Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химия. Практикум для СПО
.pdf
101
где К — кинетическая устойчивость;
Н
5
— высота столба пены через 5 мин, мм;
Н
0
— первоначальная высота столба пены, мм.
Устойчивость пены повышается в присутствии стабилизаторов — пенообразователей. Для этого используют поверхностно-активные вещества (ПАВ):
спирты, низшие члены ряда жирных кислот; растворы высокомолекулярных соединений (ВМС): белки, желатин, альбумин, солодовый экстракт, танин. Молекулы пенообразователя адсорбируются на границе раздела фаз таким образом,
что их гидрофобная часть направлена в сторону газовой фазы, а гидрофильная — в воду. Гидрофильная часть молекулы гидратируется водой, образуя гидратные слои определенной толщины, защищающие пузырьки воздуха от коалесценции. С увеличением температуры снижается вязкость дисперсионной среды,
увеличивается испарение жидкости, все это приводит к уменьшению прочности пены.
Пены получают методами диспергирования — встряхивания, перемеши-
вания, продавливания через пористые фильтры; конденсации — кипения, пересыщения растворов.
Пены могут мешать протеканию производственных процессов, поэтому
для предотвращения пенообразования в систему вводят специальные вещества — пеногасители, которые вытесняют пенообразователь с поверхности жидкости: природные масла и жиры, органические кислоты, спирты, эфиры, некоторые кремнийорганические и фосфорорганические соединения. В производстве
молочных сгущенных продуктов пенообразование приводит к снижению эффективности процесса сгущения, дополнительному расходу энергии, потерям молочного сырья.
Пены широко представлены в пищевой промышленности. Вспененные пищевые продукты усиливают восприятие вкуса пищи. Пастила, зефир, безе,
суфле, хлеб, мороженое представляют собой затвердевшие пены, взбитые сливки — жидкая пена.
Задания для самоконтроля
1. Дайте определение: пена.
2. Приведите основные характеристики пены: кратность, дисперсность,
устойчивость.
3. Дайте определение: пенообразователь. Назовите механизм его действия.
4. Раскройте методы получения пен.
102
5. Дайте определение: пеногаситель. Назовите механизм его действия.
6. Приведите примеры пен в пищевой промышленности.
Экспериментальная часть
Влияние стабилизатора на образование пены
Получение пены (жидкой) основано на диспергировании (дроблении) газа
(воздуха) и распределении по объему другой жидкости (воды) путем интенсивного длительного встряхивания с добавлением стабилизатора или без.
Проведение эксперимента. В 4 пробирки одинакового диаметра внести
раствор яичного альбумина (белок куриного яйца) и воду в соответствии
с табл. 3.9.
Содержимое всех пробирок одновременно интенсивно встряхнуть в течение примерно 1 мин, линейкой измерить высоту Н (мм) слоя пены в каждой, рас-
считать кратность пены β, кинетическую устойчивость К и внести полученные
данные в табл. 3.9.
Таблица 3.9
Зависимость объема пены от количества стабилизатора
№
пробирки
Состав системы
Высота
слоя пены
H, мм
Кратность
пены β
Кинетическая
устойчивость
К, %
Раствор
альбумина (мл)
Н2О дист.
(мл)
1 5 0
2
2,5
2,5
3
0,3
4,7 4 0 5
Построить график объема пены от количества стабилизатора H
(п)
= f(V
стаб
).
Определить состав пены:
– дисперсную фазу;
– дисперсионную среду;
– стабилизатор.
Сделать вывод о роли стабилизатора в устойчивости пены.
103
Разрушение пены
Разрушение пены основано на добавлении к пене веществ:
– удаляющих стабилизатор;
– замещающих стабилизатор с образованием менее прочных пленок жидкости.
Проведение эксперимента. В 2 пробирки налить по 5 мл дистиллирован-
ной воды и 0,5 мл 2 %-ного раствора мыла. Зарисовать содержимое пробирок.
Содержимое пробирок одновременно интенсивно встряхнуть в течение
примерно 2 мин. Линейкой измерить высоту слоя пены Н (мм) в каждой пробирке. Зарисовать содержимое пробирок.
