Meyve Sularında Etanol Tayini Nasıl Hesaplanır?

Gıda Analizleri  Etanol Tayini 

 
Yöntemin Prensibi
  
Örnekten damıtılarak ayrılan etanolün, asidik ortamda potasyum bikromat ile okside edilmesi ve ortamdaki fazla bikromatın, demir (II)-o-fenantrolin belirteci karşısında, amonyum demir (II) sülfat ile tayin edilmesi yöntemine dayanır.

 
Kullanılan Malzemeler 

• Ağzı rodajlı balon (250 mL)
• Balonjoje (1L)
• pH metre
• Damıtma cihazı
• Erlen (250 mL)
• Pipet (5, 10 mL)
• Mezür (250 mL)
• Büret (50 mL)

Kullanılan Kimyasallar

Derişik sülfürik asit (H2SO4) (Merck 1.00731)

Yoğunluğu 1,488 olan sülfürik asit çözeltisi (H2SO4)

1/1 oranında seyreltilmiş yoğunluğu 1,836 olan sülfürik asit çözeltisi (H2SO4)

Kalsiyum hidroksit çözeltisi Ca(OH)2: 110 g kalsiyum hidroksidin (Merck 1.02047) 1 L saf suda süspansiyonu hazırlanır.

Potasyum bikromat çözeltisi (K2Cr2O7) : 42,572 g potasyum bikromat (Merck 104952) 500 mL saf suda çözülerek çözeltinin son hacmi 1 L’ye tamamlanır. Bu çözeltinin 1 mL’si 0,01 g etanole eşittir.
 
Potasyum permanganat  çözeltisi (KMnO4) : 1,372 g potasyum permanganat (Merck 1.05082) 500 mL saf suda çözülerek çözeltinin son hacmi 1 L’ye tamamlanır. Bu çözeltinin 10 mL’ si 1 mL amonyum demir (II) sülfata eşdeğerdir.
 
Amonyum demir (2) sülfat hekzahidrat [(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O]: 170,2 g amonyum demir (2) sülfat hekzahidrat (Merck 1.03792) 500 mL saf suda çözülerek çözeltinin son hacmi 1 L’ye tamamlanır.
 
Demir -o- fenantrolin çözeltisi: 100 mL saf su içerisine 0,695 g demir (II) sülfat heptahidrat (FeSO4.7H2O) (Merck 1.03965) çözülür. Üzerine 1,485 g o-fenantrolin monohidrat (Merck 1.07225) eklenerek ısıtılır. Bu çözelti uzun süre saklanabilir.
 
Litrede 20 mL sülfürik asit çözeltisi: 170,2 g amonyum demir (II) sülfat (Merck 1.03792) bir miktar saf suda çözülerek 1 L’lik balonjojeye aktarılır. Üzerine 20 mL sülfürik asit eklenerek hacim çizgisine kadar saf su ile tamamlanır. Bu çözeltinin  2 ml’ si  1 mL potasyum bikromata eşittir.

Deneyin Yapılışı
 
Örnek 100 mL damıtma ürününde 1g dan az etanol olmayacak şekilde alınır.

 
Örneğin Damıtılması
 
Damıtma balonunun içerisine homojen hale getirilmiş 100 mL deney numunesi ve 50 mL saf su  koyulur. Örnek alınan kap 120 mL geçmeyecek miktarda saf su ile yıkanarak damıtma balonuna aktarılır.
 
