Харчова добавка Тіосульфат натрію Е 539 (стр. 1 из 5)
Міністерство освіти і науки України
Державний вищий навчальний заклад
«Український державний хіміко-технологічний університет»
Факультет ТНР
Кафедра аналітичної хімії
Курсова робота
з дисципліни «Хімія, технологія та фізико-хімічні методи дослідження харчових добавок та косметичних засобів»
на тему: Харчова добавка Тіосульфат натрію Е 539
РЕФЕРАТ
КЛЮЧОВІ СЛОВА: ТІОСУЛЬФАТ НАТРІЮ, ТІОСУЛЬФАТИ, ВЛАСТИВОСТІ, ОДЕРЖАННЯ, ВИЯВЛЕННЯ, МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ, ТОКСИЧНА ДІЯ, ЗАСТОСУВАННЯ.
Об’єкт розроблення: Харчова добавка Е-539 Тіосульфат натрію. Антиоксидант, консервант, стабілізатор, комплексоутворювач, поліпшувач борошна та хліба.
Мета роботи: Дослідження та аналіз існуючих методів виявлення та визначення харчової добавки Тіосульфат натрію, описаних в національних та міжнародних літературних джерелах, з’ясування перспективних напрямків розвитку методів дослідження, підготовка матеріалу для науково-дослідницької роботи по визначенню тіосульфату натрію в продуктах харчування.
В основній частині записки розглядаються особливості будови тіосульфату натрію, його основні фізичні та хімічні властивості, методи одержання, розділення та якісного виявлення тіосульфату натрію, його застосування в харчовій промисловості, косметичних та лікарських засобах, санітарно-гігієнічні норми на вміст тіосульфату натрію в продуктах харчування. Докладно висвітлюються основні методи контролю досліджуваної харчової добавки, методи аналізу.
Наводиться список використаної літератури, а також додатки – ГОСТ на визначення тіосульфату натрію в йодованій солі та Наказ Міністерства охорони здоров’я України «Про затвердження Санітарних правил і норм по застосуванню харчових добавок».
ВСТУП
Тіосульфат натрію класифікований за міжнародною класификацією Кодекс Аліментаріус JECFA - об'єднаного комітету з харчових добавок ФАО/ВООЗ як «харчова добавка Е-539 Тіосульфат натрію (гіпосульфіт)» з технологічними функціями «антиоксидант, комплексоутворювач, стабілізатор, поліпшувач якості борошна та хліба». Дана речовина також широко використовується в лікувальних та лікувально-косметичних засобах завдяки своїм високим протизапальним, десенсибілізуючим та антитоксичним властивостям. Але так як тіосульфат натрію є джерелом сірчистого ангідриду, його використання чітко нормується, а вміст а продуктах харчування регламентується державними стандартами та санітарно-гігієнічними нормами. Для підвищення якості та експресивності виявлення та кількісного визначення тіосульфату натрію в продуктах харчування та косметичних засобах проводяться дослідження з метою розробки нових методик та найкращих умов визначення харчової добавки Е-539. На сьогодні розроблено багато різноманітних методів визначення, але більшість з них не є селективними або потребують тривалої пробопідготовки і є довготривалими, трудомісткими та коштовними.
Зараз все більшої популярності набувають фізико-хімічні методи визначення вмісту речовини, так як вони більш експресивні, дозволяють досягти більшої точності та відтворюваності результатів. Проте і сьогодні для визначення концентрації тіосульфату натрію широко використовують йодометричне титрування. Серед фізико-хімічних та фізичних же методів найбільш часто використовуваними є потенціометричне титрування, полярографічне та спектрофотометричне визначення тіосульфату натрію, хоч навіть для кожного методу існує декілька підходів та розроблена велика кількість методик проведення визначення.
Метою даної роботи є ознайомлення з уже існуючими фізико-хімічними методами виявлення тіосульфату натрію, розробленими для виявлення макро- та мікрокількостей речовини в різних середовищах, висвітлення позитивних та негативних рис кожного методу.
1. Загальна характеристика харчової добавки Е539
1.1 Коротка характеристика
Назва: Е539 Тіосульфат натрію (гіпосульфіт натрію, сульфідотриокси-сульфат натрію, динатрієва сіль тіосірчаної кислоти)
Тип: Харчова добавка
Категорія: Емульгатор, консервант, поліпшувач хліба
Дія на організм: Вважається нешкідливим
Історія відкриття тіосульфату натрію
Час відкриття тіосульфату натрію достеменно невідомі, проте вже наприкінці XVII – на початку ХVIII століття, під час правління Петра І у списках Аптекарського приказу згадується дана речовина. Відкриття тіосульфату натрію з найбільшою ймовірністю приписують одному з видатних ятрохіміків другої половини XVI – початку XVIІ століття – Андреасу Лібавію, який займався вивченням властивостей сірчаної кислоти та її застосування в медицині. Вже тоді тіосульфат натрію використовували при отруєннях. Подальші згадки про тіосульфат натрію пов’язані з іменем Джона Гершеля. В 1819 році Джон Гершель відкрив розчинну дію тіосульфату натрію на галоїдне срібло.
