cacp c 6 2014

CONTROLUL CONTROLUL ANALITIC ANALITIC

AL AL CALITATII CALITATII

PRODUSELORPRODUSELORALIMENTAREALIMENTARE

CONTROLUL CONTROLUL ANALITIC ANALITIC

AL AL CALITATII CALITATII

PRODUSELORPRODUSELORALIMENTAREALIMENTARE

Curs 6

Reziduul anorganic rezultat in urma arderii complete a substanţelor organiceReziduul anorganic rezultat in urma arderii complete a substanţelor organice

Determinarea cenusiiDeterminarea cenusii

Informaţii privind identitatea unui produs, calitatea, depistarea falsurilor. Informaţii privind identitatea unui produs, calitatea, depistarea falsurilor.

Măsură a gradului de mineralizare, a cantităţii totale de minerale dintr-un alimentMăsură a gradului de mineralizare, a cantităţii totale de minerale dintr-un aliment

100% xm

mCenusa

i

cenusa

O cantitatea crescută de cenuşă indică o materie nutritiv inferioară sau un fals prin adaos de minerale.

Conţinutul de cenuşă a alimentelor proaspete rareori depăşeşte 5%; pentru alimentele procesate poate atinge şi 12%.

Cele mai des utilizate metode se bazează pe faptul că mineralele nu sunt distruse prin încălzire şi că au volatilitate scăzută comparativ cu alţi constituenţi alimentari.

Cele mai des utilizate metode se bazează pe faptul că mineralele nu sunt distruse prin încălzire şi că au volatilitate scăzută comparativ cu alţi constituenţi alimentari.


Procedeele de bază utilizate pentru determinarea cenuşei :

-calcinare uscată

-calcinare uscată în plasmă cu temperatură joasă.

Procedeele de bază utilizate pentru determinarea cenuşei :

-calcinare uscată

-calcinare uscată în plasmă cu temperatură joasă.

Metoda aleasă depinde de

- motivul pentru care se execută analiza,

- tipul alimentului

- echipamentul analitic disponibil.

Metoda aleasă depinde de

- motivul pentru care se execută analiza,

- tipul alimentului

- echipamentul analitic disponibil.

Calcinarea poate fi utilizată de asemenea ca un prim pas - de pregătire a probelor, pentru determinarea mineralelor individuale. Calcinarea poate fi utilizată de asemenea ca un prim pas - de pregătire a probelor, pentru determinarea mineralelor individuale.

- proba pentru analiza trebuie să fie reprezentativă,

- în funcţie de gradul de minaralizare şi aparatura analitică se supun analizei 1-10g probă.

- probele solide sunt mărunţite şi omogenizate

- probele cu un conţinut ridicat de grăsime sunt degresate (extracţie cu SO)

- probele cu un conţinut ridicat de umiditate sunt uscate în etuvă.

- proba pentru analiza trebuie să fie reprezentativă,

- în funcţie de gradul de minaralizare şi aparatura analitică se supun analizei 1-10g probă.

- probele solide sunt mărunţite şi omogenizate

- probele cu un conţinut ridicat de grăsime sunt degresate (extracţie cu SO)

- probele cu un conţinut ridicat de umiditate sunt uscate în etuvă.


Pregătirea probei

In timpul operaţiei de măcinare

Evitarea contaminariiEvitarea contaminarii

Utilizarea sticlăriei / creuzetelor inerte

Utilizarea apei deionizate

Cuart

Pyrex

Oţel

Platină

Cuart

Pyrex

Oţel

Platină

a) Cuptor cu mufă, temperatură constantă în intervalul 500–6000C. b) Bec de calcinarea) Cuptor cu mufă, temperatură constantă în intervalul 500–6000C. b) Bec de calcinare


Calcinarea uscata

Aparatura

Creuzete Alegerea creuzetului•tipul probei care se analizează •temperatura de calcinare.

•tipul probei care se analizează •temperatura de calcinare.

Cel mai utilizat creuzet este cel de porţelan deoarece este •uşor de procurat (ieftin) •rezistă la temperaturi mari (< 1200oC)

Cel mai utilizat creuzet este cel de porţelan deoarece este •uşor de procurat (ieftin) •rezistă la temperaturi mari (< 1200oC)

- poate fi corodat de probe

alcaline,

- pot crăpa la variaţii bruşte

de temparatură.

- poate fi corodat de probe

alcaline,

- pot crăpa la variaţii bruşte

de temparatură.

Procese

• apa şi alte materiale volatile sunt vaporizate,• materia organică este arsă cu O2 din aer până la COCO22, H, H22O şi NO şi N22. • minerale ce compun cenuşa trec in stări de oxidare maxime stări de oxidare maxime şi sunt transformate în oxizi, sulfaţi, fosfaţi, cloruri sau silicaţioxizi, sulfaţi, fosfaţi, cloruri sau silicaţi.