В одну из них внести 4–5 капель раствора CaCl2. Линейкой измерить вы-
спирта. Линейкой измерить высоту слоя пены. Зарисовать содержимое пробирок.
Сравнить эффективность пеногашения (по отношению объемов пены) до
и после добавления пеногасителя.
Указать причины разрушения пены в каждом случае.
104
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Василевская, Е.И. Неорганическая химия : учебное пособие / Е.И. Васи-
левская, О.И. Сечко, Т.Л. Шевцова. — Минск : Изд-во РИПО, 2020. — 248 с.
2. Иванов, В.Г. Основы химии : учебник / В.Г. Иванов, О.Н. Гева. —
Москва : КУРС : ИНФРА-М, 2020. — 560 с.
3. Кудрявцева, Л.Г. Физическая и коллоидная химия : учебник и практикум
для СПО / Н.С. Кудряшева, Л.Г. Бондарева. — Москва : Юрайт, 2023. — 379 с.
4. Нигматуллин, Н.Г. Лабораторные работы по физической и коллоидной
химии : учебное пособие для СПО / Н.Г. Нигматуллин, Е.С. Ганиева. — СанктПетербург : Лань, 2021. — 140 с.
5. Нигматуллин, Н.Г. Практикум по физической и коллоидной химии :
учебное пособие / Н.Г. Нигматуллин, Е.С. Ганиева. — Санкт-Петербург : Лань,
2022. — 116 с.
6. Новокшанова, А.Л. Органическая, биологическая и физколлоидная хи-
мия. Практикум : учебное пособие для СПО / А.Л. Новокшанова. — 2-е изд.,
испр. и доп. — Москва : Юрайт, 2023. — 222 с.
7. Химия. Неорганическая и аналитическая химия : практикум / составитель Е.В. Хайдукова. — Вологда : Молочное : Изд-во Вологодская ГМХА,
2020. — 43 с.
8. Химия. Органическая химия : практикум / составитель Е.В. Хайдукова. — Вологда : Молочное : Изд-во Вологодская ГМХА, 2020. — 51 с.
105
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
НАЗВАНИЯ ВАЖНЕЙШИХ КИСЛОТ И ИХ СОЛЕЙ
Кислота
Название кислоты
Название соли
НАlO2
Метаалюминиевая
Метаалюминат
H3AsO4
Мышьяковая
Арсенат
H3AsO3
Мышьяковистая
Арсенит
Н3ВО3
Ортоборная (борная)
Ортоборат (борат)
Н2В4О7
Тетраборная
Тетраборат
НВr
Бромоводородная
Бромид
HCOOH
Муравьиная
Формиат
СН3СООН
Уксусная
Ацетат
HCN
Циановодородная
Цианид
Н2СО3
Угольная
Карбонат
Н2С2О4
Щавелевая
Оксалат
НС1
Хлороводородная
Хлорид
HClO
Хлорноватистая
Гипохлорит
HClO2
Хлористая
Хлорит
НСlO3
Хлорноватая
Хлорат
HClO4
Хлорная
Перхлорат
Н2СrO4
Хромовая
Хромат
Н2Сr2О7
Двухромовая
Дихромат
HJ
Иодоводородная
Иодид
НМnО4
Марганцовая
Перманганат
HNO2
Азотистая
Нитрит
HNO3
Азотная
Нитрат
Н3РО4
Ортофосфорная (фосфорная)
Ортофосфат (фосфат)
H2S
Сероводородная
Сульфид
HCNS
Родановодородная
Роданид
H2SO3
Сернистая
Сульфит
H2SO4
Серная
Сульфат
H2S2O3
Тиосерная
Тиосульфат
H2Se
Селеноводородная
Селенид
H2SeO4
Селеновая
Селенат
H2SiO3
Кремниевая
Силикат
HVO3
Ванадиевая
Ванадат
H2WO4
Вольфрамовая
Вольфрамат
106
Приложение 2
КОНСТАНТЫ ДИССОЦИАЦИИ НЕКОТОРЫХ СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ПРИ 25 °С
