Apa în industria alimentară
A pa este elementul indispensabil vieţii, constituid un factor important în aproape toate
procesele de producţie industrială. Apa este foarte mult raspândită în natură, în toate trei stările de agregare, sub formă lichidă în râuri, mlaştini, lacuri, mări sau oceane şi sub formă solidă sau gheaţă. Ea acoperă mai mult de 70% din suprafaţa pământului atât lichidă cât şi solidă fiind, necesară vieţii de pe pământ şi constituie o mare parte a lucrurilor vii. În industria alimentară apa are întrebuinţări multiple în procesul tehnologic ca: materie primă primă sau sau auxili auxiliară ară;; apă de spălare spălare;; apă apă de sortar sortare; e; apă apă de răcire răcire şi de transp transport ort al divers diverselo elor r materiale. Necesarul de apă al diferitelor subramuri ale industriei alimentare, se stabileşte în funcţie de procesele de producţie şi diversitatea tehnologiilor de fabricaţie. Apa potabilă este definită ca fiind acea apă care prezintă caracteristici proprii consumului şi care prin consum nu prezintă pericol pentru sănătatea consumatorului. Apa folosită în procesele tehnologice ale industriei alimentare, trebuie să corespundă unor caracteristici care să asigure cali calita tate te core coresp spun unză zăto toar aree a prod produs usel elor or alim alimen enta tare re,, să fie fie pota potabi bilă lă şi să aiba aiba cara caract cter eris istic ticii organoleptice corespunzătoare. corespunzătoare. Gustul şi mirosul apei depind de compoziţia chimică, temperatură şi prezenţa unor substanţe volatile. Excesul unor substanţe minerale duc la modificarea gustului. Exce Excesu sull de diox dioxid id de carb carbon on prod produc ucee un gust gust acri acrişo şorr, iar iar cel cel de hidr hidrog ogen en sulfu sulfura rat, t, respingător. Mucegaiurile şi purinul produc gust sărat, iar fecalele gust dulceag. Culoarea apei este dată de substanţele dizolvate în apă, care pot proveni din sol sau urmare poluării acesteia. Duritatea apei este dată de sărurile de calciu şi magneziu aflate în soluţie, care pot fi carbonaţi, cloruri, sulfaţi, nitraţi, fosfaţi sau silicaţi. Reziduul fix la 105º reprezintă totalitatea substanţelor depuse prin încălzire la această temperatură. ndicatorii bacteriologici ai apei acceptaţi,pe baza recomandărilor OMS în majoritatea I ndicatorii ţărilor sunt: germenii mezofili aerobi, bacteriile coliforme, streptococii fecali şi bacteriofagii(tifici
vi şi coli). Apa tehnologică pentru industria alimentară trebuie să aibă caracteristici microbiologice normale. În afara condiţiilor de potabilitate stabilite de STAS STAS se recomandă absenţa actinomicetelor, a bacteriilor feruginoase şi manganoase care formează precipitate mucilaginoase în apă midificând proprietaţile organoleptice. organoleptice. tabilirea necesarului de apă într-o întreprindere de industrie alimentară va lua în calcul: S tabilirea
-apă pentru procesul tehnologic; -apă pentru nevoile proprii ale personalului; -apă pentru întreţinerea căilor de acces, a eventualelor zone verzi şi apă de rezerva necesară combaterii incendiilor. incendiilor. f uncţie de specificul procesului tehnologic, Debitul de apă necesar producţiei este diferit, în funcţie de utilajele folosite şi de caracteristicele materiei prime ultilizate. Necesarul de apă pentru nevoile personalului(apă de baut, cea necesară menţinerii igienei angajaţilor in timpul producţiei) cât şi cel necesar rezervelor pentru combaterea incendiilor se stabileşte în conformitate cu prevederile normativelor în vigoare. Necesarul de apă pe metru pătrat şi zi pentru întreţinerea căilor căilor de acces este de 2-3 litri, iar pentru spaţiile verzi de 1,5-2 litri.
