La materia secca è Metodo di determinazione

2024 Autore: Isabella Gilson | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 03:30

L'acqua è uno dei composti chimici più comuni sulla Terra. Svolge un ruolo eccezionale nella vita del mondo biologico, così come l'ossigeno, essendo una condizione necessaria per la vita, fa parte di tutti gli esseri viventi e partecipa ai loro sistemi metabolici. Determinare il contenuto di acqua (percentuale di umidità) nell'ambiente umano, cibo, materiali industriali, sostanze gassose, solide e liquide è uno dei tanti compiti risolti nei laboratori di tutto il mondo.

Definizione del concetto

La definizione più generale di solidi (residuo secco in chimica) è che si tratta di sostanze dalle quali è stata rimossa l'umidità. Ma l'umidità contenuta in una sostanza o materiale può essere divisa in due componenti:

• uno contenuto nelle molecole di una sostanza, o associato;
• quello che è contenuto tra le molecole di una sostanza, o libero.

L'acqua libera può essere rimossa dal fisicometodi: evaporazione, essiccazione, distillazione, ecc. In questo caso, la struttura della sostanza può cambiare, ma la composizione chimica no. L'umidità legata può essere rimossa solo in condizioni più difficili o anche solo con prodotti chimici.

Secco - sono sostanze in cui sono assenti entrambi i tipi di acqua. Va ricordato che l'aria circostante contiene costantemente una certa quantità di vapore acqueo.

Pertanto, le sostanze calde essiccate devono essere conservate in appositi contenitori in modo che il vapore acqueo non vi penetri.

Acqua negli alimenti

Il cibo contiene grandi quantità di acqua. Dal 70-95% in vari tipi di frutta e verdura e fino al 4% in latte in polvere. Ma il contenuto di umidità del prodotto non indica la percentuale di acqua libera e legata in esso, e questo gioca un ruolo di primo piano nello stoccaggio. Infatti, a seconda dell'umidità, dell'aspetto, del gusto e, di conseguenza, del tempo e del metodo di conservazione cambiano senza la comparsa di segni di deterioramento. Pertanto, i produttori di solito indicano non solo il periodo, ma anche l'umidità e la temperatura di conservazione del prodotto.

Negli alimenti, l'acqua può essere legata dalle proteine e da un gran numero di altri composti organici in sistemi colloidali stabili dai quali è difficile da rimuovere.

Acqua nei mangimi per animali

La sostanza secca può riferirsi alla parte secca del mangime per animali. Un nutriente o una tossina per mangimi possono essere classificati come tali per indicarne il livello negli alimenti per animali. Contabilità dei livelli di nutrienti in diversisi nutre sulla base della sostanza secca (piuttosto che basata sull'evidenza) facilita il confronto. Dopotutto, tutti gli alimenti hanno diverse percentuali di acqua. Consente inoltre di confrontare il livello secco di un dato nutriente con il livello richiesto nella dieta dell'animale.

La percentuale di acqua viene spesso determinata riscaldando il cibo su un piatto di carta nel microonde o usando il tester Koster per asciugare il cibo. La determinazione dei solidi può essere utile per mangimi a basso contenuto energetico con un' alta percentuale di acqua per garantire un adeguato apporto energetico. È stato dimostrato che gli animali che consumano questi tipi di cibo ricevono meno energia alimentare. Un problema chiamato perdita di sostanza secca può derivare dal rilascio di calore causato dalla respirazione microbica. Ciò riduce il contenuto di carboidrati non strutturali, proteine e energia alimentare complessiva.

Come calcolare la quantità di umidità

Il contenuto di sostanza solida è determinato dalla differenza tra il peso dell'intero prodotto e il suo contenuto di umidità (contenuto di umidità). Per questo vengono solitamente utilizzati metodi diretti e indiretti.

I metodi diretti aiutano ad estrarre l'acqua contenuta nel prodotto e quindi a determinarne la quantità.

Metodi indiretti come essiccazione, rifrattometria, densità o conducibilità di una soluzione determinano il contenuto di solidi. I metodi indiretti possono includere anche il metodo di esposizione alla sostanza in esame con reagenti chimici.

Difficoltà nel determinare il contenuto di umidità di una sostanza

Determinazione della quantitàl'acqua in un campione è talvolta complicata dal fatto che la sua essiccazione porta anche a un cambiamento nella sua composizione chimica: sostanze volatili come l'anidride carbonica, alcuni acidi organici, composti di ammoniaca, così come la maggior parte degli alcoli e degli eteri evaporano semplicemente durante il processo, e l'ossidazione di un certo numero di sostanze organiche porta ad un aumento del peso secco. Può anche aumentare a causa dell'acqua contenuta nei colloidi idrofili stabili.