• apa şi alte materiale volatile sunt vaporizate,• materia organică este arsă cu O2 din aer până la COCO22, H, H22O şi NO şi N22. • minerale ce compun cenuşa trec in stări de oxidare maxime stări de oxidare maxime şi sunt transformate în oxizi, sulfaţi, fosfaţi, cloruri sau silicaţioxizi, sulfaţi, fosfaţi, cloruri sau silicaţi.


Calcinarea uscata

Consideratii practice

•se evită arderea directă a materiei organice si degajarea abundentă a produşilor de piroliză (aceste fenomene pot duce la antrenarea materialului organic din creuzet datorită curentului de aer cald care se formează). •ridicarea temperaturii la 450-500OC numai după ce degajarea de fum încetează •adaugare de agenţi oxidanţi ca H2O2, HNO3, HCl:HNO3 (3:1, v/v), în cazul apariţiei fenomenului de glasareglasare sau suspiciunea oxidării incompleta oxidării incompleta a SO. •există combinaţi chimice cum ar fi unele cloruricloruri metalice metalice care se pierd prin volatilizarevolatilizare. Se evită incinerări la temperaturi mai mari de 550OC.

•se evită arderea directă a materiei organice si degajarea abundentă a produşilor de piroliză (aceste fenomene pot duce la antrenarea materialului organic din creuzet datorită curentului de aer cald care se formează). •ridicarea temperaturii la 450-500OC numai după ce degajarea de fum încetează •adaugare de agenţi oxidanţi ca H2O2, HNO3, HCl:HNO3 (3:1, v/v), în cazul apariţiei fenomenului de glasareglasare sau suspiciunea oxidării incompleta oxidării incompleta a SO. •există combinaţi chimice cum ar fi unele cloruricloruri metalice metalice care se pierd prin volatilizarevolatilizare. Se evită incinerări la temperaturi mai mari de 550OC.

Tipuri de calcinari

•adaos de MgO – când cantitatea de cenuşă este mică

•adaos de MgNO3 – favorizează oxidarea materiei organice. Proba este

îmbibată cu o soluţie de 50%, se evapora apă şi apoi are loc calcinarea.

•adaos de Na2CO3 – sunt fixate metalele volatile.

•adaos de H2SO4 conc. (cenuşii sulfatate) – oxidarea avansată a SO.

•adaos de MgO – când cantitatea de cenuşă este mică

•adaos de MgNO3 – favorizează oxidarea materiei organice. Proba este

îmbibată cu o soluţie de 50%, se evapora apă şi apoi are loc calcinarea.

•adaos de Na2CO3 – sunt fixate metalele volatile.

•adaos de H2SO4 conc. (cenuşii sulfatate) – oxidarea avansată a SO.

•nu este laborioasă, •prezintă siguranţă în operare, •necesită puţini reactivi, •pot fi analizate mai multe probe simultan, •metodă recunoscută oficial,•se poate realiza analiza unor minerale din cenuşa obţinută.

•nu este laborioasă, •prezintă siguranţă în operare, •necesită puţini reactivi, •pot fi analizate mai multe probe simultan, •metodă recunoscută oficial,•se poate realiza analiza unor minerale din cenuşa obţinută.


•necesită timp lung de calcinare, •cuptorul de calcinare consumă mult curent electric, •pierderea unor minerale volatile la temperatura de calcinare

Cuptoare cu microunde. Aceste aparate pot fi programate astfel încât iniţial să fie îndepărtată umiditatea (încălzire până la temperaturi relativ joase) şi doar apoi convertirea probei în cenuşă (temperatură mai mare). Prin utilizarea cuptoarelor cu microunde se reduce foarte mult timpul necesar calcinării, analiza durând cel mult 1 oră.

Marele dezavantaj îl reprezintă faptul că nu pot fi prelucrate mai multe probe simultan.

Cuptoare cu microunde. Aceste aparate pot fi programate astfel încât iniţial să fie îndepărtată umiditatea (încălzire până la temperaturi relativ joase) şi doar apoi convertirea probei în cenuşă (temperatură mai mare). Prin utilizarea cuptoarelor cu microunde se reduce foarte mult timpul necesar calcinării, analiza durând cel mult 1 oră.

Marele dezavantaj îl reprezintă faptul că nu pot fi prelucrate mai multe probe simultan.

Avantaje

Dezavantaje

Cuptoarele cu microunde

Calcinarea uscata

Intr-o cameră de sticlă se introduce o cantitate mica de proba si se pompeaza volumul necesar de O2. Prin aplicarea unui câmp electromagnetic de frecvenţă radio are loc şi transformarea in oxigen atomic reactiv, în stare născândă.

Intr-o cameră de sticlă se introduce o cantitate mica de proba si se pompeaza volumul necesar de O2. Prin aplicarea unui câmp electromagnetic de frecvenţă radio are loc şi transformarea in oxigen atomic reactiv, în stare născândă.


Calcinarea in plasma cu temperatura joasa

•echipament scump,•cantitate mică de probă rezultată,•productivitate scăzută.

