реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Харчова добавка Тіосульфат натрію Е 539

Харчова добавка Тіосульфат натрію Е 539

Міністерство освіти і науки України

Державний вищий навчальний заклад

«Український державний хіміко-технологічний університет»

Факультет ТНР

Кафедра аналітичної хімії










Курсова робота

з дисципліни «Хімія, технологія та фізико-хімічні методи дослідження харчових добавок та косметичних засобів»

на тему: Харчова добавка Тіосульфат натрію Е 539

РЕФЕРАТ


КЛЮЧОВІ СЛОВА: ТІОСУЛЬФАТ НАТРІЮ, ТІОСУЛЬФАТИ, ВЛАСТИВОСТІ, ОДЕРЖАННЯ, ВИЯВЛЕННЯ, МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ, ТОКСИЧНА ДІЯ, ЗАСТОСУВАННЯ.

Об’єкт розроблення: Харчова добавка Е-539 Тіосульфат натрію. Антиоксидант, консервант, стабілізатор, комплексоутворювач, поліпшувач борошна та хліба.

Мета роботи: Дослідження та аналіз існуючих методів виявлення та визначення харчової добавки Тіосульфат натрію, описаних в національних та міжнародних літературних джерелах, з’ясування перспективних напрямків розвитку методів дослідження, підготовка матеріалу для науково-дослідницької роботи по визначенню тіосульфату натрію в продуктах харчування.

В основній частині записки розглядаються особливості будови тіосульфату натрію, його основні фізичні та хімічні властивості, методи одержання, розділення та якісного виявлення тіосульфату натрію, його застосування в харчовій промисловості, косметичних та лікарських засобах, санітарно-гігієнічні норми на вміст тіосульфату натрію в продуктах харчування. Докладно висвітлюються основні методи контролю досліджуваної харчової добавки, методи аналізу.

Наводиться список використаної літератури, а також додатки – ГОСТ на визначення тіосульфату натрію в йодованій солі та Наказ Міністерства охорони здоров’я України «Про затвердження Санітарних правил і норм по застосуванню харчових добавок».

ВСТУП


Тіосульфат натрію класифікований за міжнародною класификацією Кодекс Аліментаріус JECFA - об'єднаного комітету з харчових добавок ФАО/ВООЗ як «харчова добавка Е-539 Тіосульфат натрію (гіпосульфіт)» з технологічними функціями «антиоксидант, комплексоутворювач, стабілізатор, поліпшувач якості борошна та хліба». Дана речовина також широко використовується в лікувальних та лікувально-косметичних засобах завдяки своїм високим протизапальним, десенсибілізуючим та антитоксичним властивостям. Але так як тіосульфат натрію є джерелом сірчистого ангідриду, його використання чітко нормується, а вміст а продуктах харчування регламентується державними стандартами та санітарно-гігієнічними нормами. Для підвищення якості та експресивності виявлення та кількісного визначення тіосульфату натрію в продуктах харчування та косметичних засобах проводяться дослідження з метою розробки нових методик та найкращих умов визначення харчової добавки Е-539. На сьогодні розроблено багато різноманітних методів визначення, але більшість з них не є селективними або потребують тривалої пробопідготовки і є довготривалими, трудомісткими та коштовними.

Зараз все більшої популярності набувають фізико-хімічні методи визначення вмісту речовини, так як вони більш експресивні, дозволяють досягти більшої точності та відтворюваності результатів. Проте і сьогодні для визначення концентрації тіосульфату натрію широко використовують йодометричне титрування. Серед фізико-хімічних та фізичних же методів найбільш часто використовуваними є потенціометричне титрування, полярографічне та спектрофотометричне визначення тіосульфату натрію, хоч навіть для кожного методу існує декілька підходів та розроблена велика кількість методик проведення визначення.

Метою даної роботи є ознайомлення з уже існуючими фізико-хімічними методами виявлення тіосульфату натрію, розробленими для виявлення макро- та мікрокількостей речовини в різних середовищах, висвітлення позитивних та негативних рис кожного методу.

