Η ξηρή ουσία είναι Μέθοδος προσδιορισμού

2024 Συγγραφέας: Isabella Gilson | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 03:22

Το νερό είναι μια από τις πιο κοινές χημικές ενώσεις στη Γη. Παίζει εξαιρετικό ρόλο στη ζωή του βιολογικού κόσμου, όπως το οξυγόνο, ως απαραίτητη προϋπόθεση για τη ζωή, είναι μέρος όλων των ζωντανών όντων και συμμετέχει στα μεταβολικά τους συστήματα. Ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε νερό (ποσοστό υγρασίας) στο ανθρώπινο περιβάλλον, τα τρόφιμα, τα βιομηχανικά υλικά, τις αέριες, στερεές και υγρές ουσίες είναι μια από τις πολλές εργασίες που επιλύονται σε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο.

Ορισμός της έννοιας

Ο πιο γενικός ορισμός των στερεών (ξηρό υπόλειμμα στη χημεία) είναι ότι πρόκειται για ουσίες από τις οποίες έχει αφαιρεθεί η υγρασία. Αλλά η υγρασία που περιέχεται σε μια ουσία ή ένα υλικό μπορεί να χωριστεί σε δύο συστατικά:

• ένα που περιέχεται στα μόρια μιας ουσίας ή σχετίζεται;
• αυτό που περιέχεται μεταξύ των μορίων μιας ουσίας, ή ελεύθερο.

Το δωρεάν νερό μπορεί να αφαιρεθεί σωματικάμέθοδοι: εξάτμιση, ξήρανση, απόσταξη κ.λπ. Σε αυτήν την περίπτωση, η δομή της ουσίας μπορεί να αλλάξει, αλλά η χημική σύνθεση όχι. Η δεσμευμένη υγρασία μπορεί να αφαιρεθεί μόνο κάτω από πιο σκληρές συνθήκες ή ακόμα και μόνο με χημικά.

Ξηρό - πρόκειται για ουσίες στις οποίες απουσιάζουν και οι δύο τύποι νερού. Πρέπει να θυμόμαστε ότι ο περιβάλλοντας αέρας περιέχει συνεχώς μια ορισμένη ποσότητα υδρατμών.

Επομένως, οι αποξηραμένες καυτές ουσίες πρέπει να αποθηκεύονται σε ειδικά δοχεία ώστε να μην εισχωρούν υδρατμοί.

Νερό στο φαγητό

Το φαγητό περιέχει μεγάλες ποσότητες νερού. Από 70-95% σε διάφορα φρούτα και λαχανικά και έως 4% σε γάλα σε σκόνη. Αλλά η περιεκτικότητα σε υγρασία του προϊόντος δεν υποδεικνύει το ποσοστό ελεύθερου και δεσμευμένου νερού σε αυτό, και αυτό παίζει πρωταγωνιστικό ρόλο στην αποθήκευση. Πράγματι, ανάλογα με την υγρασία, αλλάζει η εμφάνιση, η γεύση και, κατά συνέπεια, ο χρόνος και ο τρόπος αποθήκευσης χωρίς να εμφανίζονται σημάδια αλλοίωσης. Επομένως, οι κατασκευαστές συνήθως υποδεικνύουν όχι μόνο την περίοδο, αλλά και την υγρασία και τη θερμοκρασία αποθήκευσης του προϊόντος.

Στα τρόφιμα, το νερό μπορεί να δεσμευτεί από πρωτεΐνες και μεγάλο αριθμό άλλων οργανικών ενώσεων σε σταθερά κολλοειδή συστήματα από τα οποία είναι δύσκολο να αφαιρεθεί.