•timp scurt de operare•pierderi foarte mici de minerale volatile

•timp scurt de operare•pierderi foarte mici de minerale volatile

Substanţele organice din probă sunt rapid oxidate de către oxigenul în stare născândă, apa se evaporă datorită temperaturilor ridicate. Temperaturile relativ joase utilizate în calcinarea în plasă (< 150oC) provoacă o pierdere mică de minerale volatile.

Substanţele organice din probă sunt rapid oxidate de către oxigenul în stare născândă, apa se evaporă datorită temperaturilor ridicate. Temperaturile relativ joase utilizate în calcinarea în plasă (< 150oC) provoacă o pierdere mică de minerale volatile.

O2 2O.

Dezavantaje

Avantaje

Raportul cenuşă solubilă / cenuşă insolubilă da informaţii despre calitatea unui anumit aliment, de exemplu conţinutul de fructe din dulceţuri. Raportul cenuşă solubilă / cenuşă insolubilă da informaţii despre calitatea unui anumit aliment, de exemplu conţinutul de fructe din dulceţuri.


Determinarea cenusii insolubile

Determinarea cenuşii insolubile în apă – cenuşa rezultată se fierbe în creuzet cu 25-30 mL apă. Soluţia se filtrează, reziduul de pe filtru se spală şi se recalcinează. Reziduul obţinut reprezintă cenuşa insolubilă. Cenuşa solubilă se determină prin diferenţă.

Determinarea cenuşii insolubile în apă – cenuşa rezultată se fierbe în creuzet cu 25-30 mL apă. Soluţia se filtrează, reziduul de pe filtru se spală şi se recalcinează. Reziduul obţinut reprezintă cenuşa insolubilă. Cenuşa solubilă se determină prin diferenţă.

Determinarea cenuşii insolubile in HCl - Cenuşa rezultată în urma calcinării simple se fierbe in creuzet cu o soluţie de HCl 10% timp de 5 min. Se filtrează, reziduul se spală şi apoi se recalcinează în creuzetul iniţial. Valori mari se întâlnesc la alimentele bogate în silice (cereale) sau în cazul impurificărilor şi falsificărilor.

Determinarea cenuşii insolubile in HCl - Cenuşa rezultată în urma calcinării simple se fierbe in creuzet cu o soluţie de HCl 10% timp de 5 min. Se filtrează, reziduul se spală şi apoi se recalcinează în creuzetul iniţial. Valori mari se întâlnesc la alimentele bogate în silice (cereale) sau în cazul impurificărilor şi falsificărilor.

Determinarea alcalinităţii cenuşii solubile - Este o metodă de verificare a calităţii alimentului, parametrul reprezentând o însuşire caracteristică. Se determină în filtratul obţinut la determinarea cenuşii insolubile în apă, prin titrarea acestuia cu o soluţie de HCl 0,1N în prezenţă de fenolftaleină.

Determinarea alcalinităţii cenuşii solubile - Este o metodă de verificare a calităţii alimentului, parametrul reprezentând o însuşire caracteristică. Se determină în filtratul obţinut la determinarea cenuşii insolubile în apă, prin titrarea acestuia cu o soluţie de HCl 0,1N în prezenţă de fenolftaleină.

Determinarea cenusii insolubilein apa

Determinarea alcalinitatii cenusii insolubile

Determinarea cenusii insolubile in HCl

1. concentraţia şi tipul de minerale trebuie stipulate pe eticheta unor alimente (apa minerala: acumulare Sr in organism poate duce la afectiuni ale rinichilor)

1. concentraţia şi tipul de minerale trebuie stipulate pe eticheta unor alimente (apa minerala: acumulare Sr in organism poate duce la afectiuni ale rinichilor)

Determinarea mineralelorDeterminarea mineralelor

Necesitatea determinarii

2. proprietatile organoleptice a alimentelor (gustul, aspectul, textura) depinde de concentraţia şi tipul mineralelor conţinute2. proprietatile organoleptice a alimentelor (gustul, aspectul, textura) depinde de concentraţia şi tipul mineralelor conţinute

3. un conţinut ridicat de minerale poate limita dezvoltarea unor microorganisme3. un conţinut ridicat de minerale poate limita dezvoltarea unor microorganisme

4. unele minerale sunt esenţiale pentru sănătate (Ca, P, K, Na) în timp ce altele pot fi toxice (Pb, HG, Cd, Al)4. unele minerale sunt esenţiale pentru sănătate (Ca, P, K, Na) în timp ce altele pot fi toxice (Pb, HG, Cd, Al)

5. în timpul procesării conţinutul de minerale poate afecta proprietăţile fizico-chimice ale alimentului.5. în timpul procesării conţinutul de minerale poate afecta proprietăţile fizico-chimice ale alimentului.

