SẢN PHẨM THỦY PHÂN TỪ TINH BỘT - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC - PHƯƠNG PHÁP KARL FISCHER CẢI BIẾN
Starch hydrolysis products - Determination of water content -Modified Karl Fischer method
Lời nói đầu
TCVN 10377:2014 hoàn toàn tương đương với ISO 5381:1983;
TCVN 10377:2014 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F18 Đường, mật ong và sản phẩm tinh bột biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
Lời giới thiệu
Tiêu chuẩn này được xây dựng dựa trên phương pháp nêu trong TCVN 2309 (ISO 760). Tuy nhiên, phương pháp này đã được cải biến bằng cách xác định trực tiếp hàm lượng nước bằng dung môi metanol/formamid.
SẢN PHẨM THỦY PHÂN TỪ TINH BỘT - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC - PHƯƠNG PHÁP KARL FISCHER CẢI BIẾN
Starch hydrolysis products - Determination of water content -Modified Karl Fischer method
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hàm lượng nước của các sản phẩm thủy phân từ tinh bột.
Tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 2309 (ISO 760), Xác định hàm lượng nước - Phương pháp Karl Fischer (Phương pháp chung).
Phản ứng của dung dịch iot, lưu huỳnh dioxit, pyridin và 2-methoxyetanol (thuốc thử Karl Fischer đã ổn định) với nước có trong sản phẩm đã phân tán trước đó trong hỗn hợp của metanol với formamid.
H2O + I2 + SO2 + 3C5H5N → 2C5H5N.HI + C5H5N.SO3
C5H5N.SO3 + ROH → C5H5NH.OSO2OR
trong đó R là gốc 2-methoxyetyl.
Trong suốt quá trình phân tích, chỉ sử dụng thuốc thử loại tinh khiết phân tích và chỉ sử dụng nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương; tất cả các dung môi phải có hàm lượng nước nhỏ hơn 0,1 % (khối lượng).
5.1. Thuốc thử Karl Fischer đã “ổn định”
Thuốc thử đãổn định có bán sẵn ở dạng dung dịch đã chuẩn bị. Thuốc thử này cũng có thể được chuẩn bị trong phòng thử nghiệm [xem TCVN 2309 (ISO 760)].
5.2.Dung môi metanol/formamid
Trộn 700 ml metanol khan với 300 ml formamid khan.
Thuốc thử này phải được xử lý cẩn thận.
5.3.Natri tartrat, tinh thể (Na2C4H4O6.2H2O).
Sản phẩm này có bán sẵn ở dạng “chất lượng đặc biệt dành cho phương pháp Karl Fischer” Nếukhông có được chất lượng này thì rửa tartrat với 10 ml dung môi metanol/formamid (5.2) và thực hiệnphép thử trắng thích hợp.
Nghiền sản phẩm sao cho lọt hết qua sàng cỡ lỗ danh nghĩa 250 μm, phù hợp với các yêu cầu nêu trong TCVN 2230 (ISO 565) Sàng thử nghiệm - Lưới kim loại đan, tấm kim loại đột lỗ và lưới đột lỗ bằng điện - Kích thước lỗ danh nghĩa. Hàm lượng nước của dạng hydrat này khoảng 15,66 % (khối lượng) và phải được kiểm tra bằng cách sấy chân không ở 150 °C cho đến khi thu được khối lượng không đổi.
Sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông thường phòng thử nghiệm, cụ thể như sau.
6.1.Pipet một vạch, dung tích 20 ml.
6.2.Dụng cụ, để đưa mẫu vào phân tích, bao gồm:
6.2.1.Ống cân (dùng cho các sản phẩm dạng rắn), gồm có ống nghiệm đường kính thích hợp để đưa mẫu vào và có nắp đậy kín.
6.2.2.Xyranh (dùng cho chất lỏng dạng sệt), dung tích 10 ml, ví dụ nêu trong Phụ lục A.
6.2.3.Pipet một vạch (dùng cho sản phẩm dạng lỏng), có dung tích thích hợp.
6.3.Thiết bị chuẩn độ Karl Fishcher hoặc thiết bị tương đương (xem Phụ lục B)
6.4. Cân phân tích.
7.1.Chuẩn bị thiết bị
Thuốc thử phải được chuẩn hóa hàng ngày cho từng dãy phép thử và cài đặt thiết bị theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Nếu thiết bị đã được sử dụng quá 24 h thì cần rót thuốc thử trở lại bình và tráng rửa buret vài lần trước khi bắt đầu dãy chuẩn độ
Nếu bình chuẩn độ của thiết bị chưa sử dụng trước đó hoặc sau khi đã rót hết thì rót 20 ml dung môi metanol/formamid (5.2) khác bằng pipet (6.1) được gắn quả bóp hoặc bằng dụng cụ gắn trong thiết bị được sử dụng.