1. Загальна характеристика харчової добавки Е539

1.1 Коротка характеристика


Назва: Е539 Тіосульфат натрію (гіпосульфіт натрію, сульфідотриокси-сульфат натрію, динатрієва сіль тіосірчаної кислоти)

Тип: Харчова добавка

Категорія: Емульгатор, консервант, поліпшувач хліба

Дія на організм: Вважається нешкідливим

Історія відкриття тіосульфату натрію

Час відкриття тіосульфату натрію достеменно невідомі, проте вже наприкінці XVII – на початку ХVIII століття, під час правління Петра І у списках Аптекарського приказу згадується дана речовина. Відкриття тіосульфату натрію з найбільшою ймовірністю приписують одному з видатних ятрохіміків другої половини XVI – початку XVIІ століття – Андреасу Лібавію, який займався вивченням властивостей сірчаної кислоти та її застосування в медицині. Вже тоді тіосульфат натрію використовували при отруєннях. Подальші згадки про тіосульфат натрію пов’язані з іменем Джона Гершеля. В 1819 році Джон Гершель відкрив розчинну дію тіосульфату натрію на галоїдне срібло.

Будова молекули

Тіосульфат натрію Na2S2O3 містить в своїй молекулі іон тіосірчаної кислоти складу S2O32- . За будовою іон тіосульфату близький до іона SO42-: тетраедр [SO3S] дещо викривлений через велику довжину зв’язку S-S (1,97Å) у порівнянні зі зв’язком S-O (1,48 Å). Раніше вважали, що будова тіосульфату натрію буде такою як на рисунку 1.1:


Рис. 1.1 - Будова молекули тіосульфату натрію


Але у зв’язку з проведеними рентгеноструктурними та іншими дослідженнями будови тіосульфатів, були отримані дані, що в іоні тіосульфатів всі хімічні зв’язки рівноцінні між собою. Тому будова іона можна зобразити так як він показаний на рисунку 2.2:


Рис. 1.2 - Будова іона тіосульфату натрію


Просторову будову молекули тіосульфату натрію можна представити як на рис. 1.3:


 

Рис. 1.3 - Просторова будова молекули тіосульфату натрію


Проте в більшості випадків при розгляданні властивостей тіосульфату натрію продовжують використовувати стару його структуру, з деяким припущенням вважаючи, що атоми сірки в молекулі тіосульфату натрію мають різну ступінь окиснення. У зв’язку з наявністю атомів сірки зі ступенем окиснення рівним 0 та +4 іон S2O32- проявляє відновлювальні властивості.

1.2 Органолептичні, фізико-хімічні, санітарно-гігієнічні показники


На зовнішній вигляд Na2S2O3 – це безбарвні кристали, що не злежуються, гранули або білий кристалічний порошок. Можливий жовтуватий або слабо-рожевий відтінок. Кристалічна форма – моноклінна (а = 0,8513 нм, b = 0,8158 нм, с = 0,6425 нм, b = 97,08 °, z = 4). Тіосульфат натрію на повітрі стійкий до 800С, при нагріванні у вакуумі при 3000С розкладається на сульфіт натрію та сірку. Добре розчинний у воді ((г в 100 г): 50,1 (0°С), 70,2 (20 °С), 231,8 (80 °С)), проте нестійкий. При температурі 11 - 480С з води кристалізується у вигляді пентагідрату Na2S2O3·5Н2О. Окрім пентагідрату тіосульфату натрію, відомий декагідрат натрію, який має формулу Na2S2O3·10Н2О. Кристалогідрати іншої молекулярної формули не виявлені.

Молярна маса речовини : М(Na2S2O3) = 158,11 г/моль.

Молярна маса пентагідрату: М(Na2S2O3·5Н2О) = 248,17 г/моль.

Густина речовини 1,667 г/см3.

ΔH0обр (a) -1136 кДж/моль

Розчинність в 100г холодної води складає 66,7г, а в гарячій воді 266г. Тіосульфат натрію розчинний також в аміаку NH3, у водних розчинах SO2, слабо розчинний в спиртах (етанолі).

При 48,50С гіпосульфіт плавиться в своїй кристалізаційній воді, зневоднюється близько 1000С.

При введенні в організм тіосульфат натрію надає протизапальний, протитоксичний та десенсибілізуючий ефекти. Знешкоджує препарати йоду та виказують протипаразитну дію.


1.3 Методи одержання тіосульфату натрію

а) окисненням полісульфідів Na;

б) кип’ятіння надлишку сірки з Na2SO3:

S + Na2SO3 → Na2S2O3;

в) взаємодією H2S та SO2 з NaOH (побічний продукт при виробництві NaHSO3, сірчаних барвників, при очищенні промислових газів від S):

4SO2 + 2H2S + 6NaOH → 3Na2S2O3 + 5H2O;

г) кип’ятіння надлишку сірки з гідроксидом натрію:

3S + 6NaOH → 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O,

потім за приведеною вище реакцією сульфіт натрію приєднує сірку, утворюючи тіосульфат натрію.

