20.1. XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ IOD 20.1.1. Lý thuyết
Những dây nối không bão hòa của các axit béo không no có khả năng gắn iod hoặc các halogen khác, do đó chỉ số iod xác định tổng quát các axit béo không no trong chất béo. Chỉ số iod (IV) là số gram iod kết hợp vào vị trí nối đôi của 100 g glyceride. Chỉ số iod đặc trưng cho mức chưa no của lipid.
Phản ứng tổng quát:
C C
H H
C C
H H
I I
C C
H H
C C
H H
Br I + Br2
+ I2
+ I2 h oặc
Lipid càng nhiều nối đôi thì chỉ số iod càng lớn. Lipid càng ít nối đôi thì chỉ số Iode càng nhỏ. Chỉ số Iod của mỡ sẽ nhỏ hơn so với dầu.
Ví dụ: IVmỡ người = 64; IVmô lợn = 56, IVmỡ bò = 30, IVdầu nành = 130, IVdầu oliu= 86,…
Có bốn phương pháp xác định chỉ số iode:
Phương pháp Wijs dùng thuốc thử là monoclorua iod.
Phương pháp Hanus dùng bromua iod.
Phương pháp Hubl dùng iode với xúc tác là thủy ngân (2) clorua.
Phương pháp Kaufmann: dùng methanol và NaBr.
Nguyên lý của 4 phương pháp giống nhau chỉ sử dụng thuốc thử khác nhau: cho chất béo hòa tan trong dung môi không có nước tiếp xúc với thuốc thử ở chỗ tối. Phần thuốc thử thừa cho kết hợp với KI để giải phóng iod ra dạng tự do. Định lượng iode bằng dung dịch natrithiosunfat chuẩn.
Các yếu tố cần chú ý:
Tiến hnh thử ở chỗ tối, tránh ánh sáng mặt trời.
Để thuốc thử tiếp xúc với chất béo trong 1 thời gian cần thiết.
Lượng thuốc thử bao giờ cũng cố định v bằng 25mL dung dịch 0.2N. Do đó lượng chất béo để định lượng phải tính sao cho tương đương với lượng thuốc thử, nghĩa là phải tùy theo chỉ số iode nhiều hay ít mà cân 1 lượng chất béo thích hợp.
20.1.2. Dụng cụ và thiết bị 2 erlen nút nhám 250mL 2 erlen 250mL
1 buret 25 mL 1 pipet 10mL
1 Ống đong 50 mL 1 bình định mức 1 lít 1 bình lắng 250 - 500mL
20.1.3. Hóa chất CCl4 hoặc CHCl3
Na2S2O3 0.1N
KI 15% (pha khi dùng)
Hồ tinh bột 0.5%.
Nước cất 50mL.
HCl đậm đặc 50mL Pha thuốc thử Wijs:
Hòa tan 13 g Iod trong 1 L acid acetic băng. Đun nhẹ để hòa tan hoàn toàn, làm nguội. Dùng pipet hút 5 ml dung dịch iod này vào bình tam giác, thêm 5 ml dung dịch KI 10 %, 30 ml nước cất và chuẩn độ với Na2S2O3 0.1 N (chỉ thị hồ tinh bột). Ghi thể tích. Lấy (100200) mL dung dịch iod vào bình màu tối, để nơi thoáng mát để dùng sau. Phần còn lại cho sục khí clo đi qua cho đến khi lượng dung dịch Na2S2O3 dùng để chuẩn độ dung dịch gấp đôi lượng dung dịch chuẩn ban đầu. Màu của dung dịch chuyển từ nâu sậm sang màu đỏ. Dung dịch Wijs không nên thừa clo nhưng cần thừa 1 ít iod. Do đó sau khi thông khí clo, lượng dung dịch Na2S2O3 chuẩn độ bằng hoặc lớn hơn 2 lần lượng dung dịch chuẩn ban đầu thì cần thêm dung dịch iod vào. Dung dịch Wijs phải được giữ trong chai màu nâu, nút nhám gắn Paraphin và được bảo quản nơi tối, nhiệt độ dưới 30oC.