Νερό στις ζωοτροφές

Η ξηρή ουσία μπορεί να αναφέρεται στο ξηρό τμήμα της ζωοτροφής. Μια θρεπτική ουσία ή μια τοξίνη ζωοτροφών μπορεί να ταξινομηθεί ως τέτοια για να υποδείξει το επίπεδό της στις ζωικές τροφές. Λογιστική για τα επίπεδα θρεπτικών συστατικών σε διαφορετικάτρέφεται με βάση την ξηρά ουσία (και όχι με βάση στοιχεία) διευκολύνει τη σύγκριση. Άλλωστε όλα τα τρόφιμα έχουν διαφορετικά ποσοστά νερού. Επιτρέπει επίσης σύγκριση του ξηρού επιπέδου μιας δεδομένης θρεπτικής ουσίας με το επίπεδο που απαιτείται στη διατροφή του ζώου.

Το ποσοστό νερού προσδιορίζεται συχνά με θέρμανση του φαγητού σε χάρτινο πιάτο στο φούρνο μικροκυμάτων ή χρησιμοποιώντας το Koster Tester για να στεγνώσει το φαγητό. Ο προσδιορισμός των στερεών μπορεί να είναι χρήσιμος για τροφοδοσίες χαμηλής ενέργειας με υψηλό ποσοστό νερού για να εξασφαλιστεί επαρκής ενεργειακή πρόσληψη. Έχει αποδειχθεί ότι τα ζώα που καταναλώνουν αυτά τα είδη τροφίμων λαμβάνουν λιγότερη ενέργεια τροφής. Ένα πρόβλημα που ονομάζεται απώλεια ξηρής ύλης μπορεί να προκύψει από την απελευθέρωση θερμότητας που προκαλείται από τη μικροβιακή αναπνοή. Αυτό μειώνει την περιεκτικότητα σε μη δομικούς υδατάνθρακες, πρωτεΐνες και τη συνολική ενέργεια των τροφίμων.

Πώς να υπολογίσετε την ποσότητα υγρασίας

Η περιεκτικότητα σε στερεά ουσία καθορίζεται από τη διαφορά μεταξύ του βάρους ολόκληρου του προϊόντος και της περιεκτικότητάς του σε υγρασία (περιεκτικότητα σε υγρασία). Για αυτό, χρησιμοποιούνται συνήθως άμεσες και έμμεσες μέθοδοι.

Οι άμεσες μέθοδοι βοηθούν στην εξαγωγή του νερού που περιέχεται στο προϊόν και στη συνέχεια στον προσδιορισμό της ποσότητας του.

Έμμεσες μέθοδοι όπως η ξήρανση, η διαθλασιμετρία, η πυκνότητα ή η αγωγιμότητα ενός διαλύματος καθορίζουν την περιεκτικότητα σε στερεά. Οι έμμεσες μέθοδοι μπορούν επίσης να περιλαμβάνουν τη μέθοδο έκθεσης στην ελεγχόμενη ουσία με χημικά αντιδραστήρια.

Δυσκολίες στον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε υγρασία μιας ουσίας

Προσδιορισμός ποσότηταςΤο νερό σε ένα δείγμα μερικές φορές περιπλέκεται από το γεγονός ότι η ξήρανση του οδηγεί επίσης σε αλλαγή της χημικής του σύστασης: πτητικές ουσίες όπως το διοξείδιο του άνθρακα, ορισμένα οργανικά οξέα, ενώσεις αμμωνίας, καθώς και οι περισσότερες αλκοόλες και αιθέρες απλώς εξατμίζονται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. και η οξείδωση ορισμένων οργανικών ουσιών οδηγεί σε αύξηση του ξηρού βάρους. Μπορεί επίσης να αυξηθεί λόγω του νερού που περιέχεται στα σταθερά υδρόφιλα κολλοειδή.

