифенилтиокарбадиазона, который не может связы вать кобальт. Все содержимое колбочки количественно перено сят в делительную воронку и промывают бидистиллятом по 10 мл два раза. Водную фазу, в которой содержится кобальт, оставляют в делительной воронке. Солянокислый раствор ко бальта отмывают хлороформом (по 2 мл) от остатков продук тов окисления дитизона и переносят в термостойкие стакан чики и упаривают досуха. Органическую 'фазу не используют. Затем в стаканчик с остатком прибавляют 1 мл концентриро ванной азотной кислоты и снова досуха упаривают на песочной бане. Остаток озоляют в муфельной печи при температуре 450—500° до белого цвета. После озоления в стаканчик при бавляют (параллельно делают «холостую» пробу), 0,25 мл 18%-ной соляной кислоты, 2 капли концентрированной азот ной кислоты, 5 мл бидистиллята, 1 мл 0,05%-ного раствора нитрозо-И-соли и 1 г уксуснокислого натрия. Эту смесь кипя тят 45 сек. с момента кипения, затем прибавляют 0,75 мл кон центрированной азотной кислоты и вновь кипятят 45 сек. Вто ричное прибавление азотной кислоты и кипячение проводят для разрушения комплексов нитрозо-И-соли с другими метал лами, кроме кобальта. После охлаждения объем раствора до водят до 10 мл бидистиллятом и через 10—15 мин. фотоколориметрируют против воды с синим светофильтром.
Рис. 31. Калибровочная кривая для определения железа
Количественное определение железа, меди, цинка, кобаль та проводят по градуированным графикам (рис. 31, 32, 33, 34), построенным по результатам фотоэлектроколориметрии стан дартных эталонных растворов этих элементов. Для определе
173
ния применяют ФЭК-56. Находят содержание микроэлемен тов сначала в навеске, а затем пересчитывают на 1 кг молока. При расчете используют формулу где А — количество железа в 150 г молока по калибровочной
,кривой (мкг);
К — навеска молока (г).
Рис. 32. Калибровочная кривая для определения меди
А • 1000
Пр и ме р . Для анализа взято 150 г молока, после сжига ния которого получилось 1,2025 г золы. При определении же леза экстинкция — 0,692. По кривой эта экстинкция соответ ствует 54,3 мкг железа. Следовательно, в 1 кг молока будет железа
Х= |
54,3 • 1000 |
= 362 мкг. |
|
|
||
|
150 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Содержание железа |
|
в |
молоке колеблется |
от |
200 до |
|
600 мкг/кг, цинка — от |
|
2 |
до 5 мг, меди — от 15 |
до 80 мкг, |
||
кобальта — от 0,3 до 4 |
мкг. Средняя относительная |
ошибка |
для железа составляет 6,2%, для меди — 0,5%, цинка— 4,8%
икобальта — 15%. Расчет содержания меди, цинка, кобальта
вмолоке проводят аналогично расчету содержания железа.
.174
Определение микроэлементов в сгущенном молоке, в сыво ротке и кисломолочных продуктах проводится так же, как и в молоке. Сгущенное молоко лучше сначала восстановить и брать навеску 150—200 г, творог— 50 г. Анализ этих продук тов следует выполнять так же, как описано для молока.
Построение градуированных графиков
Приготовление исходных стандартных растворов. Медь. 1,965 г сульфата меди, CuS04 • 5Н20 растворяют в бидистилляте* прибавляют 2—3 капли серной кислоты и объем рас твора доводят бидистиллятом до 1 л. В 1 мл такого раствора содержится 0,5 мг меди.
Рис.. 33. Калибровочная кривая для определения цинка
Цинк. 100 мг, (0,1 г) химически чистого цинка растворяют сначала в 1 мл концентрированной серной кислоты и 50 мл бидистиллята. После растворения объем раствора доводят во дой до 1 л. В 1 мл этого раствора содержится 100 мкг цинка.