Economica/legislativa

Calitate

Stabilitate/siguranta

Nutritie/toxicologie

Tehnologice


Pregatirea probelor

Se bazează pe distrugerea matricii organice si transformarea ei in compusi minerali (CO2, H2O, NH4

-, SO2). Substantele minerale sunt regasite in solutie sub forma ionica. Proba uscată şi mărunţită este cântărită într-un flacon ce conţine un amestec de acizi puternic oxidanţi (HNO3, HClO4, H2SO4) şi se încălzeşte. Încălzirea se continuă până când materia organică este distrusă complet în soluţie rămânând doar mineralele în starea maximă de oxidare. Temperatura şi timpul de mineralizare depind de

- tipul agenţilor de oxidare (acizi si diferite saruri)- tipul compusilor organici

De regulă digestia durează de la 10 min până la câteva ore la temperaturi de aproximativ 350oC.

Se bazează pe distrugerea matricii organice si transformarea ei in compusi minerali (CO2, H2O, NH4

-, SO2). Substantele minerale sunt regasite in solutie sub forma ionica. Proba uscată şi mărunţită este cântărită într-un flacon ce conţine un amestec de acizi puternic oxidanţi (HNO3, HClO4, H2SO4) şi se încălzeşte. Încălzirea se continuă până când materia organică este distrusă complet în soluţie rămânând doar mineralele în starea maximă de oxidare. Temperatura şi timpul de mineralizare depind de

- tipul agenţilor de oxidare (acizi si diferite saruri)- tipul compusilor organici

De regulă digestia durează de la 10 min până la câteva ore la temperaturi de aproximativ 350oC.

1. Calcinarea/Dezagregarea uscata 2. Mineralizarea/Dezagregarea umeda

Proba se introduce in balonul cu doua gaturi (1), se asambleaza flaconul cu tub lateral si robinet (2) si refrigerentul. Se atasaza flaconul cu robinet (3) in care se introduce acidul oxidant. Se deschide robinetul flaconului (3) pentru admisia acidului, dupa care se inchide. Flaconul (1) se incalzeste treptat. Vaporii de acid vor condensa in refrigerent si vor fi colectati in flaconul (2). Din timp in timp acesta se va deschide.

Proba se introduce in balonul cu doua gaturi (1), se asambleaza flaconul cu tub lateral si robinet (2) si refrigerentul. Se atasaza flaconul cu robinet (3) in care se introduce acidul oxidant. Se deschide robinetul flaconului (3) pentru admisia acidului, dupa care se inchide. Flaconul (1) se incalzeste treptat. Vaporii de acid vor condensa in refrigerent si vor fi colectati in flaconul (2). Din timp in timp acesta se va deschide.

Mod de lucru

•concentraţie, •tipul mineralului•volum analize •aparatura existentă

•concentraţie, •tipul mineralului•volum analize •aparatura existentă


Pregatirea probelor

2. Mineralizarea/Dezagregarea umeda

Metode de analiza

•pierderile prin volatilizare sunt minime datorită temperaturilor mai scăzute decât la calcinare

•pierderile prin volatilizare sunt minime datorită temperaturilor mai scăzute decât la calcinare

•metoda este mai laborioasă, necesitând sticlărie specială mai ales în cazul utilizării acidului percloric, •productivitate mică.

Avantaje

Dezavantaje

•metode clasice•metode clasice

Metode analiticeAlegerea metodei

•metode instrumentale•metode instrumentale

volumetrice

gravimetrice

Spectrometrie de absorbtie/emisie atomica

Spectrometrie de absorbtie moleculara

Cromatografie

Elementul supus analizei este adus sub formă de compus greu solubil (precipitat) cu formula chimică bine determinată, prin adăugarea unui reactiv. Precipitatul este separat prin filtrare, spălat, uscat şi cântărit. Cantitatea de mineral prezent în proba de aliment se determinaă pe baza cantităţii cântărite, a formulei precipitatului şi a masei de probă supuse analizei.

•se pretează numai pentru concentraţii relativ mari de mineral. •nu se potrivesc pt analiza componenţilor în urme

Elementul supus analizei este adus sub formă de compus greu solubil (precipitat) cu formula chimică bine determinată, prin adăugarea unui reactiv. Precipitatul este separat prin filtrare, spălat, uscat şi cântărit. Cantitatea de mineral prezent în proba de aliment se determinaă pe baza cantităţii cântărite, a formulei precipitatului şi a masei de probă supuse analizei.

•se pretează numai pentru concentraţii relativ mari de mineral. •nu se potrivesc pt analiza componenţilor în urme


Metode de analizaAnaliza gravimetrică

Determinarea Cl Determinarea Cl - - La extractul alimentar se adauga ion Ag+ în exces, când se formează cantitativ AgCl, spălare filtrare, uscare şi cântărire. Factorul gravimetric pentru Cl- in AgCl este de 0,2474.

Determinarea Cl Determinarea Cl - - La extractul alimentar se adauga ion Ag+ în exces, când se formează cantitativ AgCl, spălare filtrare, uscare şi cântărire. Factorul gravimetric pentru Cl- in AgCl este de 0,2474.