Πώς να προσδιορίσετε το ξηρό υπόλειμμα

Ο προσδιορισμός των στερεών πραγματοποιείται με διάφορες μεθόδους. Εξετάστε τα κύρια και τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα:

1. Μέθοδος διαιτησίας. Η περιεκτικότητα σε νερό προσδιορίζεται με ξήρανση σε σταθερό ξηρό βάρος όταν απελευθερώνεται υγροσκοπική υγρασία. Η θερμοκρασία διατηρείται αυστηρά καθορισμένη. Το δείγμα ξηραίνεται σε σταθερό βάρος. Υπάρχει επίσης μια επιταχυνόμενη μέθοδος, που πραγματοποιείται σε υψηλή θερμοκρασία. Σε αυτή την περίπτωση, ορίζεται ένας συγκεκριμένος χρόνος στεγνώματος και η διαδικασία πραγματοποιείται με πυροσυσσωμάτωση σε ομοιογενή μάζα με προπυρωμένη άμμο. Η ποσότητα άμμου που εφαρμόζεται πρέπει να είναι δύο έως τέσσερις φορές μεγαλύτερη από αυτή του δείγματος. Η άμμος είναι απαραίτητη για ομοιόμορφο στέγνωμα, αυξάνει το πορώδες και διευκολύνει την απομάκρυνση της υγρασίας. Η διαδικασία πραγματοποιείται σε πορσελάνινα κύπελλα για 30 λεπτά, η θερμοκρασία καθορίζεται από τον τύπο του προϊόντος. Αντί για πορσελάνινα κύπελλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ποτήρια αλουμινίου ή γυαλιού.
2. Στέγνωμα υψηλής συχνότητας. Μια τέτοια συσκευή παράγει υπέρυθρη ακτινοβολία και συνήθως αποτελείται από δύο πλάκες, οι οποίεςδιασυνδεδεμένες. Η μέθοδος επιτρέπει πολλές φορές να επιταχύνει τη διαδικασία ξήρανσης, και ως εκ τούτου ολόκληρη τη μελέτη.
3. Μέθοδος διαθλασιμετρίας. Η χρήση αυτής της μεθόδου είναι συνήθως σχετική για ουσίες που περιέχουν πολλή σακχαρόζη: γλυκά, σιρόπια ή χυμούς. Στην περίπτωση αυτή συγκρίνονται οι δείκτες διάθλασης του δείγματος της ουσίας και της σακχαρόζης. Δεδομένου ότι ο δείκτης διάθλασης εξαρτάται από τη θερμοκρασία, και τα δύο διαλύματα τοποθετούνται σε θερμοστάτη πριν από την εξέταση. Αυτή η μέθοδος προσδιορίζει με ακρίβεια την ποσότητα των στερεών.