Одночасно в ході цієї реакції утворюються полісульфиди натрію (вони надають розчину жовтий колір). Для їх руйнування в розчин пропускають SO2.

д) чистий безводний тіосульфат натрію можна отримати реакцією сірки з нітритом натрію у формаміді. Ця реакція кількісно протікає (при 80°C за 30 хвилин) за рівнянням:

2NaNO2 + 2S → Na2S2O3 + N2O↑

е) розчинення сульфіду натрію у воді у присутності кисню повітря :

2Na2S + 2O2 + H2O = Na2S2O3 + 2NaOH

1.4 Хімічні властивості тіосульфату натрію

а) загальні хімічні властивості тіосульфату натрію

Тіосульфат натрію можна віднести до досить нестійких речовин. При нагріванні до 2200С розпадається відповідно до схеми:

В реакції термічного розкладу тіосульфату натрію отримують полісульфід натрію, котрий також далі розкладається на сульфід натрію та елементарну сірку.

Розчини тіосульфату натрію нестабільні через взаємодію з вуглекислим газом, що міститься в повітрі та розчинений у воді:

S2O32- + CO2 + H2O →HSO3- +S↓ + HCO3-

А також через окислення киснем повітря:

S2O32- + O2 →2SO42- +S↓

Тому готувати розчин тіосульфату натрію з наважки недоцільно, зазвичай готують розчин приблизної концентрації та встановлюють точну концентрацію титруванням розчином біхромату калію або розчином йоду.

При йодометричному титруванні застосовують метод зворотного титрування, так як додають надлишок розчину йодиду калію точної концентрації, а потім титрують йод, що утворився, розчином тіосульфату натрію, наприклад, при визначенні Fe3+:

2Fe3+ + 2I- →I2 + 2Fe2+

Оскільки йод навіть в слабкокислих розчинах містить гіпойодид-іони, що утворюються в результаті його гідролізу, які є більш сильними окисниками, ніж йод, і окислюють тіосульфати до сульфатів, помітно може проходити побічна реакція:

S2O32- + 4I2 +10OH- →2SO42- + 8I- + 5H2O

При збільшенні концентрації гідроксил-іонів збільшується кількість тіосульфату, який окислюється до сульфату. В сильно лужному середовищі ця реакція проходить кількісно, йодат-іони в ході реакції не утворюються.

Хоча реакція між йодом та тіосульфатом проходить швидко і якась кількість тетратіонату утворюється одразу після змішування, було доведено утворення безбарвної проміжної сполуки S2O3І- в результаті швидкої зворотної реакції

S2O32- + I3- ↔ S2O3І- + 2I-

Проміжна сполука вза’ємодіє з йодидом:

S2O3І- + I- → S4O62- + 2I3-,

Чим і пояснюється повторна поява йоду поблизу кінцевої точки при титруванні дуже розбавлених розчинів йоду.

Виділити тіосірчану кислоту Н2S2O3 реакцією тіосульфату натрію з сильною кислотою неможливо, так як вона нестійка і одразу розкладається:

В таку ж реакцію буде вступати соляна та азотна кислоти. Розкладання супроводжується виділенням SO2, який має неприємний запах и подразнює слизові оболонки дихальних шляхів, що потребує обережності при роботі з ним.

б) Окисно-відновні властивості тіосульфату натрію

У зв’язку з наявністю атомів сірки зі ступенем окиснення 0 іон тіосульфату S2O32- має відновні властивості. Наприклад, слабкими окисниками (І2, Fe3+) тіосульфат окиснюється до іона тетратіоната:

Наведена реакція дуже важлива, так як є основою йодометрії.

Більш сильні окисники окислюють його до іона сульфату:

Слід також відмітити, що в лужному середовищі окиснення тіосульфату натрію йодом теж може проходити до сульфату.

Сильними відновниками іон S2O32- відновлюється до похідних S2-:

Як видно з наведених реакцій, в залежності від умов, тіосульфат натрію може проявляти як окисні, так і відновні властивості.

