食品防腐剂丙酸钙的制备及质量检测

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,新型食品防腐剂丙酸钙,(C,alcium Propionate,)的制备及质量检测,实验项目,1,丙酸钙是世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）批准使用的安全可靠的食品与饲料用防腐剂。丙酸钙与其它脂肪一样可以通过代谢被人畜吸收,并供给人畜必需的钙,这一优点是其它防霉剂所无法相比的,被认为GRAS。,2,化学式,：Ca(CH,3,CH,2,COO),2,外观,：白色粉末或单斜结晶,溶解性,：易溶于水。微溶于乙醇、甲醇。几,乎不溶于丙酮、苯,稳定性,：在潮湿空气中易潮解,毒性,：无毒,用途,：食品、饲料防腐剂；化妆品防腐剂；,药用，治疗皮肤病。,丙酸钙的物性和用途,3,有很多种，主要采用合成法。以丙酸和氢氧化钙或碳酸钙为原料进行合成反应，然后经脱水、精制、干燥而得。,原料的来源：,1. 直接购买氢氧化钙或碳酸钙；,2. 矿石煅烧成氧化钙；,3. 贝壳或蛋壳。,本实验采用,直接蛋壳,和,蛋壳焙烧后获得氧化钙。,制备方法,4,了解丙酸钙的性质及应用；,掌握食品防腐剂丙酸钙的制备及检测方法；,熟悉焙烧、研磨、过滤、蒸发浓缩，称量、烘干、滴定实验室基本操作；,了解废弃物的综合利用。,一、实验目的,5,蛋壳（或贝壳）是人们生活中废弃物，而其中含,CaCO,3,为93%以上，是一种天然的优质钙源。是一种很,好的可利用无毒、安全钙源。生石灰也可以作为一种很,好的钙源。,1. 丙酸钙的合成反应：,(1),CaCO,3,+ 2CH,3,CH,2,COOH = Ca(CH,3,CH,2,COO),2,+ CO,2,+ H,2,O,(2),CaCO,3,= CaO + CO,2,CaO + H,2,O = Ca(OH),2,Ca(OH),2,+2CH,3,CH,2,COOH = Ca(CH,3,CH,2,COO),2,+H,2,O,二、实验原理,6,2. 产品检测：钙的含量,钙滴定分析反应：,Ca,2+,+ H,2,Y,2-,= CaY,2-,+ 2H,+,7,仪器：马弗炉，烧杯、托盘天平，烘箱、电炉、水循,环泵、抽滤装置、电子天平、滴定管、称量瓶,试剂：丙酸、蛋壳、EDTA、钙指示剂、NaOH,三、实验仪器与试剂,8,方法一：直接以蛋壳为钙源：,工艺路线：,蛋壳,丙酸中和,壳膜分离,干燥,水洗,粉碎,抽滤、洗涤,蒸发,干燥,成品,水洗,四、实验步骤,9,详细实验步骤：,（1） 将蛋壳冲洗干净，去膜，再用蒸馏水洗干净并凉,干，装入蒸发皿中于120,烘箱中烘干，粉碎得蛋壳粉。,（2）称取4.0g上述处理好的蛋壳粉两份分别放入,200mL烧杯中，分别加入50mL蒸馏水，用玻棒搅拌成,悬浮液。一个烧杯放于常温下，另一个烧杯放于50,恒温水浴锅中。,（3）向上述两个烧杯中分别滴加8.0mL的丙酸(滴加要,持续10min左右)，过程中要不断搅拌，便于CO,2,气体逸,出，加快反应进程，加完酸后要继续搅拌2h。,10,（4）减压过滤(水浴加热的要冷却至室温)两份,样品，用少量蒸馏水洗涤固体残渣，然后取出残,渣并烘干称重 。若滤液有较深的黄色，则需加,入适量的活性炭脱色，再次过滤。,（5）将两份滤液分别转移至干净的蒸发皿中，,置于电炉上加热浓缩至出现大量晶膜，停止加,热，静置冷却至室温后抽滤。用少量乙醇洗涤。,（6）在电炉上小火加热至烘干，称重，计算产,率。比较两种方法制的产品！,11,1、向溶液中加入丙酸时要快速搅拌使产生的CO,2,快,速逸出，从而加快反应速率。,2、在蒸发浓缩时，粘稠度不能太大以免混入杂质。,3、在抽滤前要确保滤纸大小合适，防止在倾倒溶液,时将滤纸冲起，使滤渣进入滤液，引入杂质。,注意事项：,12,方法二：用蛋壳经焙烧作钙源：,（1） 将蛋壳粉碎，用水洗干净并凉干，装入瓷坩埚中在马沸炉中950焙烧23h，成白色氧化钙粉末。,（2）称取焙烧后蛋壳氧化钙4g，加蒸馏水50mL调成，在室温下，边搅拌边加入9mL丙酸溶液，加完后继续搅拌反应30min左右（放热反应），测试反应体系中的pH值，如pH6.5，则需加入石灰水调pH=7左右，澄清后真空抽滤，用5 mL蒸馏水洗涤滤渣，过滤后再加丙酸，至pH为8左右。,13,（3）经过滤的丙酸钙溶液如有较深的黄色，则加入1g活性炭进行脱色处理，过滤，,将滤液倒入蒸发皿蒸发至糊糊状,，冷至室温抽干。抽干后的产品装入蒸发皿中在120烘箱中烘2h，产品应为白色磷片状，冷至室温后称重，计算产率。产率以丙酸的用量为准。