6. Визначення активної кислотності

Концентрацію водневих іонів виражають у частинах грам-еквівалента водню, що дорівнює 1.

Наприклад, при утриманні іонів водню 0,1 г/дм його концентрація [H⁺] складе 10^–1 гекв/дм³, а при вмісті 0,0008 г/дм³ – 810^–4 гекв/дм³. У хімічно чистій воді невелика частина молекул води дисоціює на водневі і гідроксильні іони з утворенням рівних їх кількостей Н₂О  Н⁺ + ОН^–. При 25 °С вміст кожного іона у воді дорівнює 10^–7 гекв/дм³, а розмір відбору обох концентрацій (константа дисоціації) [Н+] [ОН–] = 10–710–7 = 10–14. Цей добуток зберігає постійний розмір і в присутності речовин, при дисоціації яких утворяться водневі і гідроксильні іони. Тому цілком достатньо визначити концентрацію одного іона, щоб знайти концентрацію іншого. Звичайно визначають концентрацію водневих іонів і називають цей розмір рН. Вона змінюється від 1 до 14. Визначають електрометричним і калориметричним методом.

Електрометричний метод визначення рН

Робота рН-метра базується на перетворенні ЕРС електродної системи, що складається з вимірювального та допоміжного електродів, на постійний струм, сила якого пропорційна вимірюваній величині (рис. 8.1.). До рН-метрів ставляться такі вимоги: достатня точність показів, можливість проведення масових визначень активної реакції продуктів за малий інтервал часу, простота обслуговування та надійність у роботі .Універсальний іономір ЕВ-74 призначений для визначення в ком­плекті з іонселективними електродами активності одно- та двовалент­них аніонів та катіонів (величини рХ) у водних розчинах (рис. 8.1).

До складу універсального іономіра ЕВ-74 входять перетворювач та підставка, на якій закріплюються електроди і встановлюється посу­дина із досліджуваним розчином. Перетворювач складається з блоків вимірювання, стабілізації, генератора керувальних імпульсів та транс­форматора. На панелі перетворювача розміщені ручки оперативного

керування та показувальний прилад. Показувальний прилад для вимі­рювання рН в широкому діапазоні має шкалу 1...19 і для вимірювання у вузькому діапазоні з вищою точністю — шкалу 0....5 з межами вимі­рювання рН 4...9, 9...14 та 14...19. Діапазон 1...4 має окрему шкалу.

Межа основної допустимої похибки-іономіра під час вимірюван­ня рН при налагоджуванні за зразковими буферними розчинами ста­новить ±0,05.

Хід визначення рН.

Перед початком роботи перемикачі приладу встановлюють у положення і; та 1...19, після чого прилад вмикають у мережу і про­грівають протягом ЗО хв.

Ручна температурна компенсація використовується при постійній температурі розчинів, автоматична — при змінній. Для на­строювання приладу на температуру розчину при ручній термоком-пенсації потрібно: перемикач «Термокомпенсатор» встановити в по­ложення "Ручн."; натиснути кнопку одного із діапазонів вимірюван­ня, але не 1...19; натиснути кнопку t і рукояткою «Температура роз­чину» стрілку показувального приладу виставити на значення за шка­лою 0...100 відповідно до температури розчину.Перед зануренням у розчин електроди промивають дистильова­ною водою і залишки води видаляють фільтрувальним папером.Регулювання приладу проводять за буферними розчинами, які готують із реактивів для рН-метрії.Пробу продукту поміщають у склянку і ставлять на підставку. Відлік показання роблять після його встановлення. Час встановлен­ня — 5 хв.

Для визначення рН густих продуктів їх розводять нейтральною водою на той індикатор, величина рН переходу якого близька до очі­куваного рН досліджуваного продукту. Продукти розводять до су­хих речовин 12-18 %. Внаслідок високої буферності продуктів харчо­вих виробництв величина їх рН при розведенні майже не змінюється.

Калориметричний метод визначення рН

Калориметричний метод визначення рН заснований на застосуванні індикаторів, забарвлення яких залежить від значення рН. рН-індикатори застосовують у виді розчинів, індикаторних олівців і індикаторних папірців. Випускають два набори індикаторних папірців. Перший набір призначений для орієнтовного визначення рН. Він містить універсальні індикаторні папірці і кольорову шкалу порівняння. Другий набір використовується для точного визначення рН. У ньому є кольорові смужки з цифрами, які вказують вузькі діапазони чутливості, і індикаторні папірці, відповідні інтервалам переходу.

Найбільш актуальний показник “активна кислотність” у консервному виробництві, оскільки він впливає на склад і життєздатність мікрофлори. У продуктах, які характеризуються високою кислотністю (рН < 3,7), можуть розвиватися переважно цвілеві гриби і дріжджі, а також деякі кислотостійкі бактерії (молочнокислі, оцтова) у продуктах не кислотних, а також у продуктах із рН > 4,4 можуть розвиватися бацили і клостридії, котрі утворять термостійкі спори: представники гнильних, маслянокислі термофіли та ін., що викликають плоскокисле скисання консервів і бомбаж. Межею, яка умовно поділяє консерви на менш небезпечні – кислотні і більш небезпечні – некислотні, низько- і середньокислотні, прийняте значення рН 4,4, тому що при вищих значеннях цього показника може розвиватися небезпечний мікроб – Clostridium botulinum, котрий викликає харчові отруєння з летальним кінцем.

Контроль продукції консервних заводів, а також плодової, ягідної й овочевої сировини проводять потенціометричним методом; а наближені значення рН-розчинів можуть бути визначені за допомогою індикаторних папірців.

Активну кислотність м'яса та м'ясопродуктів визначають водними витяжками, приготовленими концентрацією 1:10. Суміш настоюють 30 хв при періодичному перемішуванні і фільтрують через паперовий фільтр. рН крові вимірюють після розведення її водою у співвідношенні 1:5 або 1:8, рН білка яйця в співвідношенні 1:4. Також застосовують потенціометричний і калориметричний (індикаторний) методи.

Метод визначення реакції середовища ґрунтується на викорис­танні хімічних сполук — індикаторів, у присутності яких залежно від реакції середовища розчин забарвлюється в певний колір. При зміні реакції середовища колір розчину в присутності індикатора буде змінюватися відповідно до властивостей індикатора (табл. 4.1).

Таблиця 4.1 Індикатори, що використовуються в контролі харчових виробництв