Tỷ số I/Cl của dung dịch Wijs phải nằm trong khoảng 1.1 0.1 và được xác định như sau:
Hàm lượng iod: Rót 150 mL nước chlorine bão hòa vào bình tam giác dung tích 500mL, thêm chính xác 5mL dung dịch Wijs và vài viên đá bọt.Lắc và đun sôi. Để sôi đều trong 10 phút, làm nguội, thêm 30 mL H2SO4 2% và 15mL dung dịch KI 15%.
Trộn đều và chuẩn độ ngay bằng dung dịch Na2S2O3 0.1 N với chỉ thị là dung dịch
Tổng hàm lượng Halogen: Lấy 150 mL nước cất vào bình tam giác dung tích 150mL.Thêm 15mL dung dịch KI 15%. Dùng pipet thêm 20 mL dung dịch Wijs vào bình lắc đều rồi chuẩn độ bằng Na2S2O3 0.1 N với chỉ thị là dung dịch tinh bột.
2 V1 Tính tỉ số Halogen: R = ⎯⎯⎯⎯⎯
3 V2 - 2 V1
Trong đó:
V1: Thể tích dung dịch Na2S2O3 dùng để xác định hàm lượng Iod, mL V2 Thể tích dung dịch Na2S2O3 dùng để xác định hàm lượng Halogen,mL
20.1.4. Tiến hành xác định chỉ số iod bằng phương pháp Wijs:
Nguyên tắc:
Là phương pháp dùng thuốc thử có iod clorua kết hợp vào các nối kép có trong chất béo. Lượng ICl dư sẽ được kết hợp với KI để giải phóng iod ở dạng tự do và được định phân bằng dung dịch natrithiosunfat chuẩn. Từ đó dễ dàng biết được lượng ICl đã kết hợp với chất béo và tính chỉ số iod.
Iod clorua kết hợp với các nối kép của acid béo có trong chất béo:
+ ICl
R1 CH CH R2 COOH R1 CH CH R2 COOH I Cl
Lượng ICl dư không tham gia phản ứng kết hợp với nối kép sẽ được định phân bằng dung dịch natrithiosunfat chuẩn sau khi đã thêm dung dịch KI và nước vào hỗn hợp phản ứng:
ICl + KI → KCl + I2
I2 + 2NaS2O3 → 2NaI + Na2S4O6
Tiến hành:
Cân chính xác 1-2g chất béo vào erlen 100mL nút nhám.
Thêm 10mL cloroform khan, lắc tròn để hòa tan chất béo.
Thêm 5mL thuốc thử Wijs, lắc đều, đậy nắy erlen lại, để vào trong chỗ tối chừng 30 phút.
Thêm 10mL nước cất, lắc kỹ.
Định phân lượng iod bằng dd Na2S2O3 0.1N đến thành màu vàng nhạt, thêm vài giọt hồ tinh bột, dung dịch có màu xanh, định phân tiếp đến khi mất màu. Nhớ lắc kỹ, mạnh để tách iod đang còn nằm trong cloroform.
Tiến hành song song với mẫu trắng (không chứa chất béo) Chỉ số iod (IV) =
P
O S NNa Vth
Vtr ) 2 2 3 100 (
1269 .
0 −
Trong đó:
P : lượng mẫu thử (g).
Vtr : số ml Na2S2O3 dùng để chuẩn độ mẫu trắng.
V th : số ml Na2S2O3 dùng để chuẩn độ mẫu thực.
0.1269: khối lượng của 1mdlg I2.
