Jump to content

Йодное число

В химии йодное число ( IV ; также показатель поглощения йода , йодное число или йодный индекс ) — это масса йода в граммах , которая расходуется на 100 граммов химического вещества . Йодные числа часто используются для определения ненасыщенности жиров степени , масел и восков . В жирных кислотах ненасыщенность возникает в основном в виде двойных связей, которые очень реакционноспособны по отношению к галогенам , в данном случае к йоду. Таким образом, чем выше йодное число, тем больше ненасыщенных кислот присутствует в жире. [1] Из таблицы видно, что кокосовое масло очень насыщенное, а значит, хорошо подходит для изготовления мыла . С другой стороны, льняное масло обладает высокой ненасыщенностью , что делает его олифой , хорошо подходящей для изготовления масляных красок .

Пример триглицерида , встречающегося 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 Двойные связи C=C остатков ненасыщенных жирных кислот.

Определение йодного числа является частным примером йодометрии . Раствор йода I 2 имеет желто-коричневый цвет. Однако, когда его добавляют в испытуемый раствор, любая химическая группа (обычно в этом тесте -C=C- двойные связи), которые реагируют с йодом, эффективно уменьшают интенсивность или интенсивность цвета (принимая У меня 2 кончился раствор). Таким образом, количество йода, необходимое для того, чтобы раствор сохранил 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 алкена ( RCH=CHR' ) бесцветен, как и йодорганический продукт ( РЧИ-ЧИР' ).

В типичной процедуре жирную кислоту обрабатывают избытком раствора Хануша или Вейса , которые представляют собой растворы монобромида йода (IBr) и монохлорида йода (ICl) в ледяной уксусной кислоте соответственно . Непрореагировавший монобромид йода (или монохлорид) затем подвергается реакции с йодидом калия , превращая его в йод. I 2 , концентрацию которого можно определить обратным титрованием тиосульфатом натрия ( Na 2 S 2 O 3 ) стандартный раствор. [2] [3]

Методы определения йодного числа

[ редактировать ]

метод Хюбля

[ редактировать ]

Основной принцип определения йодного числа был впервые введен в 1884 году А.В. Хюблом как « Йодзаль ». Он использовал спиртовой раствор йода в присутствии хлорида сулемы ( HgCl 2 ) и четыреххлористый углерод ( CCl 4 ) в качестве солюбилизатора жира. [Примечание 1] Остаточный йод титруют раствором тиосульфата натрия, используя крахмал в качестве индикатора конечной точки. [4] Сейчас этот метод считается устаревшим.

Мудрый метод/Метод Хануша

[ редактировать ]

JJA Wijs модифицировал метод Хюбла, используя монохлорид йода (ICl) в ледяной уксусной кислоте, которая стала известна как раствор Вейса . Реагент HgCl 2 . [4] В качестве альтернативы Ю. Хануш использовал монобромид йода (IBr), который более стабилен, чем ICl, в защищенном от света месте. Обычно жир растворяют в хлороформе. [Примечание 2] и обрабатывали избытком ICl/IBr. Некоторая часть галогена реагирует с двойными связями ненасыщенного жира, а остальная часть остается.

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

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

IV (г I/100 г) рассчитывают по формуле:

Где:

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

метод Кауфмана

[ редактировать ]

Предложенный Г. П. Кауфманом в 1935 году, он заключается в бромировании двойных связей с помощью избытка брома и безводного бромида натрия, растворенного в метаноле . Реакция включает образование промежуточного соединения бромония следующим образом: [7]

Bromination of unsaturated fats

Затем неиспользованный бром восстанавливают до брома с помощью йодида ( я ).

Теперь количество образовавшегося йода определяют обратным титрованием раствором тиосульфата натрия.

Реакции необходимо проводить в темноте, так как свет стимулирует образование радикалов брома. Это привело бы к нежелательным побочным реакциям и, таким образом, исказило бы результат потребления брома. [8]

В образовательных целях Симурдиак и др. (2016) [3] предложил использовать трибромид пиридиния в качестве реагента для бромирования, который более безопасен на уроке химии и значительно сокращает время реакции.