,14,反应物配比：第一次制备，CaO稍过量,第二次制备，丙酸稍过量,反应时间：30min,反应温度：室温（放热反应）,Ca(OH),2,乳液的浓度： 4g CaO + 50 mL H,2,O,反应完后溶液的pH：6.5 7,涉及到的条件对产率的影响,15,两次制备结果比较,CaCO,3,= CaO + CO,2,，CaO + H,2,O = Ca(OH),2,Ca(OH),2,+2CH,3,CH,2,COOH = Ca(CH,3,CH,2,COO),2,+ H,2,O,第一次： CaO过量10%左右,第二次：丙酸过量10%左右,但工业生产中一般还是以第一种方法为主，丙酸价格较贵。,产率：第二次第一次,所以丙酸适当过量对提高产率有利,16,总结,两次制备实验总体来看，比较成功；,在制备性实验上能力有提升；,同学团结合作能力，实验中发现问题，个人及时解决问题能力有提升。,有待改进之处：实验中专心的程度以及对实验现象的敏感度。,17,就产品来看也出现了下列问题,部分产品偏黄：未脱色。,部分产品晶体光泽不明显，成粉末状：加热温度过高造成结晶水失去。或蒸发浓缩过度，直至蒸干。,部分产品产率较低：加热过程中，温度过高或沸腾过剧，造成产品损失；洗涤产品过程中，用水或乙醇洗涤，又溶解了产品。,极少部分产品未烘干。,18, Ca含量测定（丙酸钙纯度检验）,19,一、实验目的,1. 熟悉EDTA溶液的配置与标定原理和方法；,2. 了解配位滴定法的原理及特点；,3. 了解金属指示剂的使用及其终点的变化。,20,二、实验原理,EDTA：,乙二胺四乙酸，四元酸，通常用H,4,Y表示。,（硬碱）,（中间碱）,（硬碱）,（中间碱）,能与大多数金属离子形成稳定的,1,：,1,型螯合物；,常用作络合滴定的滴定剂、分离测定中的掩蔽剂。,21,Ca,2+, Y,4-, CaY,2-,22,乙二胺四乙酸(H,4,Y)难溶于水，故通常把它制成二钠盐，一般简称EDTA或EDTA二钠盐。,EDTA二钠盐(Na,2,H,2,Y2H,2,O)溶解度大，s = 11.1 g (22,)，pH=4.4。,23,EDTA 常因吸附约0.3%的水分和含有少量杂质而不能直接用做标准溶液，需采用,间接法配制,标准溶液。,常用于标定EDTA的基准物质有：Zn，ZnO，Cu，CaCO,3,，Bi，MgSO,4,7H,2,O，Ni，Pb等。,通常选其中与被测组分相同的物质作基准物质，标定条件应尽可能与测定条件一致，以减少系统误差。,EDTA标准溶液,24,先配制CaCO,3,的标准溶液：,CaCO,3,+ HCl CaCl,2,+ CO,2,+ H,2,O,再吸取适量的上述钙标准溶液，调节pH12，加入,钙指示剂(H,3,Ind),，用EDTA溶液来滴定：,25,金属指示剂,在络合滴定中常选用一种能与金属离子生成有色络合物的显色剂来指示滴定过程中金属离子浓度的变化。,M + In, MIn,颜色甲 颜色乙,MIn + Y MY + In,颜色乙 颜色甲,应具备的条件：,两种颜色应显著不同；,显色反应灵敏、迅速，有良好的变色可逆性；,显色络合物稳定性要适当，且要溶于水,。,比较稳定，便于贮藏和使用。,26,滴定前：,H,3,Ind 2H,+,+ HInd,2-,(蓝色),HInd,2-,+ Ca,2+, CaInd,-,+ H,+,(蓝色) (酒红色),接近化学计量点时：,CaInd,-,+ H,2,Y,2-,+ OH,-, CaY,2-,+ HInd,2-,+ H,2,O,(酒红色) (无色) (蓝色),终点颜色变化：,酒红色 蓝色,27,三、实验试剂,乙二胺四乙酸二钠盐（s, A. R.） (已配制并滴定好),丙酸钙（自制的）,6 mol,L,-1,NaOH溶液,钙指示剂,蒸馏水,28,四、实验步骤,1.,EDTA溶液的配制和标定：,EDTA溶液的配制,在天平上称取,乙二胺四乙酸二钠盐约,g，转移至一大烧杯中，加入适量的水溶解（可微热），然后转移至500mL的试剂瓶中。贴好标签。,29,钙标准溶液的配制,准确称取,g,CaCO,3,于一烧杯中,盖上表面皿，加少量的水润湿,再从烧杯嘴处逐滴加入1+1 HCl溶液，至CaCO,3,粉末完全溶解即可,煮沸2-3mins,待烧杯冷却后，用纯水清洗表面皿内侧于烧杯中,将烧杯中的溶液定量转移至250mL容量瓶中，稀释至刻度并摇匀，贴好标签。,30, EDTA标准溶液的,标定,用移液管移取25.00mL钙标准溶液，于锥形瓶中，依次加入2030mL水，2mL镁溶液，10mL10NaOH溶液，少量的钙指示剂（米粒大小），摇匀后用EDTA溶液滴定至由酒红色变为纯蓝色，且半分钟不褪色，即为终点。平行滴定三份。,记录数据并计算出EDTA标准溶液的浓度。,31,2. 丙酸钙产品纯度的检验,准确称取0.12 0.15 g丙酸钙三份，置于250 mL锥形瓶中，加10 40 mL蒸馏水溶解，加2 mL 6 mol/L NaOH (pH=13左右)，加入5 6滴钙指示剂，用c = mol/L EDTA标准溶液滴定，当溶液从酒红色变为纯蓝色即为终点。,注意：,配位反应速度较慢，滴定速度不宜过大，且要充分振摇。,溶液,pH,值的控制。,32,五、,数据记录,33,实验结果处理,34,