Химические методы определения сахаров (стр. 3 из 9)
Количество сахара в процентах вычисляют по формуле:
где а — количество сахара в пробе (объем v,); v — объем вытяжки, полученный из навески; vx — проба вытяжки (в см3), взятая на определение; т — масса навески материала, мг.
Перманганатный метод считается арбитражным. Существует также ускоренный—йодометрический — метод.
2.Иодометрический метод (по Шорлю). Фильтрат А кипятят с жидкостью Фелинга (см. выше). Так как жидкость Фелинга берется в избытке, то часть меди окажется невосстановленной и останется в окисной форме. Чтобы определить избыточное количество окисной меди, в охлажденную после кипячения жидкость добавляют раствор йодистого калия и серной кислоты. Происходит реакция
2 CuSO4 + 4 КJ = Cu2J2 + 2 K2SO4 + I2.
Выделившийся молекулярный иод оттитровывают раствором тиосульфата натрия:
2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI
Для определения количества двухвалентной меди, восстановленной сахаром, проводят контрольный опыт, в котором вместо исследуемого раствора берут дистиллированную воду. По результату контрольного опыта определяют количество тиосульфата натрия, эквивалентное всей двухвалентной меди, участвующей в опыте. По разности объемов раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование иода после взаимодействия с KI со всей двухвалентной медью (контрольный опыт) и той, что осталась после взаимодействия с редуцирующими сахарами, судят о количестве восстановленной сахаром двухвалентной меди. Данный метод отличается простотой, высокой точностью определения и возможностью определять содержание сахара в довольно широких пределах (от 0,3 до 88,2 мг в 30 мл раствора).
Реактивы и материалы:Хлеб, нож, разделочная доска, дистиллированная вода, 15%-ный раствор ZnSO4, 4%-ный раствор NaOH, 20%-ный раствор НС1, 10%-ный раствор NaOH, индикатор метиленовый красный, 6,925%-ный раствор CuSO4, щелочной раствор сегнетовой соли, KJ, 25%-ный раствор серной кислоты, 0,1 н. раствор Na2S2O3, 1%-ный раствор растворимого крахмала, мерные колбы вместимостью 100, 200, 250 см3, конические колбы вместимостью 200—300 см3, воронки, цилиндры вместимостью 10 см3, бюретки, водяная баня, термометры, титровальная установка, фарфоровая чашечка вместимостью 20 см3, фильтровальная бумага.
Ход работы:
Проведение анализа: Вконическую колбу вместимостью 50 см3 вносят пипеткой 3 см3 фильтрата А, добавляют пипеткой или бюреткой точно 1 см3 6,925%-го раствора сульфата меди (II) и 1 см3 щелочного раствора сегнетовой соли, в течение 2 мин доводят смесь до кипения, кипятят ровно 2 мин, быстро охлаждают до комнатной температуры, прибавляют 1 см3 30 %-ного иодида калия, 1см3 25%-ной серной кислоты и сразу же титруют 0,1 н. раствором тиосульфата натрия до светло-желтого окрашивания. Затем добавляют 3—4 капли 1%-го раствора растворимого крахмала (индикатор) и продолжают титрование до исчезновения синей окраски.
Проведение холостого или контрольного опыта: Аналогично проводят контрольный опыт, в котором вместо 3 см3 исследуемого раствора берут то же количество дистиллированной воды.
Разность между величинами, полученными в контрольном опыте и при определении сахара в исследуемом растворе, умноженная на поправку к титру тиосульфата натрия, показывает количество восстановленной меди, выраженное в см3 точно 0,1 н. раствора тиосульфата натрия. Для пересчета количества 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, соответствующего количеству восстановленной меди, на сахар (мг сахарозы) пользуются следующими коэффициентами, установленными экспериментальным путем: глюкоза — 3,3; фруктоза — 3,7; сахароза — 3,4; мальтоза — 5,4.
Наиболее точные показатели получаются в том случае, если разность результатов титрования 0,1 н. раствором тиосульфата натрия в контрольном и основном опытах находится в пределах 0,7—1,2 см3. При использовании вытяжек с более высоким содержанием сахара для определения берут 1 см3 вытяжки и добавляют 2 см3 дистиллированной воды.
3.Определение редуцирующих сахаров (по Лэну и Эй-Нону). В фильтрате А содержатся редуцирующие сахара (глюкоза, фруктоза и другие монозы, а также дисахариды, обладающие восстанавливающими свойствами,— мальтоза, лактоза и др.). Хотя сахароза тоже переходит в фильтрат, но для количественного определения ее необходимо подвергнуть инверсии. Метод определения редуцирующих сахаров основан на титровании реактива Фелинга фильтратом А в присутствии метиленовой сини. Сахара, оставшиеся в небольшом избытке после восстановления окиси меди в закись, реагируют с метиленовой синью, восстанавливая ее в лейкосоединение:
Могут наблюдаться случаи, когда от прибавления метиленовой сини раствор в колбе не посинеет. Это свидетельствует о высокой концентрации редуцирующих сахаров в фильтрате А, и тогда надо его разбавить в два-три раза. Содержание сахаров в испытуемом растворе должно составлять примерно 0,1—0,25%.
