Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Йодный (или иод значение адсорбции или йодное число или иод индекс , сокращенно IV ) в химии масса йода в граммах, которая потребляется 100 грамм химического вещества . Йодные числа часто используются для определения ненасыщенности жиров, масел и восков. В жирных кислотах ненасыщенность проявляется в основном в виде двойных связей, которые очень реактивны по отношению к галогенам , в данном случае к йоду. Таким образом, чем выше йодное число, тем больше ненасыщенности содержится в жире. [1]Из таблицы видно, что кокосовое масло очень насыщенное, а значит, подходит для изготовления мыла . С другой стороны, льняное масло сильно ненасыщенные , что делает его сушку масла , хорошо подходит для изготовления масляных красок .

Принцип [ править ]

Пример триглицерида , присутствующего в омыляемой фракции масел с остатком насыщенной жирной кислоты, остатком мононенасыщенной жирной кислоты и остатком тройной ненасыщенной (полиненасыщенной) жирной кислоты. Тройной этерифицированный глицерин (отмечен черным) можно увидеть в центре структуры. Такой триглицерид имеет высокое йодное число (около 119). Ниже показан продукт реакции после добавления четырех эквивалентов йода или брома к четырем двойным связям C = C остатков ненасыщенных жирных кислот.

Определение йодного числа - частный пример йодометрии . Раствор йода I 2 желто-коричневого цвета. Однако, когда он добавляется в тестируемый раствор, любая химическая группа (обычно в этом тесте -C = C- двойные связи), которая реагирует с йодом, эффективно снижает силу или величину цвета (за счет удаления I 2 из решение). Таким образом, количество йода, необходимое для того, чтобы раствор сохранял характерный желтый / коричневый цвет, можно эффективно использовать для определения количества чувствительных к йоду групп, присутствующих в растворе.

Химическая реакция, связанная с этим методом анализа, включает образование дииодалкана (R и R 'символизируют алкил или другие органические группы):

Предшественник алкен (R 1 CH = CHR 2 ) бесцветно и так является органикйодистым продуктом (R 1 Х-Чир 2 ).

В типичной процедуре жирную кислоту обрабатывают избытком раствора Хануша или Вийса , которые представляют собой, соответственно, растворы монобромида йода (IBr) и монохлорида йода (ICl) в ледяной уксусной кислоте . Непрореагировавший монобромид йода (или монохлорид) затем подвергают взаимодействие с иодидом калия , превращая его в йод я 2 , концентрация которых может быть определена обратным титрованием с тиосульфатом натрия (Na 2 S 2 O 3 ) стандартный раствором. [2] [3]

Методы определения йодного числа [ править ]

Метод Хюбля [ править ]

Основной принцип йодного числа был впервые введен в 1884 году А. В. Хюблем как « Йодзал ». Он использовал спиртовой раствор йода в присутствии хлорида ртути (HgCl 2 ) и четыреххлористого углерода (CCl 4 ) в качестве солюбилизатора жира. [Примечание 1] Остаточный йод титруется раствором тиосульфата натрия с использованием крахмала в качестве индикатора конечной точки. [4] Этот метод сейчас считается устаревшим.

Метод Вейса / Хануша [ править ]

JJA Wijs внес изменения в методе Hübl с использованием монохлорида йода (ICL) в ледяной уксусной кислоте, который стал известен как раствор Wijs в , сбросив HgCl 2 реагента. [4] В качестве альтернативы Й. Хануш использовал монобромид йода (IBr), который более стабилен, чем ICl, при защите от света. Обычно жир растворяют в хлороформе [Примечание 2] и обрабатывают избытком ICl / IBr. Часть галогена вступает в реакцию с двойными связями в ненасыщенном жире, а остальная часть остается.

R - CH = CH - R ′ + ICl (избыток) → R - CH (I) - CH (I) - R ′ + ICl (остаток)

Затем к этой смеси добавляют насыщенный раствор иодида калия (KI), который реагирует с оставшимися свободными ICl / IBr с образованием хлорида калия (KCl) и дииодида (I 2 ).

ICl + 2 KI → KCl + KI + I 2

После этого высвободившийся I 2 титруют тиосульфатом натрия в присутствии крахмала для косвенного определения концентрации прореагировавшего йода. [5]

I 2 + крахмал (синий) + 2 Na 2 S 2 O 3 → 2 NaI + крахмал (бесцветный) + Na 2 S 4 O 6

IV (г л / 100 г) рассчитывается по формуле:

Где :
(B - S) - разница между объемами в мл тиосульфата натрия, необходимыми для холостого опыта и для образца, соответственно;
N - нормальность раствора тиосульфата натрия в экв / л;
12,69 - коэффициент пересчета из миллиэквивалентов тиосульфата натрия в граммы йода ( молекулярная масса йода составляет 126,9 г · моль -1 );
W - вес образца в граммах.