au o mare stabilitate,indicând calitatea apei, nu numai în momentul analizei, ci şi pe o perioadă lungă de timp. Pentru a putea interpreta condiţiile biologice impuse de STAS-ul 1342/1991 se impune definirea noţiunilor de placton, tripton şi seston. Plactonul este reprezentat de organismele libere din masa apei. Triptonul este reprezentat de conţinutul abiotic al apei format din detritus organic şi/sau mineral, resturi vegetale, resturi de insecte şi animale(păr, pene, fir de lâna etc.) Sestonul este format din plactonulşi triptonul apei. În timpul procesării alimentelor apa vine în contact cu materiile prime sau reprezintă o materie primă de bază. Aceasta impune necesitatea ca apa utilizată în industria alimentară să corespundă standardului de calitate pentru apa potabilă. În fiecare sector al industriei alimentare există reglementări specifice referitoare la calitatea apei întrebuinţate. Dacă apa necesară procesării alimentelor nu provine de la uzinele de apă,care asigură potabilitatea, ci este asigurată din surse subterane sau de suprafaţă proprii, se impune verificarea ei din punct de vedere sanitar şi tratare înainte de utilizare. I ndicatorii biologi ci
Condiţii de calitate pentru apă
Proprietăţi 1
Unităţi de măsură 2
Valori admise 3
Limite excepţionale 4
Metode de analiză
2 2
STAS 6324-61 STAS 6324-61
30 10
SR ISO 7887:97 STAS 6323-76
5
Idicatori senzoriali
Mirosul Gustul
Grade,maximum Grade,maximum
2 2 Indicatori fizici
Culoarea Turbiditatea
Grade,maximum Grade,maximum
15 5 Indicatori chimici
pH-ul Unităţi pH Rziduu fix la 105ºC mg/l Duritate totală Grade,maximum Calciu mg/l,maximum
6,5-7,4 100-800 20 100
Maximum 8,5 30-1200 30 180
Magneziu
mg/l,maximum
50
80
Fier Cloruri Sulfaţi Nitriţi
mg/l,maximum mg/l,maximum mg/l,maximum mg/l,maximum
0,1 250 200 0
0,3 400 400 0.3
SR ISO 10260:96 STAS 3638-76 STAS 3026-76 STAS 3662-90 SR ISO 7980:97 STAS 6674-77 SR ISO 7980:97 SR ISO 6332-96 STAS 3049-88 STAS 3069/87 STAS 3048/1-77
Indicatori bacteriologici
Numărul total de germeni: -instalaţii centrale
nr./ml,maximum
STAS 3001-91 <20
-
Proprietăţi
Unităţi de măsură
cu apă dezinfectată -instalaţii centrale cu apă nedezinfectată -surse locale Bacterii coliforme -instalaţii centrale cu apă dezinfectată
Valori admise
Limite excepţionale
<100
-
<300
-
nr./l apă
Metode de analiză
STAS 3001-91 0
-
<3
-
<10
-
-instalaţii centrale cu apă nedezinfectată -surse locale
Indicatori biologici
Organisme vizibile cu ochiul liber
absent
-
STAS 6329-90
Condiţii speciale pentru apa folosită în industria alimentară
Deoarece vine în contact cu materiile prime prelucrate sau reprezintă o materie primă de bază pentru obţinerea unor produse alimentare, apa utilizată în industria alimentară trebuie să corespundă standardului de calitate pentru apă potabilă. Cu toate acestea, în fiecare sector al industriei alimentare există reglementări specifice referitoare la calitatea apei întrebuinţate. De obicei, apa necesară industriei alimentare provine de la uzinele de apă care asigură apă potabilă. Acolo unde nu este posibil acest lucru, trebuie folosită fie apă subterană, fie apă de suprafată, care.însă, trebuie verificată din punct de vedere sanitar şi tratată înainte de utilizare. Apa în industria amidonului şi a produselor pe bază de amidon
În industria amidonului se foloseşte apă cu duritate de maximum 15º germ. Apa trebuie să fie transparentă, lipsită de mirosuri şi de materii în suspensie şi să corespundă din punct de vedere microbiologic. Culoarea maronie a amidonului este datorată materiei organice de natură animală iar cea gălbuie compuşilor fierului. Indicatorii de calitate şi necesarul de apă pentru obţinerea amidonului sunt prezentate în Tabelul 2.