Метод Розенмунда-Кунхенна

[ редактировать ]

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

Другие методы

[ редактировать ]

Измерение йодного числа официальным методом требует много времени (время инкубации с раствором Вейса составляет 30 минут) и требует использования опасных реагентов и растворителей. [3] Было предложено несколько немокрых методов определения йодного числа. Например, IV чистых жирных кислот и ацилглицеринов теоретически можно рассчитать следующим образом: [11]

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

в котором и — соответственно количество (%) и йодное число каждой отдельной жирной кислоты f в смеси.

Для жиров и масел IV смеси можно рассчитать на основании профиля состава жирных кислот, определенного методом газовой хроматографии ( AOAC Cd 1c-85; ISO 3961:2018). Однако эта формула не учитывает олефиновые вещества в неомыляемой фракции . Следовательно, этот метод неприменим для рыбьего жира, поскольку он может содержать значительные количества сквалена . [13]

IV можно также предсказать по данным ближней инфракрасной области , FTIR и рамановской спектроскопии, используя соотношение интенсивностей ν (C=C) и ν (CH 2 ) . полосы [14] [15] высокого разрешения Протонный ЯМР также обеспечивает быструю и достаточно точную оценку этого параметра. [16]

Значение и ограничения

[ редактировать ]

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 оказывает прямое влияние на обработку, срок хранения и подходящее применение продуктов на жировой основе. Это также представляет решающий интерес для смазочной и топливной промышленности. В спецификациях биодизеля требуемый предел IV составляет 120 г I 2 /100 г согласно стандарту EN 14214 . [17]

IV широко используется для контроля промышленных процессов гидрирования и жарки . Однако его необходимо дополнить дополнительными анализами, поскольку он не различает цис / транс -изомеры.

Г. Кноте (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. Например, линоленовая кислота с двумя бис - аллильными положениями (по атомам углерода № 11 и 14 между двойными связями Δ9, Δ12 и Δ15) более склонна к автоокислению, чем линолевая кислота, имеющая одно бис - аллильное положение (при С-11 между Δ9 и Δ12). Поэтому Кноте ввел альтернативные индексы, названные эквивалентами аллильного положения и бис -аллильного положения (APE и BAPE), которые можно рассчитать непосредственно по результатам интегрирования хроматографического анализа.

Йодное число различных масел и жиров

[ редактировать ]

Йодное число позволяет классифицировать масла по степени ненасыщенности на олифы , имеющие IV > 150 (т.е. льняное , тунговое ), полувысыхающие масла IV: 125 – 150 ( соевое , подсолнечное ) и невысыхающие масла с IV < 125. ( рапс , оливки , кокос ). Диапазоны IV некоторых распространенных масел и жиров представлены в таблице ниже.