Numuneye daha önceden hazırlanmış olan kalsiyum hidroksit süspansiyonu eklenerek içerisine pH elektrodu daldırılarak pH’ sı 8 olana kadar NaOH çözeltisi ile hafif bazik yapılır. Eğer PH metre yoksa çözeltinin bazik olup olmadığı kırmızı turnusol kağıdını mavi renge çevirmesi ile de anlaşılabilir. Kalsiyum hidroksit süspansiyonu çalkanalarak çözeltinin üzerine eklenir. 100 mL’lik ölçülü balonun içerisine 10 mL saf su koyularak damıtma cihazının ucu çekilmiş yerine dibine batacak şekilde yerleştirilir (Şekil 01)
 
Damıtma sıcaklığı, 100 mL’lik ölçülü balonda toplanan damıtma ürününün sıcaklığı 15-20 ºC olacak şekilde ayarlanır ve balonda 80-85 mL damıtma ürünü toplanınca damıtmaya son verilir. Bağlantı yerleri az miktarda saf su ile çalkanarak ölçülü balona yıkama suyu aktarılır ve hacim çizgisine  kadar saf su ile tamamlanır.
 
Eğer analize alınacak numunenin içerisinde eteri yağlar bulunuyorsa damıtma ürününde bulanıklılık veya eteri yağ damlacıkları görülür. Bu durumda oksidasyon işleminden önce numuneye şu işlem uygulanır.
 
Damıtma ürünü 100 mL’lik ölçülü bir kaba aktarılır  ve iki saat bekletilir. Ölçü çizgisine kadar saf su ile damıtılır. Yüzeyde oluşan eteri yağ yavaşça bir pipetle çekilir veya süzgeç kağıdından süzülerek ortamdan uzaklaştırılır. Süzüntüde hala bulanıklık varsa içerisine 10 g polistiren  granülleri atılarak 15 dakika çalkalanır ve tülbentten süzülür. Berrak süzüntü ile oksidasyon deneyine devam edilir.
                                                                  

  
 Oksidasyon
 
Ağzı rodajlı balona 20 mL (V2) potasyum bikromat çözeltisi ve 20 mL sülfürik asit çözeltisi eklenerek çalkalanır. Üzerine damıtma ürününden 10 mL (V1) eklenerek balonun ağzı kapatılarak ara sıra çalkalanılarak yarım saat bekletilir. Bu süre sonunda çözeltide yeşil renk görülmemelidir. Yeşil rengin görülmesi örnekteki etanol miktarının çok fazla olduğunu göstermektedir. Bu durumda damıtma ürününden 5 mL alınarak oksidasyon işlemi yapılır.
 
 
Titrasyon
 
Çözeltiye eklenen bikromatın fazlası amonyum demir (2) sülfat çözeltisi kullanılarak titre edilir. Bikromat fazlalığı daha sonra yapılacak olan  tanık deney için kullanılan miktarın en az %20’ sine eşit olmalıdır.
 
Çözelti rengi yeşil-mavi olduğu zaman 4 damla demir-o-fenantrolin çözeltisi eklenerek çözeltinin rengi kahverengiye dönüşene kadar amonyum demir (2) sülfat çözeltisi ile titre edilmeye devam edilir.  Eğer dönüm noktası kaçırılırsa damla damla potasyum permanganat çözeltisi eklenerek dönüm noktasına gelinir. Kullanılan amonyum demir (2) sülfat çözeltisinin hacminden eklenen potasyum permanganat hacminin onda biri çıkarılarak dönüm noktası için gerekli amonyum demir (2) sülfat çözeltisinin hacmi bulunur (V3)
 
Aynı koşullarda deney, şahit deneme için damıtma ürünü yerine saf su kullanılarak yapılır ve harcanan amonyum demir (2) sülfat çözeltisi hacmi kaydedilir (V4)
 
 

Hesaplamalar
 
% Etanol miktarı = (0,01 x V2) x [(V4 -V3) / V4] x (100 / V1) x (100 / m)
  
V1 = Damıtma ürünü hacmi
V2 = Oksidasyon için eklenen potasyum bikromat çözeltisinin hacmi
V3 = Harcanan amonyum demir (2) sülfat çözeltisinin hacmi
V4 = Şahit deney için harcanan amonyum demir (2) sülfat çözeltisinin hacmi
m = İlk başta alınan örnek hacmi