Indicatorii de calitate şi necesarul de apă pentru industria amidonului
Indicatori de calitate
Denumirea
Valoarea
Denumirea
Reziduu fix
Unităţi de măsură mg/l
Valoarea
Nitraţi
Unităţi de măsură mg/l
400-600
Oxid de calciu
mg/l
120
Nitriţi
mg/l
0
Oxid de magneziu
mg/l
20
Alcalinitate
mg/l
4-5
Fe2O3 + Al2O3
mg/l
<0,5
Oxigen
mg/l
2,5
Cloruri
mg/l
60
Amoniu
mg/l
0
Sulfati
mg/l
70
Duritate
ºgerm
<15
0
Necesarul de apă în industria amidonului
Produsul
Amidon din cartofi 20
Amidon din porumb 10
Amidon din grâu 11,5
Apa în industria zahărului
În industria zahărului, apa se foloseşte pentru transportul sfeclei de zahăr, pentru diferite etape ale procesului tehnologic(extracţie, purificare etc.), pentru a obţine un agent termic necesar concentrării prin vaporizare, pentru spălarea şi igienizarea utilajelor şi a spaţiilor de fabricaţie şi în scopuri sanitare. Apa folosită în industria zahărului trebuie să fie foarte limpede, cu duritate mică dacă este posibil, şi fără mirosuri şi gusturi străine. De asemenea, trebuie să conţină cantităţi cât mai mici de sulfaţi, săruri de calciu sau săruri alcaline.Materia organică poate crea dificutăţi prin descompunerea zahărului la extracţia sa din sfeclă. Din acest motiv, apa cu conţinut de compuşi organici nu este potrivită pentru spălarea filtrelor-presă sau pentru stingerea pietrei de var folosite în procesul tehnologic. Sulfaţii produc o culoare gri zahărului. Nitriţii împiedică indirect cristalizarea sa iar fierul şi manganul îl colorează. La spălarea sfeclei apa trebuie să aibă temperatura de 15...18ºC pentru evitarea pierderilor de zahăr. În Tabelul 4 sunt prezentaţi indicatorii de calitate şi necesarul de apă pentru obţinerea zahărului.
Indicatorii de calitate şi necesarul de apă pentru industria zahărului
Indicatori de calitate
Denumirea
Valoarea
Denumirea
Reziduu fix
Unităţi de măsură 2 mg/l
Valoarea
4 Nitraţi
Unităţi de măsură 5 mg/l
3 300-500
Oxid de calciu
mg/l
200
Nitriţi
mg/l
0
Oxid de magneziu
mg/l
-
Alcalinitate
mg/l
60
Fe2O3 +Al2O3
mg/l
urme
Oxigen
mg/l
2,5
Cloruri Sulfaţi
mg/l mg/l
50 60
Amoniu Duritate
mg/l ºgerm
0 <15
1
6 urme
Necesarul de apă în industria zahărului
Etapa procesului tehnologic Descărcarea hidraulică a sfeclei Transportul sfeclei din depozit Spălarea sfeclei Extracţia zahărului Consum total
Consumul specific,m³/t 06.08.11 04.07.11 0,4-0,5 1 8-10 (30)
Observaţii Reutilizarea după decantare şi dezinsecţie -
Apa în industria uleiurilor
Apa se foloseşte în scopuri tehnologice pentru umectarea măcinăturii, prepararea reactivilor de neutralizare, antrenarea cu vapori de apă etc., în scopuri igienice pentru spălarea spaţiior de fabricaţie şi anexelor şi pentru instalaţiile sanitare. Ea trebuie să corespundă standardului pentru apă potabilă. De menţionat că fierul, manganul şi cuprul conţinute de apă catalizează oxidarea grăsimilor. Necesarul de apă este de 6-10 m³/t uleiuri şi grasimi. Apa în industria morăritului
În industria morăritului, apa se foloseşte în scopuri tehnologice (spălarea grâului şi umectare), igienice (spălarea sălilor de fabricaţie şi anexe) şi sanitare. Spălarea grâului este facultativă şi se aplică îndeseori grâului cu abateri calitative (de exemplu,grâu cu mălură sau cu mirosuri superficiale). Consumul de apă pentru spălare variază între 1 şi 3 m³/t de grâu în cazul maşinilor de spălat fără recirculare, putând fi redus prin recircularea apelor de spălare după purificare la 0,5 m³/t. Cantitatea de apă folosită la condiţionare este mai mică.Apa folosită în industria morăritului trebuie să corespundă standardului de calitate al apei potabile.
