Как приготовить раствор дифениламина для определения нитратов
4.4.1. Обнаружение нитратов дифениламиновым методом
Азот имеет большое значение в жизни растений. Он входит в состав белковых веществ, липоидов, нуклеиновых кислот, хлорофилла и других важнейших органических соединений. Азот поступает в растения из почвы в основном в виде нитратов и солей аммония. Соли азотной кислоты (нитраты) поступают в корни растений, восстанавливаются в живых клетках корня до аммиака и, связываясь с кетокислотами, образуют аминокислоты, которые затем могут использоваться на построение белков. Если по каким-либо причинам цепь этих превращений нарушается (например, в результате избытка азотных удобрений в почве), то нитраты не успевают полностью превратиться в аминокислоты. Часть их может пройти через паренхиму корня и с восходящим током подняться и отложиться в различных органах растения. Нитраты в больших количествах вредны. В желудочно-кишечном тракте они превращаются в соли азотистой кислоты — нитриты, которые отравляют организм.
Обнаружение нитратов можно провести в различных растениях. Метод основан на свойстве дифениламина при взаимодействии с нитратами давать синюю окраску, характерную для образующего при этом анилинового красителя. По интенсивности посинения можно приблизительно судить о количестве нитратов в исследуемом объекте.
Цель опыта — сравнить содержание нитратов в различных частях растения.
Объекты и оборудование. Растительные объекты * (капуста, морковь и др.), раствор дифениламина в серной кислоте (0,1 г дифениламина растворяют в 10 мл крепкой серной кислоты и хранят в темной склянке); пипетки, ступка с пестиком, предметное стекло, стеклянные палочки.
* ( Если в качестве растительного объекта используется морковь, то берут кончик моркови, наружную часть и сердцевину. Если используется укроп, то берут корни и листья (можно взять и стебли).)
Постановка и проведение опыта. Берут наружный и внутренний листы капусты. Кусочки листа растирают пестиком в ступке. Каплю полученного капустного сока помещают на предметное стекло и добавляют в нее несколько капель дифениламина. О содержании нитратов судят по изменению окраски. При небольшом количестве нитратов капля растительного сока приобретает светло-голубую окраску, при большом количестве нитратов появляется темно-синяя окраска. В результате опыта учащиеся приходят к выводу о том, что в наружных листьях капусты содержание нитратов гораздо больше, чем во внутренних.
Источник
Методы определения нитратов и нитритов
Азотсодержащие соединения и их влияние на организмы
Определить по внешнему виду содержание нитратов в овощах и фруктах трудно или вообще невозможно. У вегетирующих (с листьями и стеблями) растений по интенсивности зеленой окраски листьев и черешков, особенно нижних ярусов, можно лишь ориентировочно судить: чем она темнее, тем больше нитратов в них содержится. При осмотре клубней картофеля, корнеплодов, плодов, ягод это сделать еще труднее. Агробиологи советуют при покупке овощей и фруктов выбирать не самые красивые плоды. В блестящих, как будто искусственных плодах нитратов, как правило, предостаточно. Замечено, что корнеплоды моркови одного сорта, но имеющие более яркую окраску, содержат нитратов меньше, чем корнеплоды, окрашенные менее интенсивно. Зеленые стручки фасоли содержат нитратов больше, чем желтые. Сходная зависимость между окраской и содержанием нитратов наблюдается у сортов сладкого перца. В арбузах и дынях много нитратов под коркой и в незрелых плодах. В сочных перезревших арбузах наличие нитратов легко определить по пустотам в мякоти, из которых выпадают семена.
В аналитической химии известно несколько методов качественного определения нитратов и нитритов в растворе.
1. На часовое стекло поместить три капли раствора дифениламина, пять капель концентрированной серной кислоты и несколько капель исследуемого раствора. В присутствии нитрат- и нитрит-ионов появляется темно-синее окрашивание.
2. К 10 мл исследуемого раствора прибавить 1 мл раствора, состоящего из 10%-го раствора реактива Грисса в 12%-й уксусной кислоте, и нагреть до 70–80 °С на водяной бане. Появление розового окрашивания свидетельствует о наличии нитрит-ионов.
Приготовление реактива Грисса. Реактив состоит из двух растворов.
Первый – растворить 0,5 г сульфаниловой кислоты при нагревании в 50 мл 30%-го раствора уксусной кислоты.
Второй – прокипятить 0,4 г a-нафтиламина в 100 мл дистиллированной воды. К бесцветному раствору, слитому с сине-фиолетового осадка, прилить 6 мл 80%-го раствора уксусной кислоты.
Перед применением оба раствора смешать в равных объемах.
3. К 10 мл исследуемого раствора прилить 10–15 капель щелочи, добавить 25–50 мг цинковой пыли, полученную смесь нагреть. Нитраты восстанавливаются до аммиака, который обнаруживается по покраснению фенолфталеиновой бумаги, смоченной в дистиллированной воде и внесенной в пары исследуемого раствора.
