Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Общая технология отрасли Часть 1.doc
Скачиваний:
70
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
680.45 Кб
Скачать

1 Что называется влажностью материала?

2 Как классифицируются методы определения влаги?

3 Какие методы определения влаги относятся к прямым?

4 Какие методы определения влаги относятся к косвенным?

5 Как определяется влажность зерна методом высушивания до постоянной мас- сы?

6 Как определяется влажность зерна методом ускоренного высушивания?

7 Как определяется влажность сырых материалов?

8 Что представляет собой прибор Чижовой и как определяется влажность по этому методу?

9 Расскажите об электрометрических методах определения влажности.

Лабораторная работа №2

Методы определения концентрации сухих веществ в растворах и их сравнительная оценка

Концентрацией сухих веществ в растворах называют количественное содержание сухих веществ в определенном количестве раствора.

Различают понятия: истинные и видимые сухие вещества.

Истинными сухими веществами называют количество сухих веществ, определенное путем высушивания, видимыми сухими веществами – сухие вещества, определенные косвенным путем, на основании показателя, изменяющегося пропорционально изменению содержания сухих веществ: по плотности раствора или по его показателю преломления. Определение содержания истинных сухих веществ проводят, как и определение влажности, методом высушивания. Однако высушивание растворов занимает много времени, поэтому в контроле бродильных производств обычно определяют видимые сухие вещества по плотности или по показателю преломления растворов.

Цель работы. Определить концентрацию сухих веществ в различных растворах несколькими способами и дать их сравнительную оценку.

Приборы и материалы. Пикнометры; аналитические весы; цилиндр; рефрактометр; водяная баня; ареометры.

Определение видимых сухих веществ по плотности раствора

С изменением содержания сухих веществ в растворе (концентрации раствора) изменяется его плотность, что дает возможность по плотности раствора определить содержание в нем сухих веществ. Для определения плотности раствора часто применяют ареометры и пикнометры, реже – гидростатические весы.

Плотностью вещества (p) называется величина, измеряемая отношением массы данного вещества (m) к его объему (V):

. (3)

Размерность плотности в системе СИ кг/м3. Часто определяют не абсолютную плотность вещества, а относительную, представляющую собой отношение плотности исследуемого вещества к плотности стандартного вещества. В качестве стандартного вещества для жидкостей принимают воду при температуре 40С и давлении 1,013 105 Па. Относительная плотность вещества является безразмерной величиной. Для определения относительной плотности исследуемой жидкости следует массу исследуемого вещества разделить на массу воды, находящейся в одном и том же объеме /3/:

, (4)

где d – относительная плотность исследуемого вещества по отношению к

плотности воды;

p – плотность исследуемого вещества, кг/м3;

p1 – плотность воды, кг/м3;

m – масса исследуемого вещества, кг;

m1 – масса воды, кг;

V – объем исследуемого вещества и воды, м3.

Относительная плотность вещества изменяется в зависимости от плотности исследуемого и стандартного вещества и обозначается обычно символом d с соответствующими индексами: ,

t1 – температура исследуемого вещества;

t2 – температура воды.

Для одного и того же раствора величина всегда будет больше, чем величина , так как плотность воды при 40С больше, чем при 200С. Для перевода плотности вещества, отнесенной к массе воды при 200С, в плотность, отнесенную к массе воды при 40С и обратно, пользуются следующими формулами:

= · 0,99823; (5)

= · 1,00177, (6)

где 0,99823 – плотность воды при 40С, г/см3;

1,00177 – удельный объем, т.е. объем 1 г воды при 200С, см3/г.

На основании экспериментальных исследований и расчетов составлены таблицы, в которых приведены концентрации растворов различных веществ в зависимости от плотности этих растворов.

В контроле бродильных производств пользуются таблицей зависимости концентрации сахарозы в растворе от плотности раствора.

Определение содержания сухих веществ ареометром

Принцип действия ареометра основан на законе Архимеда, согласно которому тело, погруженное в жидкость, теряет в массе столько, сколько весит объем вытесненной им жидкости. Ареометр, погруженный в жидкость, находится в состоянии равновесия тогда, когда его масса m и масса вытесненной им жидкости m1 будут равны: m = m1.

m1 = V · d, (7)

где V – объем вытесненной жидкости;

d – относительная плотность вытесненной жидкости.

При одной и той же массе ареометра глубина погружения его в жидкость и, следовательно, вытесненный объем зависят только от плотности исследуемого раствора. Чем она больше, тем меньше погружается ареометр, и наоборот.