În acest sector al industriei alimentare, apa se foloseşte la:obţinerea aluatului sau pastei din care rezultă, prin prelucrări ulterioare, pâinea şi produsele făinoase; suspensionarea drojdiei; prepararea soluţiilor de clorură de sodiu, zahăr, glucoză etc.; spălarea sălilor de fabricaţie şi în scopuri sanitare. La prelucrarea unor făinuri normale apa trebuie să aibă duritate de 12-16ºgerm.,întrucât valori mai mari influenţează consistenţa aluatului sau pastei obţinute, duce la formarea de grunji etc. Pentru făinuri cu conţinut de gluten redus, o apă cu duritate mai mare poate îmbunătăţi desfăşurarea procesului tehnologic. O importanţă deosebită se acordă atât caracteristicilor senzoriale şi fizice, în special culorii, gustului şi mirosului, cât şi caracteristicilor microbiologice. Din punct de vedere chimic se verifică limita maximă a conţinutului de fier, mangan, clor rezidual, amoniu, nitriţi şi substanţe organice. Indiatorii de calitate ai apei şi necesarul de apă pentru industria panificaţiei şi pastelor făinoase sunt prezentaţi în Tabelul5. Indicatorii de calitate şi necesarul de apă pentru industria panificaţiei şi pastelor fainoase
Denumirea Mirosul şi gustul Turbiditatea Temperatura Duritatea totală Duritatea permanentă NTG Bacterii coliforme
Unităţi de măsură grade grade ºC º germ. º germ. nr./l nr./l
Valoarea
Denumirea
Maximum 2
Reziduu fix
Maximum5 Clor rezidual 7...15 Fier Maximum 20 Mangan Maximum 12 Amoniu, nitriţi Maximum 300000 Maximum 100
Substanţe organice
Unităţi de măsură mg/l
Valoarea
mg/l mg/l mg/l -
0,5 <0,2 <0,1 Urme
-
Cât mai mic
500
Necesarul de apă:0,85-0,9 m³/t pâine,produse făinoase
Apa în industria conservelor
În industria de fructe şi legume apa este folosită, în principal, în scopuri tehnologice (spălarea materiei prime, prepararea de sosuri, siropuri, saramură), dar şi pentru spălarea ultilajelor, a spaţiilor de fabricaţie şi în scopuri igienico-sanitare. Această apă trebuie să întrunească toate condiţiile impuse de standardul de calitate pentru apa potabilă. Prezenţa clorurii de magneziu şi o duritate ridicată apei cu un conţinut de calciu şi magneziu mai mare de 40 mg/l sunt în mod deosebit nedorite. Într-o asemenea apă, leguminoasele (mazăre verde,fasole etc.) şi carnea necesită un tratament termic mai îndelungat şi primesc un gust neplăcut. Apa ar trebui să nu conţină deloc fier, în special dacă este folosită pentru conservarea merelor, perelor, vişinilor sau mazării verzi, întrucât ionii de fier conferă acestor produse o tentă brună neplăcută. În general se adimte un conţinut de fier şi mangan de maximum 0,1 mg/l. Pe de altă parte, pentru unele operaţii, cum sunt onservarea castraveţilor în saramură, este necesară o apă dură pentru a pastra culoarea naturală şi
fermitatea texturii castraveţilor. Dacă apa este prea alcalină, produsele se înmoaie şi îşi pierd forma, iar dacă apa este prea dură materia primă devine rigidă şi se prelucrează greu. Apa cu duritate mare nu este recomandată pentru prepararea sucurilor şi a siropurilor, deoarece compuşii calciului şi magneziului produc întărirea ţesuturilor vegetale datorită formarii de compuşi pectocalcici cu substanţe pectice, efect care apare în special la boabele de mazăre şi de fasole. De asemenea, întrucât sarea poate conţine ioni de calciu şi magneziu, pentru prepararea saramurii se recomandă folosirea de sare purificată, cu un conţinut de maximum 0,3% Ca² + şi Mg²+ . Astfel, saramura trebuie preparată folosind sare în concentraţia cea mai scăzută acceptată de reţeta de fabricaţie, pentru a reduce efectele calciului şi magneziului. În Tabelul 6 se dau indicatorii de calitate şi necesarul de apă pentru industria de fructe şi legume. Indicatorii de calitate şi necesarul de apă pentru industria conservelor
Indicatori de calitate
Denumirea Reziduu fix Oxid de calciu Oxid de magneziu Fe2O3 + Al2O3 Cloruri Sulfaţi Nitraţi Nitriţi Alcalinitate Oxigen Amoniu Duritate
Unităţi de măsură mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l ºgerm.