Lượng dung môi này cần đủ để làm ngập các điện cực platin đã được điều chỉnh vị trí các điện cực sao cho không cản trở que khuấy trong quá trình quay.
Điều chỉnh tốc độ khuấy và thêm thuốc thử Karl Fischer (5.1) cho đến khi đạt đến điểm cân bằng và duy trì trong 60 s (xem 7.3).
Các mẫu được phân tích liên tiếp có thể được cho vào dịch lỏng còn lại trong bình chuẩn độ. Khi bình đầy, làm rỗng bình bằng cách dùng ống xi phông hút qua lỗ tròn trên nắp hoặc qua van ở đáy bình.
7.2.Chuẩn hóa thuốc thử Karl Fishcher
Cân khoảng 500 mg đến 700 mg natri tartrat (5.3) trong ống cân (6.2.1), chính xác đến 0,5 mg và cho vào bình chuẩn độ (tùy theo loại thiết bị). Cân lại ống để xác định khối lượng chính xác (m0) của natri tartrat được cho vào.
Để yên trong 3 min để natri tartrat hòa tan.
Sau đó, chuẩn độ bằng thuốc thử Karl Fischer (5.1) cho đến khi đạt đến điểm cân bằng, như trong7.1 (xem Chú thích 7.4.3.3) Ghi lại thể tích (V0) của thuốc thử đã sử dụng. Lặp lại phép xác định cho đến khi chênh lệch giữa hai lần chuẩn độ liên tiếp không lớn hơn 0,2 % giá trị trung bình.
7.3.Hiệu chính
Trong giai đoạn này, việc phân tán mẫu và quá trình chiết nước có trong mẫu tốn thời gian và giá trị chuẩn độ có thể thay đổi. Do đó, cần hiệu chính bằng cách sử dụng cùng thời gian để chuẩn hóa thuốc thử.
7.4. Xác định
7.4.1.Chuẩn bị mẫu thử
7.4.1.1.Sản phẩm dạng lỏng hoặc dạng sánh
Trộn mẫu phòng thử nghiệm. Làm ấm nhẹ cho đến khi thu được hỗn hợp đồng nhất, nếu cần.
7.4.1.2.Sản phẩm dạng rắn
Nghiền mẫu phòng thử nghiệm sao cho mẫu lọt hết qua sàng có cỡ lỗ danh nghĩa 500 μm, phù hợp với các yêu cầu nêu trong TCVN 2230 (ISO 565) Sàng thử nghiệm - Lưới kim loại đan, tấm kim loại đột lỗ và lưới đột lỗ bằng điện - Kích thước lỗ danh nghĩa.
7.4.2.Phần mẫu thử
7.4.2.1.Sản phẩm dạng lỏng hoặc dạng sánh
Dùng pipet (6.2.3) hoặc xyranh chuyên dụng (6.2.2), lấy một lượng mẫu thử (7.4.1 1) sao cho cần đến một thể tích thuốc thử Karl Pischer vào khoảng 20 ml khi sử dụng buret 25 ml, tương ứng với khoảng 120 mg nước.
7.4.2.2.Sản phẩm dạng rắn
Cân lượng mẫu thử (7.4.1.2) trong ống cân (6.2.1), chính xác đến 0,1 mg, sao cho cần đến một thể tích thuốc thử Karl Fischer vào khoảng 20 ml, khi sử dụng buret 25 ml.
7.4.3.Chuẩn độ
7.4.3.1.Chuyển càng nhanh càng tốt phần mẫu thử (7.4.2) vào bình chuẩn độ và xác định chính xác phẩn khối lượng thêm vào trong trường hợp sản phẩm dạng rắn hoặc dạng lỏng sánh bằng cách cân lại ống cân hoặc xyranh
7.4.3.2.Bật máy khuấy và khuấy cho đến khi mẫu phân tán hết để chiết được hoàn toàn nước. Ghi lại thời gian cần thiết để thu được độ phân tán tốt nhất.
7.4.3.3.Chuẩn độ bằng thuốc thử Karl Fischer (5.1) như trong 7.1 cho đến khi đạt đến điểm cân bằng.
CHÚ THÍCH 1 Thuốc thử Karl Fischer rất tối màu. Nên đọc vạch chia độ của buret ở trên cột chất lỏng vàkhông đọc ở đáy của mặt khum chấtlỏng.
CHÚ THÍCH 2 Nếu sử dụng các thiết bị tự động, làm đầy buret sao cho đáy của mặt khum chất lỏng ở cùng mức với vạch chia đó của buret. Vì thế, cần thêm 0,1 ml vào mỗi lần đọc để đua vào công thức tính
7.4.4.Số lần xác định
Thực hiện hai phép xác định trên cùng một mẫu thử (7.4.1).