4. Оригинальные методы для определения нитратов и нитритов предложены А.Л.Рычковым (1-й Московский медицинский институт имени И.М.Семашко). Для их проведения можно воспользоваться аптечными препаратами: риванолом (этакридина лактат), физиологическим раствором (0,9%-й раствор хлорида натрия в дистиллированной воде), антипирином (1-фенил-2,3-диметилпиразолон-5).
Р и в а н о л ь н а я р е а к ц и я. К 1 мл исследуемого раствора прибавляют 1 мл физиологического раствора и смешивают с 1 мл риванольного раствора (таблетку риванола растворяют при нагревании в 200 мл 8%-й соляной кислоты). Если появится бледно-розовая окраска, значит, уровень нитратов и нитритов в питьевой воде недопустим.
А н т и п и р и н о в а я р е а к ц и я. Антипирин в присутствии 50 мг/л нитритов образует нитропроизводное, окрашенное в салатовый цвет. Если в растворе присутствуют следы дихромата калия, то чувствительность реакции сильно возрастает, и при содержании нитритов более 1,6 мг/л появляется розовая окраска.
Для проведения этого анализа 1 мл питьевой воды смешивают с 1 мл физиологического раствора (концентрация нитритов при таком разведении уменьшается вдвое), добавляют 1 мл раствора антипирина (1 таблетку антипирина растворяют в 50 мл 8%-й соляной кислоты) и быстро 2 капли 1%-го раствора дихромата калия. Смесь нагревают до появления признаков кипения. Если в течение 5 мин раствор становится бледно-розовым, то в нем содержится более 1,6 мг/л нитрит-ионов, а в анализируемой питьевой воде их вдвое больше. В этом случае содержание нитрит-ионов превышает предельно допустимую концентрацию.
Количественное определение суммарного содержания нитратов и нитритов проводят с помощью реактива Грисса, переведя предварительно нитраты в нитриты цинковой пылью в кислой среде при рН = 3. Затем 10 капель исследуемого раствора подкисляют 10 каплями уксусной кислоты и прибавляют 8–10 капель реактива Грисса. Через 5–10 мин появляется розовое или красное окрашивание.
Для определения количественного содержания нитрит-ионов используют серию стандартных растворов. Сначала готовят основной раствор, содержащий 1000 мг нитратов в литре. С этой целью 1,645 г нитрата калия, высушенного до постоянной массы при температуре 105 °С, растворяют в 1 л дистиллированной воды в мерной колбе. Из основного раствора готовят рабочие стандартные растворы (в день проведения анализа) с содержанием 100, 50, 25 и 10 мг/л разбавлением его соответственно в 10, 20, 40 и 100 раз. При проведении анализа с градуировочным раствором проводят те же операции, что и с анализируемой пробой. Затем интенсивность окраски исследуемого образца сравнивают с окраской эталонных растворов визуально или на фотоэлектроколориметре (табл.).
Ориентировочное содержание нитритов
При массовых анализах растений на содержание нитратов используют потенциометрический метод, который позволяет определить различные физико-химические величины и проводить количественный анализ путем измерения электродвижущей силы элемента. Этот метод основан на применении нитратселективного электрода, позволяющего быстро и точно проводить анализы вытяжек из свежего и сухого растительного материала. Метод хорош не только благодаря высокой точности, но и универсальности применения, в том числе и для растительной продукции, имеющей ярко окрашенный сок, мешающий распознаванию нитратов колориметрическими методами.
Нитратселективный электрод относится к ионоселективным электродам с жидкой мембраной, обладающей свойствами полупроницаемости и повышенной избирательности по отношению к определенному типу ионов. Это свойство позволяет определять активность анализируемого иона по результатам одного измерения, т. е. прямым потенциометрическим методом.
Жидкие мембраны изготавливают на базе ионообменного раствора в соответствующем растворителе. Этим раствором пропитывают стеклянный фильтр или синтетическую пористую пластинку (тефлон, поливинилхлорид и т. д.). К растворителю предъявляют следующие требования:
- не смешиваться с водой;
- обладать высокой вязкостью, чтобы не вытекать из мембраны;
- иметь пониженную упругость пара, чтобы не улетучиваться;
- иметь относительно высокую диэлектрическую постоянную, чтобы ассоциация ионов не выходила за разумные пределы.
Ионообменный раствор образует с исследуемым ионом диссоциирующее в той или иной степени ионное соединение или же связывает исследуемые ионы в комплекс, устойчивый в данном растворителе.
На рисунке представлена схема устройства ионо(нитрат)селективного электрода. Мембрана нитратселективного электрода содержит положительно заряженный комплексный ион переходного металла (Ni 2+ , Fe 2+ ) с хелатными группами о-фенантролина.