Necesarul de apă în industria conservelor
Valoarea
Produsul
500 120 30 0 30 36 Urme 2,5-4,5 2 0 01.12.14
Compot de cireşe Compot de piersici Compot de pere Ciuperci Fasole verde, boabe Gem, dulceaţă Mazăre Morcovi Sfeclă roşie Spanac Sucuri de fructe Tomate (întregi)
Consumul specific m³/t 21,7 25-40 23.04.30 32,6 23-28,5 12,5-25,7 11.05.28 08.11.05 13,7-32,5 10.08.80 2,5-2,8 07.08.05
Apa în industria malţului, berii şi băuturilor răcoritoare
Pentru înmuiere orzului, cea mai bună apă este cea cu conţinut scăzut de cloruri şi sulfaţi. Clorurile de calciu,magneziu şi de sodiu încetinesc procesul. În plus, sărurile de calciu formează o peliculă pe suprafaţa boabelor, reducându-le solubilitatea. Prezenţa în apă a fierului şi manganului produce depunerea de hidroxizi pe suprafaţa boabelor înnegrindu-le. Apa folosită în industria berii obţinute din malţ reprezintă componentul procentual de bază al berii, infuenţând cu prioritate caracteristicile calitative ale acesteia. Standardele de calitate ale apei pentru fabricarea berii sunt chiar mai stricte decât cele pentru apă potabilă. Compoziţia sărurilor din apă modifică aciditatea malţului pentru bere şi a mustului, influenţând astfel procesele biochimice ale berii şi calitatea acesteia. Toate procesele tehnologice ale producerii berii au loc într-un mediu uşor acid, deoarece un mediu alcalin infuenţează nefavorabil fermentarea, astfel că este esenţială folosirea unei ape cu conţinut redus de săruri de potasiu, în special carbonaţi, cât şi de
săruri ale acidului sulfuric şi clorhidric. O creştere a conţinutului acestor săruri dăunează aromei berii. Duritatea apei afectează culoarea berii. Pentru a produce bere blondă tip Pilsen, uşor aromată, este necesară apă cu duritate foarte mică şi cu alcalinitate redusă, apa dură putând fi folosită pentru berea blondă, dar numai după dedurizare şi reducerea alcalinităţii prin titrare cu acid lactic. Pentru a produce bere brună tip Munchen se foloseşte apă cu duritate medie (10-11ºgerm.), în care predomină bicarbonaţii de calciu şi magneziu şi sunt prezenţi sulfaţi în cantitate redusă. Berea blondă Dortmund, cu un conţinut ridicat de alcool şi sulfaţi şi cloruri. Pentru producerea berii brune amare se poate folosi apă dură fără a fi tratată, întrucât malţul brun are o aciditate mai mare şi conţinuturi mai mari de fosfaţi şi aminocizi care asigură un efect de tamponare bun. Apa folosită pentru producerea băuturilor răcoritoare poate corespunde calităţii apei potabile standard, astfel că este preluată de obicei de la uzinele de apă municipale. În Tabelul 7 se prezintă indicatorii de calitate ai apei folosite pentru producerea unor sortimente de bere şi necesarul de apă pentru producerea malţului şi berii. Indicatorii de calitate şi necesarul de apă pentru producerea malţului şi berii
Indicatori de calitate Reziduu fix Oxid de calciu Oxid de magneziu Cloruri Sulfaţi Nitraţi Amoniu Duritate totală Duritate temporară Oxigen(O2) Compuşi ai fierului
Unităţi de măsură mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l ºgerm ºgerm
Sortimente de bere Pilsen 51,2 11,2 3,3
Munchen 284,2 106 30
Dortmund 1 110 367 38
Viena 947,8 227,5 112,7
Dublin 312 100 3,7
5 3,2
2 7,5
39 180,3
15,8 44,9
1,2 0,9
10,6 10,2
107 240,8 Urme 0 30 12,2
28 22
14,9 12,2
mg/l mg/l
2 0,2-0,5 Necesarul de apă
Etapa procesului tehnologic Înmuierea orzului Obţinerea mustului incluzând spălarea utilajelor Răcirea mustului Spălarea tancurilor de fermentare şi a butoaielor Instalaţii de răcire Producerea aburului TOTAL
Consum de apă, litri apă/litru bere 7-8 2-2,5 2-3 3-5 10-15 20-25 45-60
Determinarea acidităţii apei
FIŞĂ DE DOCUMENTARE Principiul metodei: metoda constă în dozarea prin titrare cu o bază tare a acidităţii,