Exemplu

143,5 g AgCl …………....35,5 g Cl0,4292 g AgCl……………….x g Cl

25mL soluţie ……......0,2146 g AgCl50 mL soluţie ……….0,4292 g AgCl

Cl(%) = 1,06%Cl(%) = 1,06%

10 g telemea se aduce la balon cotat de 50 mL. La 25 mL se adauga AgNO3 rezultând 0,2146 g AgCl. Să se determine Cl(%).

x=0,4292*35,5/143,5==0,106 g Cl/10g probăx=0,4292*35,5/143,5==0,106 g Cl/10g probă

DeterminareaDeterminarea SOSO44-2-2 - la proba de analizat/extract se adauga solutie de Ba2+ în

exces, când BaSO4 precipita cantitativ. Precipitatul obtinut se lasa la maturat 24 h, dupa care se filtreaza si se spala. Dupa calcinare si racirea creuzetului in exicator proba se cantareste.

DeterminareaDeterminarea SOSO44-2-2 - la proba de analizat/extract se adauga solutie de Ba2+ în

exces, când BaSO4 precipita cantitativ. Precipitatul obtinut se lasa la maturat 24 h, dupa care se filtreaza si se spala. Dupa calcinare si racirea creuzetului in exicator proba se cantareste.

1. Complexonometrie

EDTA – acidul etilendiaminotetraacetic este un reactiv care formează combinaţii complexe foarte stabile cu ionii metalici bivalenţi şi trivalenţi :

M2+ + H2Y2- MY2- + 2H+

M3+ + H2Y2- MY- + 2H+

În practică se utilizează sarea disodică Na2H2Y pentru că este mai solubilă şi se poate obţine la o puritate mai înaltă.

1. Complexonometrie

EDTA – acidul etilendiaminotetraacetic este un reactiv care formează combinaţii complexe foarte stabile cu ionii metalici bivalenţi şi trivalenţi :

M2+ + H2Y2- MY2- + 2H+

M3+ + H2Y2- MY- + 2H+

În practică se utilizează sarea disodică Na2H2Y pentru că este mai solubilă şi se poate obţine la o puritate mai înaltă.


Metode de analizaAnaliza volumetrica

Cenuşa alimentului este dizolvată în apă şi se ajustează pH-ul la valori alcaline (12.5 - 13). Ca şi indicator se adaugă murexid, când se formează o combinaţie complexă Ind-Me roşie. La adăugarea EDTA se consumă ionul metalic liber, după care se distruge complexul Ind-Me, formându-se combinaţia EDTA-Me (viraj violet). Conţinutul de Ca al probei se calculează pe baza:

•volumului consumat până la punctul final al titrării, •concentraţiei soluţiei de EDTA •cantitatii de probă supusă analizei.

Ionii interferenţi pot fi mascaţi sau înlăturaţi prin precipitare sau prin trecerea probei printr-o coloană schimbătoare de ioni selectivă.

Cenuşa alimentului este dizolvată în apă şi se ajustează pH-ul la valori alcaline (12.5 - 13). Ca şi indicator se adaugă murexid, când se formează o combinaţie complexă Ind-Me roşie. La adăugarea EDTA se consumă ionul metalic liber, după care se distruge complexul Ind-Me, formându-se combinaţia EDTA-Me (viraj violet). Conţinutul de Ca al probei se calculează pe baza:

•volumului consumat până la punctul final al titrării, •concentraţiei soluţiei de EDTA •cantitatii de probă supusă analizei.

Ionii interferenţi pot fi mascaţi sau înlăturaţi prin precipitare sau prin trecerea probei printr-o coloană schimbătoare de ioni selectivă.

ExempluDeterminarea CaDeterminarea CaDeterminarea CaDeterminarea Ca


Metode de analiza

2. Titrări redox

-prin reducere specia respectivă câstigă electroni, numărul de oxidare reducându-se,

- prin oxidare specia respectivă pierde electroni numărul de oxidare crescând.

Xn - e- Xn+1 reacţie de oxidare (pierdere de electroni) - specia redusă Xn pierde un electron transformându-se în specia oxidată Xn+1

Ym + e- Ym-1 reacţie de reducere (câstig de electroni) – specia oxidată Ym acceptă un electron şi se transformă în specia redusă Ym-1)

Xn + Ym Xn+1 + Ym-1 reacţie redox – transfer de electroni

- de-a lungul titrării are loc modificarea potenţialului.

- punctul final al titrării se poate evidenţia

- electrometric, urmărind variaţia de potenţialului.

- indicatorilor chimici, respectiv substanţe chimice care îşi modifică culorarea funcţie de potenţialul soluţiei.

- autoindicarea sfârşitului titrării (permanganometrie):

MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H20

(roşu) (incolor)

2. Titrări redox

-prin reducere specia respectivă câstigă electroni, numărul de oxidare reducându-se,

- prin oxidare specia respectivă pierde electroni numărul de oxidare crescând.