в) комплексоутворюючі властивості тіосульфатів

Тіосульфат-іон – сильний комплексоутворювач, що використовується в фотографії для видалення з фотоплівки невідновленого броміду срібла:

Слід відмітити, що металами S2O32- іон координується через атом сірки, тому тіосульфатні комплекси легко перетворюються у відповідні сульфіди, наприклад:

Існують тіосульфатні комплекси багатьох металів. В літературі [3,6] описано наявність близько 40 комплексних сполук з багатьма важкими металами. В [11] наведені константи нестійкості комплексних іонів, де комплексоутворюючим іоном виступають атоми срібла, барію, кальцію, кадмію, кобальту, міді, заліза, ртуті, марганцю, магнію, натрію, нікелю, свинцю, стронцію та цинку. Для багатьох важких металів такі комплексні сполуки є надзвичайно стійкими і з їх допомогою можна виводити важкі метали з організму при отруєннях.

У випадках, коли важкі метали не утворюють стійких комплексів, взаємодія з тіосульфат-іонами призводить спочатку до утворення відповідних тіосульфатів, які миттєво або при кип’ятінні виділяють сульфіди.

В таблиці 1.1. наведені значення деяких констант нестійкості комплексних іонів, які містять в своєму складі іон тіосульфату:


Таблиця 1.1 - Значення констант нестійкості комплексних іонів

Формула іона

Константа

Формула іона

Константа

Виходячи зі значень констант нестійкості комплексів можна зробити висновок, що найбільш стійкими будуть комплекси, які включають іони двовалентної ртуті, що можна використовувати при отруєннях нею.


1.5 Фізичні та фізико-хімічні методи аналізу

1.5.1 Методи відділення S2O32-іонів від других іонів

а) осадження іонами срібла

В розведених азотнокислих розчинах іони срібла осаджують тіосульфати. Це можна використовувати при відділенні тіосульфатів від іонів, які не утворюють осадів при даних умовах.

б) іонообмінний метод

Для відділення тіосульфатів використовують іонний обмін. Для розділення сульфатів, сульфітів, тіосульфатів та сульфідів використовують аніонообмінні смоли в нітратній формі. В подальшому використовують різноманітні елюенти. Так, для суміші сульфатів, сульфітів, тіосульфатів запропоновано початкове елюювання аміачним розчином нітрату натрію для видалення сульфатів і сульфітів. Потім в нейтральному середовищі розчином нітрату натрію проводять елюювання тіосульфату.

Для розділення суміші тіосульфатів, сульфітів та тритіонатів можна застосувати аніонообмінну смолу Dowex 1-XZ і розчини NaCl та HCl в якості елюентів.

в) метод тонкошарової хроматографії

Для відділення тіосульфат-іонів від інших іонів запропоновано декілька методик, які використовують тонкошарову хроматографію (табл. 1.2.).

Табл. 1.2 - Відділення тіосульфатів методом тонкошарової хроматографії

Нерухома фаза

Рухома фаза

Аніони, від яких відділяють тіосульфат

Силікагель - крохмаль

Метанол – пропанол – 0,88 М аміак – вода (10:10:1:2)

SO42-, SO32-, S2O82-

Метанол – діоксан – 0,88 М аміак – вода (3:6:1:1)

Нищі політіонати

Кукурудзяний крохмаль

Ацетон – 3 М четвертинні амонійні основи

NO2-, SCN-, CrO42-, N3-, CN-, BO33-, S2-, AsO43-, NO3-, SO42-, PO43-

Пластини SA та SG

Декілька, в тому числі бутанол – пирідин – оцтова кислота – вода (15:10:3:12)

SO42-, SCN-, S3O62-, S4O62-

Силікагель

Етанол – бутанол - 0,88 М аміак – 2 М ацетат амонію – вода (75:75:8-10:20-40:10-30)

S3O62-, S4O62-, S5O62-


г) екстракція

Для відділення тіосульфатів запропоновано декілька екстракційних методик. Описана екстракція тіосульфатів за допомогою основних барвників з наступним визначенням тіосульфатів. З метою подальшого визначення мікрокількостей тіосульфат-іону екстракційно-фотометричним методом з використанням основних барвників тіосульфат екстрагують у вигляді іонних асоціатів з родаміном 6Ж (Р6Ж) та кристалічним фіолетовим (КФ) з фосфорнокислих розчинів (фосфати при цьому не екстрагуються).

Страницы: 1, 2



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.