datorate prezenţei în apă a dioxidului de carbon liber a acizilor minerali şi a sărurilor acizilor tari, cu baze slabe în prezenţa indicatorilor. Observaţie: -aciditatea totală datorată prezenţei CO 2 liber se determină prin titrare în prezenţa fenolftaleinei;
-aciditatea totală datorată prezenţei acizilor minerali se determină prin titrare în prezenţa metiloranjului. Materiale necesare:
Pahar Erlenmeyer
Pâlnie biuretă
Cilindru gradat 100 cm 3
sol NaOH 0,1 N
Pahar Berzelius
Fenolftaleină
Biuretă
Metiloranj
Mod de lucru:
1. Se măsoară 100 ml apă 2. Se introduce apa într-un pahar Erlenmeyer şi se adaugă 2-3 picături de fenolftaleină (pentru determinarea acidităţii totale) sau metiloranj (pentru determinarea acidităţii reale). 3. Se titrează cu NaOH sol 0,1 N până la apariţia culorii roz (pentru determinarea acidităţii totale) sau galben-portocaliu (pentru determinarea acidităţii reale). Calcul şi interpretare rezultate
Aiditatea se calculează cu relaţia: Aciditatea= V · F , ml NaOH
încare: V-volumul de sol. NaOH 0,1 N folosit la titrare, în ml F-factorul de corecţie al sol. NaOH 0,1 N
Determinarea alcalinităţii apei
FIŞĂ DE DOCUMENTARE Principiul metodei:metoda constă în dozarea prin titrare cu acid tare a alcalinităţii,
datorate prezenţei în apă a bicarbonaţilor, hidroxizilor şi a altor substanţe alcaline, în prezenţa indicatorilor sau metiloranj, după caz. Materiale necesare:
Pahar Erlenmeyer
Pâlnie biuretă
Cilindru gradat 100 cm 3
sol NaOH 0,1 N
Pahar Berzelius
Fenolftaleină
Biuretă
Metiloranj
Observaţie: -alcalinitatea permanentă (P) datorată prezenţei carbonaţilor si bicarbonaţilor se determină prin
titrare în prezenţa fenolftaleinei; -alcalinitatea (T) totală se determină prin titrare în prezenţa metiloranjului. Mod de lucru:
1. Se măsoară 100 ml apă 2. Se intoduce apa in paharul Erlenmeyer şi se adaugă 2-3 picături de fenolftaleină (pentru determinarea alcalinităţii permanente) sau metiloranj (pentru determinarea alcalinităţii totale). 3. Se titrează cu HCL sol 0,1 N până la dispariţia culorii roz, persistentă 1 minut (pentru determinarea alcalinităţii permanente) sau galben-portocaliu, persistentă 1 minut (pentru determinarea alcalinităţii totale). Calcul şi interpretare rezultate:
Alcalinitatea se calculează cu relaţia: Alcalinitatea= V·F , ml HCL
în care: V-volumul de sol HCL 0,1 folosit la titrare, în ml F-factorul de corecţie al sol HCL 0,1 N.
Determinarea durităţii totale a apei
FIŞĂ DE DOCUMENTARE Principiul metodei:metoda constă în complexarea cationilor metalici care formează
duritatea, cu sarea disodică a acidului etilen-diamino-tetraacetic (EDTA), la pH=10, în prezenţa idicatorului ericrom negru T. Sfârşitul titrării este indicat de virarea culorii soluţiei de la roşu la albastru net. Materiale necesare :
Balon cu fund plat
Balanţa electronică
Balon otat de 100 cm 3, 1000 cm3
Spatulă
Pahar Erlenmeyer
HCL, 10%
Trepied
NH4CL
Bec de gaz
CaCO3
Sită de azbest
EDTA
Termometru
Hidroxid de sodiu, sol 8%
Pipetă gradată 1,25 cm 3
Ericrom negru T
Sticla de ceas Observaţie:
Recativii se prepară în modul următor: soluţie: se cântăreşte 1 g CaCO 3 (carbonat de calciu) , uscat în prealabil în etuvă la 105 C timp de două ore şi se trece cantitativ într-un balon cotat de 1000 cm 3;se adaugă, picătură cu picătură acid clorhidric 10% agitând continuu pînă la dizolvare, evitându-se excesul de acid.Se aduce la semn cu apă bidistilată.1 cm 3 soluţie corespunde la 0,561 mg CaO.
Clorură de calciu, 0
5,4 clorură de amoniu se trec într-un balon cotat de 100 cm , se adaugă 35 cm amoniac soluţie 25%, se aduce la semn cu apă bidistilată şi se păstrează la rece.
Soluţie tampon de clorură de amoniu: 3
Ericrom negru T,
de sodiu.
3
indicator:0,1 g ericrom negru T se amestecă prin mojarare cu 10 g clorură
soluţie 0,01 m:3,7225g EDTA se trec cantitativ într-un balon cotat de 1000 cm 3 şi se completează cu apă bidistilată până la semn.