Кобальт. 0,477 г гидрата сульфата кобальта CoS04 • 7Н20
.растворяют в 200 мл бидистиллята. Затем раствор подкисляют в 2 мл концентрированной серной кислоты и объем его дово дят до 1 л. В 1 мл раствора содержится 100 мкг кобальта. Для более полной аналогии при обработке анализируемых проб и эталонных концентраций железа, меди, цинка и кобальта, по которым будут строиться градуированные 1рафики, посту пают следующим образом: приготовляют эталонный раствор
175
смеси указанных микроэлементов. В колбе емкостью 1 л с при тертой пробкой растворяют 0,863 г железо-аммойнийных квас
цов |
(Fe(NH4) • (SC>4)2 *12Н20 |
в 200—300 мл бидистиллята. |
Если |
раствор мутный, то для |
осветления прибавляют не |
сколько капель соляной кислоты. В эту же колбу прибавляют 20 мл исходного стандартного раствора меди с концентрацией 500 мкг в 1 мл, 100 мл стандартного раствора цинка и 10 мл
стандартного раствора |
кобальта с |
концентрацией |
100 мкг |
|
в 1 |
мл. После этого объем в колбе |
доводят бидистиллятом |
||
до 1 |
л. |
мл раствора содержится 100 |
мкг же |
|
Таким образом, в 1 |
леза, 10 мкг меди, 10 мкг цинка, 1 мкг кобальта. Из этого смешанного раствора в 5 термостойких стаканчиках емкостью 50 мл приготовляют 5 растворов со следующим содержанием
микроэлементов |
(в мкг). |
|
|
Таблица33 |
||
|
|
|
|
|
||
Микро |
■1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
элементы |
||||||
|
|
|
|
|
||
Fe |
50,0 |
75,0 |
■100,01 |
125,0 |
■150,0 |
|
Си |
5,0 |
7,,5 |
10,0 |
12,5 |
15,0 |
|
Zn |
5,0 |
7,5 |
10,0 |
12,5 |
15,0 |
|
Со |
0,5 |
0,75 |
цо |
■1,25 |
1,5 |
Объем во всех стаканчиках доводят до 5 мл бидистиллятом. Затем pacTBqp выпаривают досуха, прибавляют 1 мл концен трированной азотной кислоты и снова упаривают, не прокали вая. После этого проводят последовательное выделение каж дого элемента из полученных проб, выполняя те же манипуля ции, что в анализируемых навесках золы, затем фотометрируют против соответствующих растворителей (цинк, медь — против хлороформа, а железо и кобальт — против воды). Для построения градуировочных графиков определение проводится в трехкратной повторности (см. рис. 31— для железа, 32 — для меди, 33 — для цинка и 34 — для кобальта). Построенные по результатам фотометрии, обработанные указанным спосо бом стандартных растворов градуировочные графики являют ся постоянными. Если в работу берутся новые партии реакти вов, то необходимо ставить «холостую» пробу и полученные результаты вычитать, пользуясь построенными графиками при анализе испытуемых проб.
П р и б о р ы и р е а к т и в ы . Делительные |
воронки ем |
костью 200—500 мл; кварцевые чашки емкостью |
150—200 мл; |
176
кварцевые стаканы емкостью 50, 100, 200 мл; термостойкие колбы емкостью 100—150 мл; мерные цилиндры или пробирки с притертыми пробками емкостью 10 мл; полиэтиленовые тары емкостью 0,5, 1,0, 2,0 л для отбора проб; 0,04%-ный раствор дитизона; 18%-ный раствор соляной кислоты (особой чистоты или ГОСТ 3118-46 «х. ч.»); 0,02% нормальный раствор соляной кислоты; 0,5%-ный раствор фенолфталеина; азотная кислота (особой чистоты или «х.ч.»); 1%-ный раствор диэтилдитиокарбомата натрия; 27%-ный раствор перекиси водорода; аммиак водный (особой чистоты или ГОСТ 3760-64 «х.ч.»); 10%-ный ■сульфосалициловая кислота; 0,05%-ный нитрозо-Й-соль, сер ный эфир, хлороформ.
Рис. 34. Калибровочная кривая для определения кобальта
Очистка дитизона. Дитизон после исследования Фишера на шел широкое применение в аналитической химии для разделе ния и количественного определения малых концентраций тя желых металлов. Для того чтобы решить вопрос о пригодности дитизона, поступают следующим образом: готовят 0,01%-ный раствор дитизона в хлороформе и смешивают его с чистым разбавленным аммиаком (1 : 10). Если органическая фаза пос ле взбалтывания приобретает слабую желтую окраску, то та кой реактив можно употреблять для выделения и количествен ного определения микроэлементов. Если же окрашивание орга нической фазы интенсивное, то производят очистку дитизона. Для этого 1 г дитизона растворяют в 100 мл хлороформа и в делительной воронке на 500 мл встряхивают в течение 20— 30 мин. Затем в воронку прибавляют 200 мл разбавленного аммиака (5 мл концентрированного аммиака на 1 л воды). При взбалтывании с аммиаком дитизон переходит в водную
12 |
17 7 |
фазу, окрашивая ее в красновато-оранжевый цвет. Нижний слой отделяют и отбрасывают, а к раствору дитизона в амми ачной среде прибавляют 12 мл разбавленной серной кислоты (1 :5), 250 мл чистого хлороформа и встряхивают еще 5— 10 мин. Дитизон переходит в органическую фазу и образует темно-зеленый раствор. Полученный раствор фильтруют через предварительно промытый соляной кислотой и высушенный беззольный фильтр в сосуд из темного стекла. Хранят в про хладном месте.
XI. МОЧЕВИНА И АММИАК
В. П. ГАЛЬЦЕВА
В трихлоруксусном фильтрате молока, свободном от бел ков, мочевину гидролизуют ферментом уреазой от аммиака. Количество аммиачного азота определяют методом Конвея пу тем вытеснения его из раствора сильными щелочами и путем поглощения титрованным раствором кислоты.
К 40 мл молока приливают 40 мл 18%-ной трихлоруксусной кислоты небольшими порциями при перемешивании. Колбочку оставляют в покое до осаждения белков и осветления жидко сти, которую отфильтровывают через плотный фильтр. При необходимости фильтрат можно хранить в холодном и темном месте.
Для анализа 20 мл фильтрата наливают в мерный цилиндр, нейтрализуют Щелочью по бромтимолблау до появления чет кой зеленой окраски. Объем раствора доводят водой до 40 мл и перемешивают. Подготовленный таким образом раствор ис пользуют для гидролиза мочевины в чашках Конвея (рис. 35).
Рис. 35. Чашка Конвея
179