Xn - e- Xn+1 reacţie de oxidare (pierdere de electroni) - specia redusă Xn pierde un electron transformându-se în specia oxidată Xn+1

Ym + e- Ym-1 reacţie de reducere (câstig de electroni) – specia oxidată Ym acceptă un electron şi se transformă în specia redusă Ym-1)

Xn + Ym Xn+1 + Ym-1 reacţie redox – transfer de electroni

- de-a lungul titrării are loc modificarea potenţialului.

- punctul final al titrării se poate evidenţia

- electrometric, urmărind variaţia de potenţialului.

- indicatorilor chimici, respectiv substanţe chimice care îşi modifică culorarea funcţie de potenţialul soluţiei.

- autoindicarea sfârşitului titrării (permanganometrie):

MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H20

(roşu) (incolor)

Analiza volumetrica


Metode de analizaAnaliza gravimetrică

Determinarea ClDeterminarea ClDeterminarea ClDeterminarea Cl

Determinarea Fe

În cenuşă fierul se găseşte sub formă de Fe3+. Acesta este redus la Fe2+ cu clorură stanoasă şi titrat cu soluţia de permanganat:

5Fe2+ 5Fe3+ + 5e-

MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H20

5Fe2+ + MnO4- + 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H20

Conţinutul de Fe se determină pe baza volumului soluţiei de KMnO4, concentraţia acesteia şi cantitatea de probă luată în analiză.

În cazul în care în probă există şi alte specii cu caracter reducător se consumă o cantitate mai mare de soluţie, obţinându-se rezultate eronate (+)

Determinarea Ca

Ca este precipitat din soluţia cenusei cu acid oxalic. Precipitatul este separat prin filtrare şi apoi dizolvat în acid sulfuric. Acidul oxalic eliberat este apoi determinat prin titrare cu permanganat.

Determinarea Fe

În cenuşă fierul se găseşte sub formă de Fe3+. Acesta este redus la Fe2+ cu clorură stanoasă şi titrat cu soluţia de permanganat:

5Fe2+ 5Fe3+ + 5e-

MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H20

5Fe2+ + MnO4- + 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H20

Conţinutul de Fe se determină pe baza volumului soluţiei de KMnO4, concentraţia acesteia şi cantitatea de probă luată în analiză.

În cazul în care în probă există şi alte specii cu caracter reducător se consumă o cantitate mai mare de soluţie, obţinându-se rezultate eronate (+)

Determinarea Ca

Ca este precipitat din soluţia cenusei cu acid oxalic. Precipitatul este separat prin filtrare şi apoi dizolvat în acid sulfuric. Acidul oxalic eliberat este apoi determinat prin titrare cu permanganat.


Metode de analizaAnaliza volumetrica

3. Tirări prin precipitare În industria alimentară una dintre cele mai uzuale metode titrimetrice este determinarea conţinutului de Cl- prin metoda Mohr. Aceasta se bazează pe precipitarea Cl- cu o soluţie de AgNO3. Ca indicator al sfârşitului titrarii se utilizează K2CrO4.

AgNO3 + NaCl AgCl(s) + NaNO3

Interacţiunea dintre Cl- şi Ag + este mult mai puternică decât dintre CrO42- şi

Ag+ (Ps,AgCl < Ps,K2CrO4). Din acest motiv se formează prima dată AgCl precipitat alb şi numai după consumarea întregii cantităţi prima picătură de AgNO3 va forma cu indicatorul un alt precipitat Ag2CrO4 de culoare roşie cărămizie.

Ag+ + Cl- AgCl2Ag+ + CrO4

2- Ag2CrO4 Sfârşitul titrării se consideră în momentul apariţiei coloraţiei rosu cărămiziu. Conţinutul de ion clorură se determinaă pe baza volumului şi concentraţiei soluţiei de AgNO3 şi a cantităţii de probă supusă analizei.

3. Tirări prin precipitare În industria alimentară una dintre cele mai uzuale metode titrimetrice este determinarea conţinutului de Cl- prin metoda Mohr. Aceasta se bazează pe precipitarea Cl- cu o soluţie de AgNO3. Ca indicator al sfârşitului titrarii se utilizează K2CrO4.

AgNO3 + NaCl AgCl(s) + NaNO3

Interacţiunea dintre Cl- şi Ag + este mult mai puternică decât dintre CrO42- şi

Ag+ (Ps,AgCl < Ps,K2CrO4). Din acest motiv se formează prima dată AgCl precipitat alb şi numai după consumarea întregii cantităţi prima picătură de AgNO3 va forma cu indicatorul un alt precipitat Ag2CrO4 de culoare roşie cărămizie.

Ag+ + Cl- AgCl2Ag+ + CrO4

2- Ag2CrO4 Sfârşitul titrării se consideră în momentul apariţiei coloraţiei rosu cărămiziu. Conţinutul de ion clorură se determinaă pe baza volumului şi concentraţiei soluţiei de AgNO3 şi a cantităţii de probă supusă analizei.