EDTA,
Mod de lucru:
1. 2. 3. 4. 5.
Se introduce 25 cm 3 apă de analizat, într-un balon cu fund plat de 100 cm 3, Se adaugă 5 cm3 acid clorhidric, Se fierbe 1-2 minute pentru îndepărtarea dioxidului de carbon; Se răceşte, Se adaugă 1 cm3 soluţie tampon de clorură de amoniu pentru a aduce pH-ul soluţiei la 10,
6. Se adaugă 0,1 g ericrom negru T, 7. Se titrează cu soluţie EDTA, până când culoarea virează de la roşu la albastru net. Factorul soluţiei de EDTA se stabileşte astfel: 1. se introduce 10 cm 3 soluţie de clorură de calciu, preparată ca mai sus, într-un vas Erlenmeyer de 100 cm 3; 2. se adaugă 1 cm 3 soluţie 8% de hidrixid de sodium; 3. se adaugă 0,1 g amestec indicator (0,2 g murexid şi 0,5 g verde de naftol B se amesteca prin mojarare cu 20 g clorură de sodiu); 4. se adaugă 15 cm 3 apă bidistilată; 5. se titrează cu soluţie EDTA, până când culoare virează de la roşu la violet. Factorul soluţiei de EDTA se calculează cu relaţia: Factorul(f)=V/V 1
în care : V-volumul soluţiei de clorură de calciu, în cm 3, V1-volumul soluţiei de EDTA, ulitizat la titrare, în cm3. Calcul şi interpretare rezultate
Duritatea totală a apei se calculează cu relaţia: 0 Duritate totală(d )=0,561·V r 1·f / V·10·1000 [ d]
în care: 0,561-cantitatea de oxid de calciu, în mg, care corespunde la 1 cm 3 soluţie de EDTA 0,01 m, V1-volumul soluţiei de EDTA, ultilizat la titrare, în cm3, f-factorul soluţiei de EDTA, V-volumul probei de apă luate pentru determinare, în cm 3, 10-cantitatea de oxid de calciu (CaO) în mg, corespunzătoare la 1 grad de duritate.
! Observaţie În cazul când consumul de EDTA depăşeşte 5 cm 3, sau virajul culorii la titrare este necorespunzător, se va lua în lucru un volum mai mic de apă la analizat, completându-se la 25 cm 3 cu apă bidistilată. De acest lucru se va ţine seama la calcul.
Determinrea durităţii permanente a apei
Valoarea durităţii permanente se calculează folosind relaţia: d r= d rp+d p
[mval/dm3 ]
d p=d r -d rp
[mval/dm3 ]
în care: dr -duritatea totală, în mval/dm3, drp-duritatea temporară
☺ Atenţie Elevii trebuie să conştientizeze responsabilitatea pe care o au în respectarea normelor de protecţie a muncii şi de prevenire şi stingere a incendiilor.Încălcarea acestor norme atrage după sine sancţiunea lor.
Determinarea durităţii temporare a apei
FIŞĂ DE DOCUMENTARE Valorea durităţii temporare este egală cu aceea a alcalinităţii faţă de metiloranj.
Materiale necesare:
Pahar Erlenmeyer
Biuretă
Cilindru gradat 100 cm 3
HCL, 0,1 N sau H 2SO4 0,1 N
Metioranj Mod de lucru:
1. Se introduc 100 cm 3 probă de apă într-un pahar Erlenmeyer; 2. Se adaugă 1-2 picături sol. Metiloranj; 3. Se titrează cu acid clorhidric sau sulfuric 0,1 N, până la virajul culorii de la galben la oranj, ceea ce corespunde pH-ului 4,5. Calcul şi interpretare rezultate
Valoarea alcalinităţii, m, se calculează luând în considerare că: 1 cm3 acid 0,1 N = 1 mval/dm 3 Alcalinitate (m)=V 1 /V [mval/dm3 ]
în care: V1- volumul de acid 0,1 N, folosit la titrare, în cm 3, V- volumul probei de apă luate pentru determinare, în cm 3.
! Observaţie Dacă la titrare se consumă mai mult de 5 cm3.acid sulfuric sau clorhidric, se repetă determinarea pe o cantitate mai mică de probă diluată la 100 cm 3 cu apă distilată proapăt fiartă şi răcită. Valoarea alcalinităţii m se modifică, astfel: m=V 2 /V·100 [mval/dm 3 ]
în care: V2- volumul de acid 0,1 N, folosit la titrarea alcalinităţii m, în cm 3, V- volumul probei de apă luate pentru determinare, în cm 3. Calculul durităţii temporare: Duritatea temporară(d rp )=2,8·m [ 0d]
în care: m este alcalinitatea faţă de metiloranj .