Ход работы :
1.Определение титра реактива Фелинга. Титр реактива Фелинга определяют по химически чистой сахарозе. Для установки титра реактива можно также пользоваться сахаром-рафинадом, который предварительно выдерживают в эксикаторе над хлористым кальцием в течение 4—5 суток. На аналитических весах (с точностью до 0,0001 г) отвешивают 0,55 г сахарозы. Навеску переносят в мерную колбу на 250 мл и растворяют в 75 мл теплой воды. К раствору прибавляют 4 мл концентрированной соляной кислоты и производят инверсию сахарозы (в отдельной порции фильтрата А условия инверсии подобраны так, что гидролизуется только одна сахароза). Все последующие операции описаны выше (см. «Определение сахарозы»). Определяют содержание редуцирующих сахаров в растворе. Титр реактива Фелинга (по инвертиому сахару) рассчитывают по формуле
Т = 1,053 ∙ Вгк
Где к — навеска сахарозы, г; В — объем раствора инвертного сахара, израсходованный на титрование 10 мл реактива Фелинга; г — объем раствора инвертного сахара в мерной колос (250 мл); 1,053 —коэффициент перевода сахарозы в инвертный сахар;
2.Проведение анализа:
2.1. Содержание редуцирующих сахаров. В бюретку емкостью 50 мл (со стеклянным краном) наливают фильтрат А, В коническую колбу специальными пипетками вносят по 5 мл растворов Фелинга I и II и вливают из бюретки 15—20 мл фильтрата А. Колбу ставят на электрическую плитку и нагревают (на асбестовой сетке) так, чтобы довести до кипения за 2 мин., после чего прибавляют 4—5 капель раствора метиленовой сини и кипятят точно 2 мин. Продолжая кипячение жидкости, ее титруют из бюретки фильтратом А до исчезновения синего окрашивания и появления оранжевого осадка закиси меди. Титровать надо быстро, чтобы в сумме жидкость кипела не более 3 мин. На дотитровывание следует расходовать не более 2—3 мл фильтрата А. Если при этом расходуется более 3 мл фильтрата А, рекомендуется повторить определение, прибавив в колбу не 15, а уже 20 мл испытуемого раствора. Первое титрование является ориентировочным. Приблизительно установив, сколько миллилитров фильтрата А расходуется на титрование 10 мл реактива Фелинга, проводят два-три точных определения. Содержание редуцирующих сахаров вычисляют по формуле:
Xi = кТ
где Т — титр реактива Фелинга (по инвертному сахару)-; к — навеска растительного материала в объеме испытуемого раствора, израсходованном на титрование 10 мл реактива Фелинга (суммируют количество миллилитров фильтрата А, прибавленных в колбу в самом начале определения и затем затраченных иа дотитровывание) .
2.2. Содержание сахарозы. В мерную колбу на 100 мл вносят 50 мл фильтрата А, добавляют 5 мл концентрированной соляной кислоты (пл. 1,188) и нагревают, часто взбалтывая, в течение 8 мин. на водяной бане, следя за тем, чтобы жидкость в колбе имела температуру 68—70° С (шарик термометра опущен в колбу). Затем колбу быстро охлаждают (под краном) до 20° С. Охлажденную жидкость нейтрализуют углекислым натрием или 15— 20%-ным раствором едкого натра, контролируя этот процесс лакмусовой бумажкой, опущенной в колбу. Нейтрализованную жидкость доводят водой до метки и в случае необходимости фильтруют. Получают фильтрат Б— инвертный сахар — смесь равных частей глюкозы и фруктозы, освободившихся в результате гидролитического расщепления сахарозы. Содержание редуцирующих сахаров в фильтрате определяют по методу, описанному выше. Содержание сахарозы (в процентах) рассчитывают по формуле
Хг = (В - А) 0,95,
где В — содержание редуцирующих сахаров после инверсии; А — то же до инверсии (в процентах); 0,95 — коэффициент перевода инвертного сахара в сахарозу.
Суммарное содержание сахаров (в процентах) Х в испытуемом растительном материале рассчитывают по формуле
Х = Xi —1+ Хг —2
где Хiи Хг— содержание соответственно редуцирующих сахаров и сахарозы.
4.Метод горячего титрования. Ускоренный метод, основан на способности редуцирующих сахаров восстанавливать в щелочном растворе окисную медь в закисную. Массовую долю сахара определяют путем титрования медно-щелочного раствора фильтратом А.
Материалы и оборудование: титровальная установка, колбы на 50 мл, реактив Фелинга, электроплитка. Ход работы:
1.Проведение анализа: В бюретку вместимостью 10 см3 наливают исследуемый раствор. В две плоскодонные колбы вместимостью 50 см3 отмеряют пипеткой по 5 см3 раствора Фелинга I и раствора Фелинга II. Одну из колб помещают на нагретую электроплитку, доводят медно-щелочной раствор в колбе до кипения и титруют из бюретки фильтратом А со скоростью (4±1) капель в секунду до перехода синей окраски медно-щелочного раствора в желтую. Израсходованный на титрование объем в см3 стандартного раствора сахарозы отмечают по бюретке.