Μέθοδοι που χρησιμοποιούνται σπάνια

1. Η μέθοδος χρωματομετρίας διαφορικής σάρωσης είναι η ψύξη του δείγματος κάτω από το σημείο πήξης του νερού, ενώ το ελεύθερο νερό θα μετατραπεί σε στερεή κατάσταση και όταν το δείγμα θερμανθεί, μπορεί να βρεθεί η θερμότητα που δαπανάται για την τήξη αυτού του νερού. Και το δεσμευμένο νερό θα οριστεί ως η διαφορά μεταξύ του συνολικού νερού και του παγωμένου νερού.
2. Η μέθοδος των διηλεκτρικών μετρήσεων βασίζεται στο γεγονός ότι παρουσία μερικώς δεσμευμένου νερού, οι ιδιότητές του ως διηλεκτρικού διαφέρουν πολύ από το δείγμα όπου δεν υπάρχει τέτοιο νερό. Έχοντας καθορίσει τις διηλεκτρικές ιδιότητες ενός δείγματος μιας ουσίας, η περιεκτικότητα σε ελεύθερο και δεσμευμένο νερό βρίσκεται χρησιμοποιώντας ειδικούς πίνακες.
3. Η μέθοδος μέτρησης της θερμοχωρητικότητας είναι η μέτρηση του δείκτη του παγωμένου νερού όταν αποψύχεται, όταν σπάνε οι δεσμοί υδρογόνου. Σε υψηλή υγρασία του δείγματος, η τιμή της θερμοχωρητικότητας θα προσδιοριστεί από ελεύθερο νερό, η θερμοχωρητικότητα του οποίου είναι 2 φορές μεγαλύτερη από αυτή του πάγου.
4. Η μέθοδος του πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού καθορίζει την κινητικότητα του νερού μέσασταθερή μήτρα. Με την παρουσία ελεύθερου και δεσμευμένου νερού, η συσκευή καθορίζει την παρουσία τους στο φάσμα με δύο γραμμές ταυτόχρονα. Ένας τύπος νερού δίνει μόνο μία φασματική γραμμή. Η μέθοδος είναι ακριβή, αλλά πολύ ακριβής, χρησιμοποιείται για βαθιές μελέτες της δομής των οργανικών ουσιών.
5. Η πυκνομετρική μέθοδος ξεκινά με τον προσδιορισμό του ειδικού βάρους του δείγματος. Αυτός είναι ο συνήθης τρόπος υπολογισμού του νερού σε χυμούς, σιρόπια, επεξεργασμένα φρούτα ή μούρα με ζάχαρη. Το ειδικό βάρος προσδιορίζεται με υδρόμετρο. Γνωρίζοντας το, χρησιμοποιούμε τα δεδομένα που δίνονται στο GOST για την ελεγχόμενη ουσία και ορίζουμε την περιεκτικότητα σε νερό στο δείγμα.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι μέθοδοι για τον προσδιορισμό των στερεών δεν περιορίζονται σε αυτές που δίνονται σε αυτό το άρθρο.

Συστάσεις για την επιλογή μεθόδου έρευνας

Για κάθε συγκεκριμένο δείγμα ουσίας, προϊόντος ή υλικού, χρησιμοποιείται η δική του μέθοδος για τον προσδιορισμό των ξηρών ουσιών. Για να διευκρινιστεί η μέθοδος, είναι απαραίτητο να ανατρέξετε σε κρατικά πρότυπα και κανονισμούς που έχουν αναπτυχθεί για όλα τα προϊόντα διατροφής και τις βιομηχανίες τους.

Κρατικά πρότυπα

Μια μεγάλη επιλογή μεθόδων για τον προσδιορισμό του ξηρού υπολείμματος δεν σημαίνει ανεξάρτητη επιλογή της επιθυμητής μεθόδου. Για τη σωστή διεξαγωγή της μελέτης, είναι απαραίτητο να εξοικειωθείτε με τα κρατικά πρότυπα και τους κανονισμούς για τη διεξαγωγή αυτών των αναλύσεων σύμφωνα με το GOST.

Έτσι, GOST 26808-2017 "Κονσερβοποιημένα ψάρια και θαλασσινά. Μέθοδοι προσδιορισμού ξηρής ύλης" και GOST 32640-2012, σχετικά με τις μεθόδους υπολογισμού της περιεκτικότητας μιας ουσίας σεταίζω. Περιγράφουν τις διαδικασίες με μεγάλη λεπτομέρεια, σημειώνουν τα χαρακτηριστικά της εφαρμογής τους, τον εξοπλισμό και τα υλικά για έρευνα.

Άλλα πρότυπα και κανονισμούς

Εκτός από τα κρατικά πρότυπα, υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός διαφορετικών προτύπων που καθορίζουν την ορθότητα των εργαστηριακών δοκιμών για κάθε τύπο ελεγχόμενης ουσίας για την περιεκτικότητα σε ξηρή ουσία. Αυτά είναι διάφορα OST, TU, PCT, MVI και άλλα πρότυπα και πρότυπα. Έτσι, για παράδειγμα, υπάρχει το RD 118.02.8-88 «Μεθοδολογία για τη μέτρηση της περιεκτικότητας σε ξηρά υπολείμματα (διαλυμένες ουσίες) στα λύματα».