Толстый Йодное число (гI/100г)
Говяжий жир [18] 42 – 48
пчелиный воск [19] 7 – 16
Масло [20] 25 – 42
Масло канолы [21] 110 – 126
Касторовое масло [22] 81 – 91
Обезвоженное касторовое масло (DCO) [23] [24] 127 - 140
Какао-масло [22] 32 – 40
Кокосовое масло [22] 6 – 11
Масло печени трески [25] 148 – 183
Кукурузное масло [22] 107 – 128
Хлопковое масло [22] 100 – 115
Рыбий жир [1] 190 – 205
Масло виноградных косточек [22] [26] 94 – 157
Масло лесного ореха [26] 83 – 90
Масло жожоба [27] 80 – 85
Масло семян капка [22] 86 – 110
Сало [18] 52 – 68
Льняное масло [26] [22] [28] 170 – 204
Оливковое масло [22] 75 – 94
Масло Ойтитика [26] [29] 139 – 185
Пальмоядровое масло [26] [22] 14 – 21
Пальмовое масло [26] 49 – 55
Арахисовое масло [20] 82 – 107
Масло пекана [30] 77 – 106
Фисташковое масло [26] 86 – 98
Маковое масло [31] 140 – 158
Рапсовое масло [21] 94 – 120
Масло рисовых отрубей [22] 99 – 108
Сафлоровое масло [22] [32] 135 – 150
Кунжутное масло [26] 100 – 120
Подсолнечное масло [22] [32] 110 – 145
Соевое масло [32] 120 – 139
Тунговое масло [26] 160 – 175
Масло грецкого ореха [30] 132 – 162
Масло зародышей пшеницы [26] 115 – 128
[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
^ Предполагается, что в результате взаимодействия хлорида сулемы и хлорида йода образуется активный агент галогенирования ICl следующего вида: HgCl 2 + I 2 → HgClI + ICl. [33]
^ В современных протоколах хлороформ заменяется менее опасными и более доступными растворителями, такими как циклогексан и 2,2,4-триметилпентан ( ASTM D5768).
  1. ^ Jump up to: а б Томас А. (2002). «Жиры и жирные масла». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a10_173 . ISBN  3527306730 .
  2. ^ Firestone D (май – июнь 1994 г.). «Определение йодного числа масел и жиров: итоги совместного исследования» . Журнал AOAC International . 77 (3): 674–6. дои : 10.1093/jaoac/77.3.674 . ПМИД   8012219 .
  3. ^ Jump up to: а б с Симурдиак М., Олукога О., Хедберг К. (февраль 2016 г.). «Определение йодного числа различных масел бромированием трибромидом пиридиния». Журнал химического образования . 93 (2): 322–5. doi : 10.1021/acs.jchemed.5b00283 .
  4. ^ Jump up to: а б «Артур фон Хюбль и йодное число» . Lipidlibrary.aocs.org . Проверено 4 сентября 2020 г.
  5. ^ Дас С., Дэш HR (2014). Лабораторное руководство по биотехнологии . Издательство С. Чанд. п. 296. ИСБН  978-93-83746-22-4 .
  6. ^ Панда Х (2011). Руководство по испытаниям красок, лаков и смол . Asia Pacific Business Press Inc. ISBN  978-81-7833-141-6 .
  7. ^ Хилп М. (2002). «Определение йодного числа по Ганушу с использованием 1,3-дибром-5,5-диметилгидантоина (ДБГ)». Журнал фармацевтического и биомедицинского анализа . 28 (1): 81–86. дои : 10.1016/S0731-7085(01)00632-X . ПМИД   11861111 .
  8. ^ «Объяснение механизма свободнорадикального замещения метана на бром» . www.chemguide.co.uk . Проверено 7 сентября 2020 г.
  9. ^ Коппинг А.М. (1928). «Йодное число некоторых стеринов по методу Дама» . Биохимический журнал . 22 (4): 1142–4. дои : 10.1042/bj0221142 . ПМЦ   1252234 . ПМИД   16744111 .
  10. ^ Пэч К., Трейси М.В. (2013). Современные методы анализа растений / Современные методы анализа растений . Том 2. Springer Science & Business Media. п. 335. ИСБН  978-3-642-64955-4 .
  11. ^ Померанц Ю. , изд. (1994). Анализ пищевых продуктов: теория и практика . Спрингер США. ISBN  978-1-4615-6998-5 .
  12. ^ Jump up to: а б Кноте Дж. (01 сентября 2002 г.). «Показатели структуры в химии ЖК. Насколько важно йодное число?» . Журнал Американского общества нефтехимиков . 79 (9): 847–854. дои : 10.1007/s11746-002-0569-4 . ISSN   1558-9331 . S2CID   53055746 .
  13. ^ Ганстоун Ф (2009). Масла и жиры в пищевой промышленности . Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-1-4443-0243-1 .
  14. ^ Диминьска Л., Чалик М., Альбегар А.М., Зайоц А., Костынь К., Лоренц Дж., Хануза Дж. (02.09.2017). «Количественное определение йодного числа ненасыщенных растительных масел методами инфракрасной и рамановской спектроскопии» . Международный журнал пищевых свойств . 20 (9): 2003–2015. дои : 10.1080/10942912.2016.1230744 . ISSN   1094-2912 .