Определение IV по Вийсу является официальным методом, принятым в настоящее время международными стандартами, такими как DIN 53241-1: 1995-05, AOCS Method Cd 1-25, EN 14111 и ISO 3961: 2018. Одним из основных ограничений является то, что галогены не реагируют стехиометрически с сопряженными двойными связями (особенно в большом количестве в некоторых олифах ). Следовательно, в этой ситуации метод Розенмунда-Кунхенна обеспечивает более точное измерение. [6]

Метод Кауфмана [ править ]

Предложенный HP Kaufmann в 1935 году, он заключается в бромировании двойных связей с использованием избытка брома и безводного бромида натрия, растворенного в метаноле . Реакция включает образование промежуточного бромония следующим образом: [7]

Затем неиспользованный бром восстанавливается до бромида йодидом (I - ).

Br 2 + 2 I - → 2 Br - + I 2

Теперь количество образующегося йода определяется обратным титрованием раствором тиосульфата натрия.

Реакции необходимо проводить в темноте, так как образование радикалов брома стимулируется светом. Это привело бы к нежелательным побочным реакциям и, таким образом, к искажению результата потребления брома. [8]

В образовательных целях Simurdiak et al. (2016) [3] предложили использовать трибромид пиридиния в качестве реагента для бромирования, который более безопасен в химическом классе и значительно сокращает время реакции.

Метод Розенмунда-Кунхенна [ править ]

Этот метод подходит для определения йодного числа в сопряженных системах ( ASTM D1541). Было замечено, что метод Вейса / Хануша дает ошибочные значения IV для некоторых стеринов (например, холестерина ) и других ненасыщенных компонентов неомыляемой фракции. [9] В оригинальном методе в качестве галогенирующего агента используется раствор сульфата дибромида пиридина, а время инкубации составляет 5 мин. [10]

Другие методы [ править ]

Измерение йодного числа официальным методом занимает много времени (время инкубации 30 мин с раствором Вийса) и использует опасные реагенты и растворители. [3] Было предложено несколько методов определения йодного числа без использования влаги. Например, IV чистых жирных кислот и ацилглицеринов теоретически можно рассчитать следующим образом: [11]

Соответственно, ХВ олеиновой , линолевой и линоленовой кислот равны соответственно 90, 181 и 273. Следовательно, ХВ смеси можно аппроксимировать следующим уравнением: [12]

в которой A f и IV f представляют собой, соответственно, количество (%) и йодное число каждой отдельной жирной кислоты f в смеси.

Для жиров и масел IV смеси можно рассчитать из профиля жирнокислотного состава, определенного с помощью газовой хроматографии ( AOAC Cd 1c-85; ISO 3961: 2018). Однако эта формула не учитывает олефиновые вещества в неомыляемой фракции . Поэтому этот метод неприменим для рыбьего жира, поскольку он может содержать значительное количество сквалена . [13]

IV можно также предсказать из данных ближней инфракрасной области спектра , ИК- Фурье спектроскопии и рамановской спектроскопии, используя соотношение между интенсивностями полос ν (C = C) и ν (CH 2 ). [14] [15] Протонный ЯМР высокого разрешения также обеспечивает быструю и достаточно точную оценку этого параметра. [16]

Значение и ограничения [ править ]

Хотя современные аналитические методы (такие как ГХ ) предоставляют более подробную молекулярную информацию, включая степень ненасыщенности, йодное число по-прежнему широко считается важным параметром качества масел и жиров. Более того, IV обычно указывает на окислительную стабильность жиров, которая напрямую зависит от количества ненасыщенности. Такой параметр имеет прямое влияние на обработку, срок годности и подходящие области применения для продуктов на жировой основе. Это также имеет решающий интерес для смазочной и топливной промышленности. В биодизельного спецификаций, необходимый предел для IV составляет 120 г I 2 /100 г, в соответствии со стандартом EN 14214 . [17]

IV широко используется для контроля промышленных процессов гидрогенизации и жарки . Однако он должен быть дополнен дополнительными анализами, поскольку он не позволяет дифференцировать цис / транс- изомеры.

G. Knothe (2002) [12] подверг критике использование IV в качестве спецификации окислительной стабильности для продуктов этерификации жиров. Он заметил, что не только количество, но и положение двойных связей влияет на восприимчивость к окислению. Так , например, линоленовая кислота с двумя бис - аллильные позициями (. На углеродах не 11 и 14 между двойными связями Δ9, & Dgr ; 12 и Δ15) более склонна к аутоокислению , чем линолевая кислота проявляет одну бис - аллиловое положение (при С-11 между Δ9 и Δ12). Поэтому Кнот ввел альтернативные индексы, названные аллильной позицией и бис-аллильные эквиваленты положения (APE и BAPE), которые могут быть рассчитаны непосредственно из результатов интегрирования хроматографического анализа.