Come determinare il residuo secco

La determinazione dei solidi viene effettuata con vari metodi. Considera i principali e più comunemente usati:

1. Metodo arbitrale. Il contenuto d'acqua viene determinato mediante essiccazione fino a raggiungere un peso secco costante quando viene rilasciata umidità igroscopica. La temperatura è mantenuta rigorosamente definita. Il campione viene essiccato a peso costante. Esiste anche un metodo accelerato, effettuato a temperatura elevata. In questo caso viene impostato un tempo di essiccazione specifico e il processo viene effettuato per sinterizzazione in una massa omogenea con sabbia precalcinata. La quantità di sabbia applicata dovrebbe essere da due a quattro volte quella del campione. La sabbia è necessaria per un'asciugatura uniforme, aumenta la porosità e facilita la rimozione dell'umidità. Il processo viene effettuato in tazze di porcellana per 30 minuti, la temperatura è determinata dal tipo di prodotto. È possibile utilizzare tazze in alluminio o vetro al posto delle tazze in porcellana.
2. Asciugatura ad alta frequenza. Tale apparato produce radiazioni infrarosse e di solito è costituito da due piastre, cheinterconnesso. Il metodo consente molte volte di accelerare il processo di essiccazione, e quindi l'intero studio.
3. Metodo rifrattometrico. L'uso di questo metodo è solitamente rilevante per le sostanze contenenti molto saccarosio: dolci, sciroppi o succhi. In questo caso vengono confrontati gli indici di rifrazione del campione della sostanza e il saccarosio. Poiché l'indice di rifrazione dipende dalla temperatura, entrambe le soluzioni vengono poste in un termostato prima dell'esame. Questo metodo determina accuratamente la quantità di solidi.

Metodi usati raramente

1. Il metodo della colorimetria a scansione differenziale consiste nel raffreddare il campione al di sotto del punto di congelamento dell'acqua, mentre l'acqua libera si trasforma in uno stato solido e, quando il campione viene riscaldato, si può trovare il calore speso per sciogliere quest'acqua. E l'acqua legata sarà definita come la differenza tra l'acqua totale e l'acqua congelata.
2. Il metodo delle misurazioni dielettriche si basa sul fatto che in presenza di acqua parzialmente legata, le sue proprietà come dielettrico differiscono notevolmente dal campione in cui non c'è tale acqua. Dopo aver determinato le proprietà dielettriche di un campione di una sostanza, il contenuto di acqua libera e legata viene trovato utilizzando apposite tabelle.
3. Il metodo per misurare la capacità termica consiste nel misurare l'indice dell'acqua ghiacciata quando viene scongelata, quando i legami idrogeno si rompono. Ad alta umidità del campione, il valore della capacità termica sarà determinato dall'acqua libera, la cui capacità termica è 2 volte maggiore di quella del ghiaccio.
4. Il metodo della risonanza magnetica nucleare determina la mobilità dell'acqua all'internomatrice fissa. In presenza di acqua libera e legata, il dispositivo determina la loro presenza nello spettro con due righe contemporaneamente. Un tipo di acqua fornisce solo una linea spettrale. Il metodo è costoso, ma molto accurato, utilizzato per studi approfonditi sulla struttura delle sostanze organiche.
5. Il metodo densimetrico inizia con la determinazione del peso specifico del campione. Questo è il solito modo per calcolare l'acqua in succhi, sciroppi, frutta trasformata o bacche con zucchero. Il peso specifico è determinato con un idrometro. Sapendo questo, utilizziamo i dati forniti in GOST per la sostanza in esame e impostiamo il contenuto di acqua nel campione.

Va notato che i metodi per la determinazione dei solidi non sono limitati a quelli forniti in questo articolo.

Raccomandazioni per la scelta di un metodo di ricerca

Per ogni campione specifico di una sostanza, prodotto o materiale, viene utilizzato il proprio metodo per determinare le sostanze secche. Per chiarire il metodo, è necessario fare riferimento a standard e regolamenti statali sviluppati per tutti i prodotti alimentari e le loro industrie.

Standard statali

Un'ampia selezione di metodi per la determinazione del residuo secco non significa una scelta indipendente del metodo desiderato. Per il corretto svolgimento dello studio, è necessario familiarizzare con gli standard e i regolamenti statali per condurre queste analisi in conformità con GOST.

Così, GOST 26808-2017 "Conserve di pesce e frutti di mare. Metodi per determinare la sostanza secca" e GOST 32640-2012, concernente i metodi per calcolare il contenuto di una sostanza inalimentare. Descrivono i processi in dettaglio, annotano le caratteristiche della loro implementazione, attrezzature e materiali per la ricerca.

Altri standard e regolamenti

Oltre agli standard statali, esistono numerosi standard diversi che determinano la correttezza dei test di laboratorio per ciascun tipo di sostanza in esame per il contenuto di sostanza secca. Si tratta di vari OST, TU, PCT, MVI e altre norme e standard. Quindi, ad esempio, esiste RD 118.02.8-88 "Metodologia per misurare il contenuto di residuo secco (sostanze disciolte) nelle acque reflue".