  15. ^ Сюй Л, Чжу X, Юй X, Хуянь Z, Ван X (2018). «Быстрое и одновременное определение йодного числа и числа омыления пищевых масел методом ИК-Фурье-спектроскопии». Европейский журнал липидной науки и технологий . 120 (4): 1700396. doi : 10.1002/ejlt.201700396 .
  16. ^ Мияке Ю, Ёкомизо К, Мацузаки Н (1 января 1998 г.). «Быстрое определение йодного числа методом спектроскопии ядерного магнитного резонанса 1H». Журнал Американского общества нефтехимиков . 75 (1): 15–19. дои : 10.1007/s11746-998-0003-1 . S2CID   96914982 .
  17. ^ «Стандарты и свойства биодизеля» . сайт Dieselnet.com . Проверено 26 октября 2020 г.
  18. ^ Jump up to: а б Андерсен А.Дж., Уильямс П.Н. (4 июля 2016 г.). Маргарин . Эльзевир. стр. 30–. ISBN  978-1-4831-6466-3 .
  19. ^ Акох CC, Мин Д.Б. (17 апреля 2002 г.). Пищевые липиды: химия, питание и биотехнология (второе изд.). ЦРК Пресс. ISBN  978-0-203-90881-5 .
  20. ^ Jump up to: а б Сандерс Т.Х. (2003). «Масло молотого ореха». Энциклопедия пищевых наук и питания . Эльзевир. стр. 2967–2974. дои : 10.1016/b0-12-227055-x/01353-5 . ISBN  978-0-12-227055-0 .
  21. ^ Jump up to: а б Gunstone F (12 февраля 2009 г.). Рапсовое и каноловое масло: производство, переработка, свойства и применение . Джон Уайли и сыновья. стр. 80–. ISBN  978-1-4051-4792-7 .
  22. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м Ганстон Ф.Д., Харвуд Дж.Л. (2007). Справочник по липидам (3-е изд.). ЦРК Пресс. п. 68. ИСБН  978-1420009675 .
  23. ^ Лаура М. Ороско, Сандра Кардона, Клаудия Лорена Гомес Эррера, Хелен Инчиарте: Оценка KHSO4 в качестве перерабатываемого катализатора при производстве обезвоженного касторового масла для применения в алкидных смолах , Progress in Organic Coatings , декабрь 2021 г., 161 (1) :106467, DOI:10.1016/j.porgcoat.2021.106467
  24. ^ Азджан Незихе, Демирель Элиф, Йылмаз Озлем, Эрджиес Ахмет Тунсер: Применение микроволнового нагрева для производства обезвоженного касторового масла , Индиана. англ. хим. Рис. 2011, 50, 1, 398–403, 23 ноября 2010 г., https://doi.org/10.1021/ie1013037 , Американское химическое общество.
  25. ^ Холмс А.Д., Клаф В.З., Оуэн Р.Дж. (1929). «Химические и физические характеристики рыбьего жира». Масложировая промышленность . 6 (10). ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа»: 15–18. дои : 10.1007/bf02645697 . ISSN   0003-021X . S2CID   101771700 .
  26. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Крист С (2020). Жиры и жирные масла . Международное издательство Спрингер. дои : 10.1007/978-3-030-30314-3 . ISBN  978-3-030-30314-3 . S2CID   213140058 .
  27. ^ Нагарадж Г. (15 июня 2009 г.). Масличные семена: свойства, обработка, продукты и процедуры . Издательство Новой Индии. стр. 284–. ISBN  978-81-907237-5-6 .
  28. ^ Льняное и льняное семя — разновидности одного и того же вида. Обнаружен широкий диапазон значений йода. Чжан, Чжэнь-Шань; Ван, Ли-Цзюнь; Ли, Донг (13 октября 2011 г.). «Характеристика льняного масла двух разных растений льна» . Международный журнал пищевых свойств . 14 (6): 1286–1296. дои : 10.1080/10942911003650296 . hdl : 11511/30872 . S2CID   98298810 .
  29. ^ «Масло Ойтитики» . КАМЕО . 03.09.2020 . Проверено 3 сентября 2020 г.
  30. ^ Jump up to: а б Прасад РБ (2003). «Грецкие орехи и пекан». Энциклопедия пищевых наук и питания . Эльзевир. стр. 6071–6079. дои : 10.1016/b0-12-227055-x/01269-4 . ISBN  978-0-12-227055-0 .
  31. ^ «Маковое масло» . КАМЕО . 03.09.2020 . Проверено 3 сентября 2020 г.
  32. ^ Jump up to: а б с О'Брайен Р.Д. (5 декабря 2008 г.). Жиры и масла: составление рецептур и обработка для применения (3-е изд.). ЦРК Пресс. ISBN  978-1-4200-6167-3 .
  33. ^ Джилл А.Х., Адамс В.О. (1 января 1900 г.). «О йодном методе анализа масел Хюбля» . Журнал Американского химического общества . 22 (1): 12–14. дои : 10.1021/ja02039a003 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 8c60c4a1a65c3bed1b31609f0a82a099__1719082140
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/8c/99/8c60c4a1a65c3bed1b31609f0a82a099.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Iodine value - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)