Ареометр представляет собой стеклянный цилиндрический сосуд, запаянный с обоих концов. Нижняя утолщенная часть прибора заполнена дробью, чтобы ареометр плавал строго в вертикальном положении. В верхней части ареометра имеется шкала с делениями. Шкалы ареометров градуируются в зависимости от назначения приборов.

Ареометры общего назначения предназначены для измерения плотности жидкости при температуре 200С в пределах от 700 до 2000 кг/м3 с точностью до  1103. Такие ареометры получили название денсиметров. В практике используют набор денсиметров, с помощью которых определяют плотность различных жидкостей тяжелее и легче воды (кислот, щелочей, растворов солей).

В бродильной промышленности применяются ареометры, шкалы которых градуированы при температуре 200С по растворам чистой сахарозы. Такие ареометры называют сахаромерами. Сахаромеры градуированы так, что в чистых водных растворах они показывают массовый процент растворенного сахара, т.е. количество сахара в 100 г раствора. В нечистых сахарных растворах (например, в пивном сусле) они показывают видимое содержание сухих веществ в массовых процентах (рисунок 3).

Рисунок 3 – Сахаромер

Ход определения. Определение содержания сухих веществ сахаромером проводят следующим образом. В цилиндр по стенкам во избежание образования пены наливают исследуемый раствор, дают постоять некоторое время до полного освобождения от выделяющихся пузырьков воздуха. Цилиндр с исследуемым раствором должен быть установлен вертикально. Целесообразно для ареометрирования устанавливать цилиндр на подставку с винтами и с их помощью придавать ему строго вертикальное положение. Затем в раствор погружают чистый, сухой ареометр таким образом, чтобы он свободно плавал, не соприкасаясь со стенками цилиндра.

Сахаромер берут за верхний конец шейки, выше шкалы, погружают его осторожно. После того как сахаромер установится на определенном делении, его следует легким толчком принудительно погрузить глубже на 2-3 мм и оставить на 2-3 мин, пока он не придет в состояние равновесия. Когда уровень жидкости в цилиндре будет строго горизонтальным и колебания жидкости прекратятся, проводят отсчет показаний сахаромера.

Показания отсчитывают по нижнему мениску; при исследовании темных растворов отсчет ведут по верхнему мениску. Глаз наблюдателя должен находиться точно на уровне мениска. Одновременно с отсчетом показаний сахаромера отмечают температуру и, если она отличается от 200С, вводят поправку (таблица 2). Сахаромер после употребления надо промыть водой и поместить для хранения в футляр или широкую стеклянную банку, наполненную водой и имеющую на дне слой песка, предохраняющие его от ударов.

Таблица 2 – Поправки на температуру к показаниям сахаромера

Температура,

Показания сахаромера

0С

0

5

10

12

14

16

18

20

От величины показания сахаромера отнять

10

0,32

0,37

0,42

0,44

0,46

0,48

0,50

0,51

11

0,31

0,34

0,39

0,41

0,42

0,44

0,45

0,47

12

0,28

0,31

0,35

0,37

0,38

0,40

0,41

0,42

13

0,26

0,28

0,32

0,33

0,34

0,35

0,36

0,38

14

0,23

0,25

0,28

0,29

0,30

0,31

0,32

0,33

15

0,20

0,21

0,24

0,25

0,26

0,26

0,27

0,28

16

0,16

0,18

0,19

0,20

0,21

0,22

0,22

0,23

17

0,12

0,13

0,15

0,15

0,16

0,16

0,17

0,17

18

0,08

0,09

0,10

0,10

0,11

0,11

0,11

0,12

19

0,04

0,05

0,05

0,05

0,05

0,06

0,06

0,06

20

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

К величине показания сахаромера прибавить

21

0,05

0,05

0,06

0,06

0,06

0,06

0,06

0,06

22

0,10

0,11

0,11

0,11

0,12

0,12

0,12

0,12

23

0,15

0,16

0,17

0,17

0,18

0,18

0,18

0,18

24

0,21

0,22

0,23

0,23

0,25

0,25

0,25

0,26

25

0,27

0,28

0,30

0,30

0,31

0,31

0,32

0,32

26

0,33

0,34

0,36

0,37

0,38

0,38

0,39

0,39

27

0,40

0,40

0,42

0,43

0,45

0,45

0,46

0,46

28

0,46

0,47

0.49

0,50

0,52

0,52

0,53

0,54

29

0,53

0,54

0,56

0,57

0,59

0,59

0,60

0,61

30

0,60

0,61

0,63

0,64

0,66

0,67

0,67

0,68