Йодное число различных масел и жиров [ править ]

Йодное число помогает классифицировать масла по степени ненасыщенности на высыхающие масла , имеющие IV> 150 (например, льняное , тунговое ), полувысыхающие масла IV: 125-150 ( соевые , подсолнечное ) и невысыхающие масла с IV <125. ( рапсовый , оливковый , кокосовый ). Интервалы IV для нескольких распространенных масел и жиров представлены в таблице ниже.

ТолстыйЙодное число (г / 100г)
Говяжий жир [18]42 - 48
Пчелиный воск [19]7 - 16
Сливочное масло [20]25 - 42
Масло канолы [21]110 - 126
Касторовое масло [22]81 - 91
Какао-масло [22]32 - 40
Кокосовое масло [22]6 - 11
Жир печени трески [23]148 - 183
Кукурузное масло [22]107 - 128
Хлопковое масло [22]100 - 115
Рыбий жир [1]190 - 205
Масло виноградных косточек [22] [24]94 - 157
Масло лесного ореха [24]83 - 90
Масло жожоба [25]80 - 85
Масло семян капока [22]86 - 110
Сало [18]52 - 68
Льняное масло [24] [22]170 - 204
Оливковое масло [22]75 - 94
Масло Oiticica [24] [26]139 - 185
Пальмоядровое масло [24] [22]14 - 21
Пальмовое масло [24]49 - 55
Арахисовое масло [20]82 - 107
Масло ореха пекан [27]77 - 106
Фисташковое масло [24]86 - 98
Маковое масло [28]140 - 158
Рапсовое масло [21]94 - 120
Масло рисовых отрубей [22]99 - 108
Сафлоровое масло [22] [29]135 - 150
Кунжутное масло [24]100 - 120
Подсолнечное масло [22] [29]110 - 145
Соевое масло [29]120 - 139
Тунговое масло [24]160 - 175
Масло грецкого ореха [27]132 - 162
Масло зародышей пшеницы [24]115 - 128

Связанные методы анализа [ править ]

  • Значение омыления
  • Пероксидное число
  • Кислотное число
  • Бромное число
  • Гидроксильное число

Заметки [ править ]

^ Предполагается, что взаимодействие между хлоридом ртути и хлоридом йода приводит к образованию активного агентагалогенирования, ICl следующим образом: HgCl2+ I2→ HgClI + ICl[30]
^ Хлороформ заменен в современных протоколах менее опасными и более доступными растворителями, такими какциклогексани2,2,4-триметилпентан(ASTMD5768).