20.2. XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ PEROXYT CỦA DẦU THỰC VẬT 20.2.1. Lý thuyết
Chỉ số peroxyt (PoV) là lượng chất có trong mẫu thử được tính bằng mili đương lượng (miliequivalent) của oxy hoạt tính làm oxi hoá KI trên 1kg mẫu dưới các điều kiện thao tác đã được quy định.
Chỉ số này phản ánh sự ôi hóa của dầu mỡ. Hiện tượng ôi hóa dầu mỡ hình thành chủ yếu khi oxy trong không khí kết hợp vào nối đôi ở trong phân tử acid béo không no tạo thành peroxyt. Hiện tượng này được thể hiện qua phương trình sau:
R C C
H
R' H
R C C
H
R' H O O
+ O2
Nguyên tắc: xác định chỉ số PoV dựa trên cơ sở các proxit của chất béo (tạo ra trong quá trình ôi của chất béo) trong môi trường acid có khả năng phản ứng với KI giải phóng iod theo phản ứng sau:
R1 CH CH R2
O O + 2KI + 2CH3COOH
R1 CH CH R2
O +2CH3COOK + H2O +I2
Iod tạo thành được định phân bằng dung dịch natrithiosunfat với chỉ thị hồ tinh bột.
I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6
Dựa vào lượng natrithiosulphat tiêu tốn khi chuẩn độ lượng iod được giải phóng ta xác định được chỉ số peroxyt
Chú ý tiến hành thí nghiệm trong môi trường trung tính hoặc acid yếu. Nếu tiến hành trong môi trường acid mạnh hoặc kiềm dễ xảy ra phản ứng oxi hoá của iod với oxi không khí gây sai số lớn
20.2.2. Dụng cụ và thiết bị Pipet 10mL
3 erlen nút nhám 1 bóp cao su
1 Ống đong 100 mL Buret 25mL.
1 becher 100mL 20.2.3. Hóa chất
Cloroform – Acid acetic băng (tỉ lệ 1:2)
Dung dịch KI 15%
Na2S2O3 0.01N pha bằng nước cất đun sôi để nguội.
Chỉ thị hồ tinh bột 1%.
20.2.4. Tiến hành
Cân chính xác 2-5g mẫu thử vào erlen nút nhám 250mL.
Thêm vào 10mL hỗn hợp cloroform – Acid acetic.
Lắc đều
Thêm tiếp 2mL dung dịch KI 15%. Đậy nắp.
Lắc hỗn hợp cẩn thận trong 1 phút (thỉnh thoảng mở nắp), để yên 10 phút trong bóng tối
Thêm vào hỗn hợp khoảng 20mL nước cất
Định phân iod bằng dung dịch Na2S2O3 0.01N cho tới khi thấy ánh vàng Cho 2-3 giọt chỉ thị hồ tinh bột
Tiếp tục chuẩn độ cho tới khi dung dịch mất màu hoàn toàn.
Nếu lượng Na2S2O3 0.01N dùng quá nhiều thì chuẩn độ lại với dd Na2S2O3
0.05N
Làm thí nghiệm như trên nhưng không có mẫu để lấy kết quả cho mẫu trắng 20.2.5. Tính kết quả
Chỉ số peroxyt được tình theo công thức sau:
−
Trong đó:
PoV: chỉ só peroxyt (meq/kg)
Vth : số mL Na2S2O3 0.01N dùng để định phân mẫu thực.
Vtr : số mL Na2S2O3 0.01N dùng để định phân mẫu trắng.
m : khối lượng mẫu thí nghiệm [g].
1000: hệ số quy đổi theo 1kg chất béo.
N : Nồng độ dung dịch Na2S2O3(N) 20.3. TRỊ SỐ AXIT VÀ ĐỘ AXIT
20.3.1. Lý thuyết
Trị số axit (acid value) là số miligam kali hydroxit dùng để trung hòa các axit béo tự do có trong 1 g chất béo.
Độ axit (acidity): Hàm lượng các axit béo tự do biểu thị theo tỷ lệ phần trăm khối lượng.