Metode instrumentale de analiza – Cromatografia prin schimb ionic

Rol sistem supresare

•coloană: SCX Metrosep C2 (4x100mm)•eluent: ac tartric (4x10-3M) : ac dipicolinic (0,75x10-3 M) •debit 1 mL/min., •presiune 7 MPa•timp de analiză: 12 min•probă: soluţie etalon, 10 L (buclă de injecţie)•detecţie: conductometrică, coloană de supresare.

•coloană: SCX Metrosep C2 (4x100mm)•eluent: ac tartric (4x10-3M) : ac dipicolinic (0,75x10-3 M) •debit 1 mL/min., •presiune 7 MPa•timp de analiză: 12 min•probă: soluţie etalon, 10 L (buclă de injecţie)•detecţie: conductometrică, coloană de supresare.

Determinarea cationilor

•coloană: schimbător de cationi Nucleosil 5SA (4x125mm)•eluent: ac. tartric (4x10-3M ) : ac. citric (0,5x10-3 M) : EDTA (3x10-3M) : acetonă 5%,•debit 1,5 mL/min., •presiune 13 Mpa•timp de analiză: 12 min•probă: soluţie etalon, 100 L (buclă de injecţie)•detecţie: conductometrică, coloană de supresare.

•coloană: schimbător de cationi Nucleosil 5SA (4x125mm)•eluent: ac. tartric (4x10-3M ) : ac. citric (0,5x10-3 M) : EDTA (3x10-3M) : acetonă 5%,•debit 1,5 mL/min., •presiune 13 Mpa•timp de analiză: 12 min•probă: soluţie etalon, 100 L (buclă de injecţie)•detecţie: conductometrică, coloană de supresare.


Determinarea cationilor


•coloană: schimbător de anioni Amion Dual 1 (3x150mm)•eluent: 1 x10-3M Na2CO3, 4x10-3 M NaOH, •debit 0,5 mL/min., •presiune 3 MPa•timp de analiză: 12 min•probă: soluţie etalon (5 mg/L fiecare), 20 L (buclă de injecţie)•detecţie: conductometrică, coloană de supresare.

•coloană: schimbător de anioni Amion Dual 1 (3x150mm)•eluent: 1 x10-3M Na2CO3, 4x10-3 M NaOH, •debit 0,5 mL/min., •presiune 3 MPa•timp de analiză: 12 min•probă: soluţie etalon (5 mg/L fiecare), 20 L (buclă de injecţie)•detecţie: conductometrică, coloană de supresare.



Determinarea anionilor

1 – sursa de lumina2 – proba lichida3 – detector (fotodiode)

1 – sursa de lumina2 – proba lichida3 – detector (fotodiode)

A = absorbanta = coeficient molar de extinctie(depinde de )b = grosimea cuveic = concentratie

- se bazeaza pe interactiunea radiatiei electromagnetice cu materia - fiecare substanta interactioneaza intr-un mod specific- legea spectrofotometriei

- se bazeaza pe interactiunea radiatiei electromagnetice cu materia - fiecare substanta interactioneaza intr-un mod specific- legea spectrofotometriei

bcI

IA

1

0log

A

Spectru de absorbtie

1 2 3I0 I1


Lambert-BeerLambert-Beer

23

Metode instrumentale –analiza spectrofotometrica

Determinarea P

Fosforul, ca ion PO43-, se poate determina spectrofotometric cu o soluţie de

molibdat / vanadat de amoniu, când se formează un compus galben portocaliu cu maximul de absorbţie la 420 nm.

H3PO4 + 12(NH4)2MoO4 + 21HNO3 (NH4)3H4[P(Mo2O7)6] + 21NH4NO3 + H2O

Fosfomolibdatul format este redus cu diferiţi reactivi (clorură stanoasă, metol, hidrochinănă, acid ascorbic) la albastru de molibden (amestec Mo2O5 şi MO3) maxim de absorbţie 630 nm.

Determinarea P

Fosforul, ca ion PO43-, se poate determina spectrofotometric cu o soluţie de

molibdat / vanadat de amoniu, când se formează un compus galben portocaliu cu maximul de absorbţie la 420 nm.

H3PO4 + 12(NH4)2MoO4 + 21HNO3 (NH4)3H4[P(Mo2O7)6] + 21NH4NO3 + H2O

Fosfomolibdatul format este redus cu diferiţi reactivi (clorură stanoasă, metol, hidrochinănă, acid ascorbic) la albastru de molibden (amestec Mo2O5 şi MO3) maxim de absorbţie 630 nm.


Această metodă se bazează pe formarea unei combinaţii colorate a analitului cu un reactiv specific. Absorbanţa soluţiei se măsoară, cu ajutorul unui spectrofotometru, la o lungime de undă specifică compusului format. Concentraţia soluţiei analizate se determină cu ajutorul unei curbe de calibrare.