8.1.Phương pháp tính và công thức
8.1.1.Đương lượng nước của thuốc thử Karl Fischer
Đương lượng nước của thuốc thứ Karl Fischer. T, biểu thị bằng miligamnước trên mililit thuốc thử, theo công thức:
Trong đó:
m0 là khối lượng của natri tartrat (5.3) đã dùng để chuẩn hóa (7.2), tính bằng miligam (mg);
H là hàm lượng nước của natri tartrat đã dùng, được xác định theo 5.3, được biểu thị bằng phần trăm khối lượng;
V0là thể tích của thuốc thử Karl Pischer đã dùng để chuẩn hóa (7.2), tính bằng mililit (ml);
8.1.2.Hàm lượng nước của mẫu thử
Hàm lượng nước, biểu thị bằng phần trăm khối lượng, theo công thức:
Trong đó:
V là thể tích của thuốc thử Karl Fischer đã dùng để chuẩn độ (7.4.3), tính bằng mililit (ml);
m là khối lượng phần mẫu thử (7.4.2)1), tính bằng miligam (mg);
T là đương lượng nước của thuốc thử Karl Fischer, xác định được theo 8.1.1, biểu thị bằng miligam trên mililit (mg/ml).
Lấy kết quả là trung bình cộng của hai phép xác định với điều kiện là đáp ứng các yêu cầu về độ lặp lại (xem 8 2)
8.2.Độ lặp lại
Chênh lệch tuyệt đối giữa các kết quả của hai phép xác định được tiến hành đồng thời hoặc trong một thời gian ngắn trên cùng một mẫu thử do cùng một người phân tích không vượt quá:
- 0,05 đối với hàm lượng nước ít hơn 1 % (khối lượng);
- 0,1 đối với hàm lượng nước trong khoảng 1 % đến 10 % (khối lượng);
- 0,15 đối với hàm lượng nước trong khoảng 10 % đến 20 % (khối lượng);
-0,2 đối với hàm lượng nước lớn hơn 20 % (khối lượng).
Báo cáo thử nghiệm phải nêu rõ phương pháp thử đã sử dụng và kết quả thu được. Mọi điều kiện thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này hoặc được xem là tùy chọn, cùng với mọi tình huống bất thường có thể ảnh hưởng đến kết quả.
Báo cáo thử nghiệm phải đưa ra mọi thông tin cần thiết để nhận biết đầy đủ về mẫu thử.
(Tham khảo)
Xyranh chuyên dụng dùng để thêm mẫu dạng sánh và phương pháp sử dụng
A.1. Cách lắp đặt (xem Hình A.1)
Lấy xyranh dung tích danh nghĩa 10 ml và cắt một đầu xyranh.
Dùng đá mài hình nón, mài lỗ ở đầu nhỏ của xyranh cho đến khi lỗ khoảng 8 mm đến 9 mm.
Giữ đầu nối thủy tinh mài hình nón chuẩn 10/24 và gắn đầu lớn của xyranh bằng resin tổng hợp.
Lắp ống bọc ngoài có khớp nối thủy tinh mài hình nón chuẩn 10/19 (khớp nối ngoài).
A.2. Phương pháp sử dụng
Lắp ống bọc ngoài vào xyranh và nhúng đầu của ống bọc ngoài vào phần chất lỏng dạng sệt sao cho đầu của ống bọc ngoài ở ngay phía dưới của bề mặt chất lỏng.
Rút piston ra khỏi xyranh và giữ nó ở vị trí này cho đến khi hút đủ lượng mẫu yêu cầu vào xyranh. Giữ piston, rút xyranh ra khỏi mẫu và tháo ống bọc ngoài ra. Lau phần cuối xyranh để loại bỏ phần dịch lỏng thừa và đậy bằng bầu cao su nhỏ. Cân xyranh và lượng chứa trong đó.
Tháo bầu cao su ra và lắp đầu xyranh vào lỗ hở trong bình chuẩn độ của thiết bị Karl Fischer để đưa mẫu vào. Đẩy piston để lượng chứa trong xyranh vào bình chuẩn độ, rút xyranh ra, đậy lỗ hởcủa bìnhchuẩn độ, lắp lại bầu cao su vào phần cuối xyranh và cân lại xyranh để xác định khối lượng chính xáccủa mẫu đã đưa vào bình chuẩn độ.
CHÚ DẪN
1 Thân xyranh | 2 Piston | 3 Đầu nối thủy tinh mài hình nón chuẩn (khớp nối trong) |
4 Cổ nhựa resin tổng hợp | 5 Ống bọc ngoài có khớp nối thủy tinh mài hình nón (khớp nối ngoài) | |
Hình A.1 - Xyranh chuyên dụng
(Tham khảo)
Minh họa thiết bị Karl Fischer
Hình B.2 - Sơ đồ bố trí
Hình B.3 - Điện cực platin | Hình B.4 - Thiết bị đo thế của điểm cuối |
1) Đối với sản phẩm dạng lỏng, khối lượng này bằng thể tích của mẫu được lấy bằng pipet nhân với tỷ trọng của nó.