Электролит
Формула
К
PK = –lgК
Азотистая кислота
HNО2
4 × 10–4
3,40
Аммония гидроксид
NH4OH
1,8 × 10–5
4,75
Борная кислота
Н3ВО3
К1 = 5,8 × 10
–10
9,24
Бромноватистая кислота
НВrO
2,1 × 10
–9
8,68
Водорода пероксид
Н2О2
К1 = 2,6 × 10
–12
11,58
Кремниевая кислота
H2SiO3
К1 = 2,2 × 10
–10
К2 = 1,6 × 10
–12
9,66
11,80
Муравьиная кислота
HCOOH
1,8 × 10
–4
3,74
Сернистая кислота
H2SO3
К1 = 1,6 × 10–2
К2 = 6,3 × 10
–8
1,80
7,21
Сероводородная кислота
H2S
K1 = 6 × 10–8
K2 = l × 10
–14
7,22
14,0
Угольная кислота
Н2СО3
К1 = 4,5 × 10–7
К2 = 4,7 × 10
–11
6,35
10,33
Уксусная кислота
CH3COOH
1,8 × 10
–5
4,75
Хлорноватистая кислота
HClO
5,0 × 10
–8
7,30
Фосфорная кислота
Н3РО4
К1 = 7,5 × 10–3
K2 = 6,3 × 10
–8
К3 = 1,3 × 10
–12
2,12
7,20
11,89
Фтороводородная кислота
HF
6,6 × 10
–4
3,18
Циановодородная кислота
HCN
7,9 × 10
–10
9,10
Щавелевая кислота
Н2С2О4
K1 = 5,4 × 10
–2
К2 = 5,4 × 10
–5
1,27
4,27
Гидроксид цинка
Zn(OH)2
4,0 × 10
–5
4,4
Масляная кислота
С4Н8О
2
1,5 × 10–5
4,8
Молочная кислота
С3Н6О3
1,38 × 10–4
3,86
107
Приложение 3
ВАЖНЕЙШИЕ ИНДИКАТОРЫ
Название индикатора
Цвет индикатора в различных средах
и область рН при переходе цвета
Метиловый оранжевый
красный
(рН < 3,1)
оранжевый
(3,1 < рН < 4,4)
желтый
(рН > 4,4)
Метиловый красный
красный
(рН < 4,2)
оранжевый
(4,2 < рН < 6,3)
желтый
(рН > 6,3)
Фенолфталеин
бесцветный
(рН < 8,0)
бледно-малиновый
(8,0 < рН < 9,8)
малиновый
(рН > 9,8)
Лакмус
красный
(рН < 5,0)
фиолетовый
(5,0 < рН < 8,0)
синий
(рН > 8,0)
108
Приложение 4
ПРИМЕРЫ ЛАБОРАТОРНОЙ ПОСУДЫ
109
Приложение 5
ШКАЛА СТАРШИНСТВА
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ГРУПП И ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ
Класс
Группа
Приставка
(заместитель)
Суффикс
(функциональная
группа)
Карбоновые кислоты
–СООН
карбокси-
-овая кислота
Сульфоновые кислоты
–SO3H
сульфо-
-сульфоновая
кислота
Сложные эфиры
–СООR
алкоксикарбонил-
-оат
Амиды
–СОNH2
карбамоил-
-амид
Нитрилы
–СN
циан-
-нитрил
Альдегиды
–СН=О
оксо-
-аль
Кетоны
–СО–
оксо-
-он
Спирты, фенолы
–ОН
гидрокси- (окси-)
-ол
Тиолы
–SH
меркапто-
-тиол
Амины
–NH2
амино-
-амин
Галогенопроизводные
–Hlq (–Br, –I)
галогено-
(бромо-, йодо-)
–
Нитросоединения
–NО2
нитро-
–
Простые эфиры
–ОR
алкокси-
–
Сульфиды
–SR
алкилтио-
–
110
Приложение 6
КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ
насыщенные углеводороды
(алканы и циклоалканы)
углеводороды
алкадиены
ароматические
углеводороды
линейные ациклические
ненасыщенные
углеводороды
алкены
алкины
сопряженные
циклополиены
циклические ненасыщенные
изолированные
и кумулированные
алкадиены
сопряженные
алкадиены
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]