☺ Atenţie Nu se consumă alimente în laborator, ci numai în pauze, în spaţii amenajate, după spălarea elevilor pe mâini. Determinarea pH-ului apei cu ajutorul scării de comparaţie
FIŞĂ DE DOCUMENTARE Principiul metodei: pentru determinarea pH-ului, se compară proba care conţine un
amestec de soluţii indicator (roşu de metil şi albastru de bromtimol) cu scara etalon de comparare. Materiale necesare:
Tuburi Nessler sau eprubete
Stativ eprubete
Pipete gradate 1 cm 3, 10 cm3
Pahar Erlenmeyer 300 cm3
Reactivi:
soluţie: 0,1 g roşu de metil se dizolvă în 100 ml alcool etilic, la care se adaugă 7,4 ml de soluţie de hidroxid de sodiu 0,05 N şi se completează cu apă la 500 ml.
Roşu de metil,
soluţie: 0,1 g albastru de bromtimol se dizolvă în 50 ml alcool etilic la care se adaugă 3,8 ml soluţie de hidroxid de sodiu 0,05 N şi se completează cu apă la 250 ml.
Albastru de bromtimol,
Amestec de soluţii indicator:
soluţia de roşu de metil în albastru de bromtimol se amestecă
în proporţie de 1:2. Se pastreză în butelii colorate. Soluţii etalon pentru scara etalon de comparare:
soluţie:59,5 h clorură de cobalt (CoCl 2.6H2O) se dizolvă şi se aduce la 1000 ml cu acid clorhidric, soluţie 1%;
clorură de cobalt,
soluţie:45,05 g clorură ferică (FeCl 3.6H2O) se dizolvă şi se aduce la 1000 ml cu acid clorhidric, soluţie 1%;
clorură ferică,
soluţie:400 g clorură de cupru (CuCl 2.2H2O) se dizolvă li se aduce la 1000 ml cu acid clorhidric, soluţie 1%;
clorură de cupru,
sulfat de cupru, soluţie:200 g sulfat de cupru se dizolvă şi se aduce la 1000 ml cu acid sulfuric, soluţie 1%.
Pregatirea scării etalon:
Soluţiile-etalon de mai sus şi apa se repartizează în tuburile Nessler sau în eprubetele scării etalon conform tabelului de mai jos. Realizarea scării etalon
pH 5,8 6 6,2 6,4 6,6 6,8 7 7,2 7,4 7,6 7,8 8 8,2 8,4
Soluţie CoCl 2, Soluţie FeCl3, Soluţie CuCl2, Soluţie CuSO4, ml ml ml ml 1,35 5,85 0,05 1,3 5,5 0,15 1,4 5,5 0,25 1,4 5 0,4 1,4 4,25 0,7 1,8 3,05 1 0,4 1,8 2,5 1,15 1,05 2,1 1,8 1,75 1,1 2,2 1,6 1,8 1,9 2,2 1,1 2,25 2,2 2,2 1,05 2,2 3,1 2,2 1 2,1 4 2,2 1 2 4,3 2,2 0,8 1,6 5
Apă ml 2,75 3,05 2,85 3,2 3,65 3,75 3,5 3,25 2,5 2,25 1,45 0,7 0,5 0,4
Mod de lucru:
1. Se introduce 10 ml de apă de analizat într-un tub Nessler sau într-o eprubetă colorimetrică similară cu cele în care a fost pregătită scara-etalon de comparare. 2. Se adaugă 0,6 ml din amestecul de soluţii indicator, 3. Se agită conţinutul. Calculul şi interpretare rezultate
Se compară coloraţia obţinută cu coloraţia scării colorimetrice, fiecare dintre acestea corespunzând pH-ului înscris în tabel.
În cazul apelor puţin tulburi, pentru comprensarea culorii, se pune în spatele etalonului din scara colorimetrică în momentul comparării, o eprubetă cu apa de analizat în care nu s-a adăugat soluţie de indicatori. pH-ul sau concentraţia ionilor de hidrogen este o măsură a acidităţii sau a alcanităţii unui mediu. pH-ul ia valori de la 1 la 14 şi caraterizează natura unui mediu. Valoare pH Mediu
1
2
3
4 acid
5
6
7 neutru
8
9
10
11 bazic
12
13
14