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Томас А (2002). «Жиры и жирные масла». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a10_173 . ISBN 3527306730.
  2. ↑ Firestone D (май – июнь 1994 г.). «Определение йодной ценности масел и жиров: итоги совместного исследования» . Журнал AOAC International . 77 (3): 674–6. DOI : 10.1093 / jaoac / 77.3.674 . PMID 8012219 . 
  3. ^ a b c Симурдяк М, Олукога О, Хедберг К. (февраль 2016 г.). «Получение йодного числа различных масел путем бромирования трибромидом пиридиния». Журнал химического образования . 93 (2): 322–5. DOI : 10.1021 / acs.jchemed.5b00283 .
  4. ^ a b «Артур фон Хюбль и йодное число» . lipidlibrary.aocs.org . Проверено 4 сентября 2020 .
  5. Перейти ↑ Das S, Dash HR (2014). Лабораторное руководство по биотехнологии . С. Чанд Паблишинг. п. 296. ISBN. 978-93-83746-22-4.
  6. Перейти ↑ Panda H (2011). Руководство по тестированию красок, лаков и смол . ISBN Asia Pacific Business Press Inc. 978-81-7833-141-6.
  7. ^ Hilp M (2002). «Определение йодного числа по Ханушу с использованием 1,3-дибром-5,5-диметилгидантоина (DBH)». Журнал фармацевтического и биомедицинского анализа . 28 (1): 81–86. DOI : 10.1016 / S0731-7085 (01) 00632-X . PMID 11861111 . 
  8. ^ «Объяснение механизма замещения свободных радикалов метана и брома» . www.chemguide.co.uk . Проверено 7 сентября 2020 .
  9. ^ Коппинг AM (1928). «Йодное число некоторых стеринов по методу Дама» . Биохимический журнал . 22 (4): 1142–4. DOI : 10.1042 / bj0221142 . PMC 1252234 . PMID 16744111 .  
  10. ^ Paech K, Tracey М.В. (2013). Современные методы анализа растений / Moderne Methoden der Pflanzenanalyse . 2 . Springer Science & Business Media. п. 335. ISBN 978-3-642-64955-4.
  11. ^ Померанц Y, изд. (1994). Анализ пищевых продуктов: теория и практика . Springer США. ISBN 978-1-4615-6998-5.
  12. ^ a b Узел G (01.09.2002). «Структурные показатели в химии ЖК. Насколько актуально йодное число?» . Журнал Американского общества химиков-нефтяников . 79 (9): 847–854. DOI : 10.1007 / s11746-002-0569-4 . ISSN 1558-9331 . S2CID 53055746 .  
  13. ^ Gunstone F (2009). Масла и жиры в пищевой промышленности . Джон Вили и сыновья. ISBN 978-1-4443-0243-1.
  14. ^ Dymińska л, Calik М, Albegar А.М., Zając А, Kostyń К, Лоренц J, J Hanuza (2017-09-02). «Количественное определение йодного числа ненасыщенных растительных масел с использованием методов инфракрасной и рамановской спектроскопии» . Международный журнал пищевых свойств . 20 (9): 2003–2015. DOI : 10.1080 / 10942912.2016.1230744 . ISSN 1094-2912 . 
  15. ^ Сюй L, Чжу X, Ю X, Хуян Z, Ван X (2018). «Быстрое и одновременное определение йодного числа и числа омыления пищевых масел с помощью ИК-Фурье спектроскопии». Европейский журнал липидной науки и технологий . 120 (4): 1700396. DOI : 10.1002 / ejlt.201700396 .
  16. ^ Miyake У, Yokomizo К, Мацудзаки Н (1998-01-01). «Экспресс-определение йодного числа с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса 1H». Журнал Американского общества химиков-нефтяников . 75 (1): 15–19. DOI : 10.1007 / s11746-998-0003-1 . S2CID 96914982 . 
  17. ^ «Стандарты и свойства биодизеля» . dieselnet.com . Проверено 26 октября 2020 .
  18. ^ a b Андерсен AJ, Уильямс PN (4 июля 2016 г.). Маргарин . Эльзевир. С. 30–. ISBN 978-1-4831-6466-3.
  19. ^ Akoh CC, Min DB (17 апреля 2002). Пищевые липиды: химия, питание и биотехнология (второе изд.). CRC Press. ISBN 978-0-203-90881-5.
  20. ^ а б Сандерс TH (2003). «Масло арахисовое». Энциклопедия пищевых наук и питания . Эльзевир. С. 2967–2974. DOI : 10.1016 / b0-12-227055-X / 01353-5 . ISBN 978-0-12-227055-0.
  21. ^ a b Gunstone F (12 февраля 2009 г.). Рапсовое и рапсовое масло: производство, переработка, свойства и использование . Джон Вили и сыновья. С. 80–. ISBN 978-1-4051-4792-7.
  22. ^ Б с д е е г ч я J к л м Gunstone ФО, Харвуд ДЛ (2007). Справочник по липидам (3-е изд.). CRC Press. п. 68. ISBN 978-1420009675.
  23. Перейти ↑ Holmes AD, Clough WZ, Owen RJ (1929). «Химические и физические характеристики рыбьего жира». Масложировая промышленность . ООО "Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа". 6 (10): 15–18. DOI : 10.1007 / bf02645697 . ISSN 0003-021X . S2CID 101771700 .  
  24. ^ Б с д е е г ч я J Крист S (2020). Жиры и жирные масла . Издательство Springer International. DOI : 10.1007 / 978-3-030-30314-3 . ISBN 978-3-030-30314-3. S2CID  213140058 .
  25. ^ Нагарадж G (15 июня 2009). Масличные: свойства, обработка, продукты и процедуры . Издательство Новой Индии. С. 284–. ISBN 978-81-907237-5-6.
  26. ^ "Ойтичское масло" . КАМЕО . 2020-09-03 . Проверено 3 сентября 2020 .
  27. ^ а б Прасад РБ (2003). «Грецкие орехи и пекан». Энциклопедия пищевых наук и питания . Эльзевир. С. 6071–6079. DOI : 10.1016 / b0-12-227055-X / 01269-4 . ISBN 978-0-12-227055-0.
  28. ^ «Маковое масло» . КАМЕО . 2020-09-03 . Проверено 3 сентября 2020 .
  29. ^ a b c O'Brien RD (5 декабря 2008 г.). Жиры и масла: составление и обработка для приложений (3-е изд.). CRC Press. ISBN 978-1-4200-6167-3.
  30. ^ Гилл АГ, Адамс WO (1900-01-01). «О йодном методе Hübl для анализа масла» . Журнал Американского химического общества . 22 (1): 12–14. DOI : 10.1021 / ja02039a003 .