Будова молекули
Тіосульфат натрію Na2S2O3 містить в своїй молекулі іон тіосірчаної кислоти складу S2O32- . За будовою іон тіосульфату близький до іона SO42-: тетраедр [SO3S] дещо викривлений через велику довжину зв’язку S-S (1,97Å) у порівнянні зі зв’язком S-O (1,48 Å). Раніше вважали, що будова тіосульфату натрію буде такою як на рисунку 1.1:
Рис. 1.1 - Будова молекули тіосульфату натрію
Але у зв’язку з проведеними рентгеноструктурними та іншими дослідженнями будови тіосульфатів, були отримані дані, що в іоні тіосульфатів всі хімічні зв’язки рівноцінні між собою. Тому будова іона можна зобразити так як він показаний на рисунку 2.2:
Рис. 1.2 - Будова іона тіосульфату натрію
Просторову будову молекули тіосульфату натрію можна представити як на рис. 1.3:
Рис. 1.3 - Просторова будова молекули тіосульфату натрію
Проте в більшості випадків при розгляданні властивостей тіосульфату натрію продовжують використовувати стару його структуру, з деяким припущенням вважаючи, що атоми сірки в молекулі тіосульфату натрію мають різну ступінь окиснення. У зв’язку з наявністю атомів сірки зі ступенем окиснення рівним 0 та +4 іон S2O32- проявляє відновлювальні властивості.
1.2 Органолептичні, фізико-хімічні, санітарно-гігієнічні показники
На зовнішній вигляд Na2S2O3 – це безбарвні кристали, що не злежуються, гранули або білий кристалічний порошок. Можливий жовтуватий або слабо-рожевий відтінок. Кристалічна форма – моноклінна (а = 0,8513 нм, b = 0,8158 нм, с = 0,6425 нм, b = 97,08 °, z = 4). Тіосульфат натрію на повітрі стійкий до 800С, при нагріванні у вакуумі при 3000С розкладається на сульфіт натрію та сірку. Добре розчинний у воді ((г в 100 г): 50,1 (0°С), 70,2 (20 °С), 231,8 (80 °С)), проте нестійкий. При температурі 11 - 480С з води кристалізується у вигляді пентагідрату Na2S2O3·5Н2О. Окрім пентагідрату тіосульфату натрію, відомий декагідрат натрію, який має формулу Na2S2O3·10Н2О. Кристалогідрати іншої молекулярної формули не виявлені.
Молярна маса речовини : М(Na2S2O3) = 158,11 г/моль.
Молярна маса пентагідрату: М(Na2S2O3·5Н2О) = 248,17 г/моль.
Густина речовини 1,667 г/см3.
ΔH0обр (a) -1136 кДж/моль
Розчинність в 100г холодної води складає 66,7г, а в гарячій воді 266г. Тіосульфат натрію розчинний також в аміаку NH3, у водних розчинах SO2, слабо розчинний в спиртах (етанолі).
При 48,50С гіпосульфіт плавиться в своїй кристалізаційній воді, зневоднюється близько 1000С.
При введенні в організм тіосульфат натрію надає протизапальний, протитоксичний та десенсибілізуючий ефекти. Знешкоджує препарати йоду та виказують протипаразитну дію.
1.3 Методи одержання тіосульфату натрію
а) окисненням полісульфідів Na;
б) кип’ятіння надлишку сірки з Na2SO3:
S + Na2SO3 → Na2S2O3;
в) взаємодією H2S та SO2 з NaOH (побічний продукт при виробництві NaHSO3, сірчаних барвників, при очищенні промислових газів від S):
4SO2 + 2H2S + 6NaOH → 3Na2S2O3 + 5H2O;
г) кип’ятіння надлишку сірки з гідроксидом натрію:
3S + 6NaOH → 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O,
потім за приведеною вище реакцією сульфіт натрію приєднує сірку, утворюючи тіосульфат натрію.
Одночасно в ході цієї реакції утворюються полісульфиди натрію (вони надають розчину жовтий колір). Для їх руйнування в розчин пропускають SO2.
д) чистий безводний тіосульфат натрію можна отримати реакцією сірки з нітритом натрію у формаміді. Ця реакція кількісно протікає (при 80°C за 30 хвилин) за рівнянням:
2NaNO2 + 2S → Na2S2O3 + N2O↑
е) розчинення сульфіду натрію у воді у присутності кисню повітря :
2Na2S + 2O2 + H2O = Na2S2O3 + 2NaOH
1.4 Хімічні властивості тіосульфату натрію
а) загальні хімічні властивості тіосульфату натрію
Тіосульфат натрію можна віднести до досить нестійких речовин. При нагріванні до 2200С розпадається відповідно до схеми:
В реакції термічного розкладу тіосульфату натрію отримують полісульфід натрію, котрий також далі розкладається на сульфід натрію та елементарну сірку.
Розчини тіосульфату натрію нестабільні через взаємодію з вуглекислим газом, що міститься в повітрі та розчинений у воді:
S2O32- + CO2 + H2O →HSO3- +S↓ + HCO3-