Această metodă se bazează pe formarea unei combinaţii colorate a analitului cu un reactiv specific. Absorbanţa soluţiei se măsoară, cu ajutorul unui spectrofotometru, la o lungime de undă specifică compusului format. Concentraţia soluţiei analizate se determină cu ajutorul unei curbe de calibrare.

24


Determinarea Fe

1. Fierul poate fi determinat spectrofotometric cu o soluţie de KSCN, pe baza compusului roşu format:

Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3

- culoarea compusului variază funcţie de pH.

2. Ortofenantrolina formează un complex roşu cu ionul feros. Se măsoară absorbanţa la 520 nm.

Proba mineralizată prin calcinare se dizolvă în 10 ml HCl, se adaugă hidroxilamină pentru reducerea Fe3+ la Fe2+ si se incălzeste 5-6 min. La o alicotă se adaugă ortofenantrolină. Se efectuează si o probă martor.

Determinarea Fe

1. Fierul poate fi determinat spectrofotometric cu o soluţie de KSCN, pe baza compusului roşu format:

Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3

- culoarea compusului variază funcţie de pH.

2. Ortofenantrolina formează un complex roşu cu ionul feros. Se măsoară absorbanţa la 520 nm.

Proba mineralizată prin calcinare se dizolvă în 10 ml HCl, se adaugă hidroxilamină pentru reducerea Fe3+ la Fe2+ si se incălzeste 5-6 min. La o alicotă se adaugă ortofenantrolină. Se efectuează si o probă martor.

N

N3

+ Fe2+N

N

Fe

NN

N

N


25


SURSĂ DE ATOMIZARE EXCITARE

SURSĂ DE ATOMIZARE EXCITARE

DISPOZITIV IZOLARE BANDĂ

SPECTALĂ ŞI SELECTARE

LUNGIME DE UNDĂ

DISPOZITIV IZOLARE BANDĂ

SPECTALĂ ŞI SELECTARE

LUNGIME DE UNDĂ

DETECTOR OPTIC UV-VIS

DETECTOR OPTIC UV-VIS

AMPLIFICATORAMPLIFICATOR

MĂSURĂ ŞI AFIŞAJ

MĂSURĂ ŞI AFIŞAJPROBAPROBA


Metoda AES s-a dezvoltat la concurenţă cu metoda AAS, fiind metode complementare.Metoda AES s-a dezvoltat la concurenţă cu metoda AAS, fiind metode complementare.

Metode de analiza prin spectrometrie de emisie

atomica (AES)

26

Metode instrumentale – spectrometrie de emisie

atomica (AES)

Spectrometria de emisie atomică are la baza:•atomizarea şi ionizarea probei •excitatea atomilor şi ionilor prin absorbţie de căldură de la sursa de atomizare sau prin transfer de energie în urma ciocnirilor cu alte particule din atmosfera sursei•emisia de radiatie; •spectrul de emisie atomică, ce conţine liniile spectrale ale elementelor din probă este analizat cu ajutorul unui spectrometru.

Spectrometria de emisie atomică are la baza:•atomizarea şi ionizarea probei •excitatea atomilor şi ionilor prin absorbţie de căldură de la sursa de atomizare sau prin transfer de energie în urma ciocnirilor cu alte particule din atmosfera sursei•emisia de radiatie; •spectrul de emisie atomică, ce conţine liniile spectrale ale elementelor din probă este analizat cu ajutorul unui spectrometru.


Metode instrumentale – spectrometrie de emisie

atomica (AES)

CUPRU

FIER

PLUMB

ARSEN

27

Determinarea mineralelorDeterminarea mineralelorSpectrometria de emisie atomică in flacara are la baza:

•pulverizarea în flacără a probei lichide cu aer sub presiune cu ajutorul unui nebulizator pneumatic •atomizarea probei în flacără •excitarea termică a atomilor cu energia primită de la flacără •emisia de radiatie in domeniul vizibil (culoare diferită în funcţie de lungimea de undă la care emite elementul prezent în falcără) •spectrul de emisie atomică, ce conţine liniile spectrale ale elementelor din probă este analizat cu ajutorul unui spectrometru.

Spectrometria de emisie atomică in flacara are la baza:•pulverizarea în flacără a probei lichide cu aer sub presiune cu ajutorul unui nebulizator pneumatic •atomizarea probei în flacără •excitarea termică a atomilor cu energia primită de la flacără •emisia de radiatie in domeniul vizibil (culoare diferită în funcţie de lungimea de undă la care emite elementul prezent în falcără) •spectrul de emisie atomică, ce conţine liniile spectrale ale elementelor din probă este analizat cu ajutorul unui spectrometru.

Probă

Aer

Ogl

indă

Afisare rezultat

Fotodetector

Monocromator

Amplificator

Proba

Combustibil

Aer

Flacara

28

Na 589nm

K 767nm

Ca 423nm

Metode instrumentale - spectrometrie de emisie atomica in flacara (FAES)

cacp c 6 2014

Documents