Nguyên tắc
Mẫu thử được hòa tan trong hỗn hợp dung môi thích hợp và các axit có mặt được chuẩn độ bằng dung dịch kali hoặc natri hydroxit trong etanol.
20.3.2. Hóa chất
Etanol, 96 % thể tích.
Dietyl ete
Etanol – dietyl ete 1:1 trung tính
Kali hydroxit 0.1N pha trong dung môi etanol Giấy pH
20.3.3. Thiết bị, dụng cụ Buret
Cân phân tích Điện cực pH
20.3.4. Tiến hành
Tùy thuộc vào trị số axit dự kiến, khối lượng mẫu thử và nồng độ dung dịch KOH chuẩn được lấy theo Bảng 1.
Cân phần mẫu thử theo Bảng 1 cho vào bình nón 250 ml.
Thêm 10 ml hỗn hợp dung môi etanol – dietyl ete 1:1 trung tính, và hòa tan phần mẫu thử bằng cách làm nóng nhẹ, nếu cần.
Thêm 3 – 4 giọt PP 0.5%
Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn kali hydroxit 0.1N đến màu hồng nhạt bền trong 15 giây.
Bảng 1 – Khối lượng của phần mẫu thử và nồng độ của dung dịch kiềm Nhóm sản phẩm Trị số axit
xấp xỉ
Khối lượng mẫu thử
Nồng độ KOH
Độ chính xác của phép cân mẫu
g mol/l g
Dầu thực vật tinh luyện
Mỡ động vật 0 – 1 20 0.1 0.05
Dầu thực vật khô
Mỡ động vật loại kỹ thuật
1 – 4 4 – 15
10 – 2.5 0.1 0.01
Axit béo gốc xà phòng 15 – 75 0.5 – 3.0 0.1 – 0.5 0.001 Axit béo kỹ thuật > 75 0.2 – 1.0 0.1 – 0.5 0.001 20.3.5. Tính toán
Trị số axit WAV, được tính theo công thức sau:
56,1
AV
W c V
m
= Trong đó
c là nồng độ của dung dịch chuẩn kali hydroxit đã sử dụng, tính bằng mol trên lít (mol/l);
V là thể tích của dung dịch chuẩn natri hydroxit hoặc kali hydroxit đã sử dụng, tính bằng mililit (ml);
m là khối lượng phần mẫu thử, tính bằng gam (g).
Độ axit hoặc hàm lượng axit béo tự do WFFA, được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm khối lượng tùy thuộc vào loại chất béo (xem Bảng 2), tính được theo công thức sau:
m M c WFFA V
=
1000
100
Trong đó
V là thể tích của dung dịch chuẩn natri hydroxit hoặc kali hydroxit đã sử dụng, tính bằng mililit (ml);
c là nồng độ của dung dịch chuẩn natri hydroxit hoặc kali hydroxit đã sử dụng, tính bằng mol trên lit (mol/l);
M là khối lượng mol của axit được chọn để biểu thị kết quả (xem Bảng 2), tính bằng gam trên mol (g/mol), tùy theo loại chất béo;
m là khối lượng phần mẫu thử, tính bằng gam (g).
Câu hỏi chuẩn bị
Chỉ số iod đại diện cho tính chất gì của dầu thực vật?
Dầu thực vật đạt chất lượng cần có chỉ số iod là bao nhiêu? Tại sao?
Tại sao trong thực nghiệm người ta không dùng dung dịch I2 để thực hiện mà dùng ICl3?
Chỉ số peroxyt đại diện cho tính chất gì của dầu thực vật? Dầu thực vật đạt chất lượng cần có chỉ số peroxyt là bao nhiêu? Tại sao?
Trình bày quá trình oxy hóa của dầu thực vật?
Để ngăn chặn sự oxy hóa của dầu thực vật cần phải làm gì?
Cơ chế của quá trình chống oxi hoá của các chất chống oxi hoá?