Рис. Схема ионоселективного электрода с жидкой мембраной:
1 – внутренний электрод сравнения (хлорсеребряный); 2 – исследуемый раствор; 3 – ионообменный раствор; 4 – пластиковый корпус устройства; 5 – жидкая мембрана, приготовленная из пористой диафрагмы, пропитанной ионообменным раствором
Предложены и другие жидкостные нитрат-электроды, полученные на основе растворов нитрата диметилгексилдецилбензиламмония в деканоле, нитратов тетраоктиламмония и полимерных ионообменных систем.
Однако для различных практических применений, особенно в почвоведении и агрохимии, отдают предпочтение пленочному нитрат-электроду на основе тетрадециламмоний нитрата в дибутилфталате.
Л и т е р а т у р а
Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г., Солодкин И.С. Аналитическая химия. М.: Просвещение, 1975;
Корыта И., Дворжак И., Богачкова В. Электрохимия. М.: Мир, 1975;
Никольский Б.П., Матерова Е.А. Ионоселективные электроды. Л.: Химия, 1980.
М.Д.Трухина,
Московский педагогический
государственный университет
Источник
Определение содержания нитратов в овощных культурах
Разделы: Химия
1.орг. момент
2.Теоретическая часть. Учащиеся по плану делают доклады.
1.1.Откуда берутся нитраты
1.2. . Влияние на здоровье человека нитратов, нитратов и пестицидов, содержащихся в продуктах питания
1.3. Влияние нитратов на организм человека
1.4. Влияние нитратов на организм животных
1.5. Содержание и накопление нитратов в растениях
1.6. Способы снижения нитратов в растениях на организм человека.
2.Практическая часть.
2.1.Определение нитратов в овощных культурах
Методика определения содержания нитратов в овощных культурах
В предлагаемой работе изложен метод определения нитратов у различных видов овощей и их частей, который основан на хорошо известной реакции нитрат- иона с дифениламином.Для работы выбираются любые овощи имеющиеся в таб.2,показывающей Минимальное и максимальное количества нитратов в овощах (мг/кг), определенные в Институте почвоведения фотосинтеза А.Н. России.
На данном уроке нами были выбраны и проанализированы такие овощи как морковь и капуста, произрастающие в разных экологических условиях.
Оборудования и материалы: ступки малые с пестиками, предметные стекла, марлевые салфетки, мелкие емкости – пузырьки из – под пенициллина с пробками, пипетки, 1% — ный раствор дифениламина, исходный раствор нитрата натрия для построения калибровочной кривой, дистиллированная вода, исследуемые продукты.
Ход работы.
1. Овощи вымыли и обсушили.
2. В один из пузырьков налили 10 мл. исходного раствора нитрата натрия, соответствующего по концентрации максимальному содержанию нитратов в овощах – 3000 мг на кг.
3. Приготовили серию калибровочных растворов путем разбавления пополам предыдущего, например к 3 мл. исходного раствора прибавляется 3 мл. дистиллированной воды, взбалтывается и т.д. Так мы получаем серию калибровочных растворов с разным содержанием нитратов: 3000, 1500, 750, 375, 188, 94, 23 мг/кг.
4. Овощи и плоды расчленили на части: зона примыкающая к плодоножке, кожура, периферийная часть, срединная часть, кочерыжка (у капусты), жилки, лист без жилок. Вырезанные части режим ножом и растираем в ступке, сок отжимаем через 2- 3 слоя марли.
5. Под предметное стекло положили белый лист бумаги, капаем на стекло 2 капли изучаемого раствора и 2 капли дифениламина. Опыт проводим в трехкратной повторности. Затем описываем реакцию согласно следующей градации, которую можно использовать как для калибровочных растворов, так и для анализов (по Церлингу, 1965)(табл.4).В случае сомнений в содержании нитратов капали рядом калибровочный раствор с известной концентрацией вещества и повторяли реакцию с дифениламином.
6. Результаты занесли в таблицу.
2.2.Результаты исследования оформляются в виде таблиц 1,2,3,4,5 (см.приложение)
2.3.Учитель совместно с учащимися анализирует выполненную работу.
Литература
1.Акимова Т.А., Хаскин В.В. Основы эко развития. — М.,1994.
2.Акимов Т.А., Хаскин В.В.Экология. – М.,1998.
3.Алексеев С.В., Экология.9 класс, 10-11 классы. — СПб.,1997.
4.Анастасова ЛН., Гольнева Д.П., Короткова Л.С.
5.Беляев МП., Гнеушев М.И Глотов Я.К, Шамов О.И.Справочник предельно допустимых концентраций вредных веществ в пищевых продуктах и окружающей среде. – М..1993.
6.Ваганов П.А., Им М. – С. Экологические риски. – Спб, 2001
7.Величковская Б.Г., Кирпечёв В.И., Суравегина И.Т. Здоровье человека и окружающая среда. – М., 1997
8.Винокурова Н.Ф., Трушин В.В. Глобальная экология. – М., 1998.
9.Воронков Н.А. Экология общая, социальная, прикладная. – М., 1998.
10.Воткевич ГВ., Вронский В.А.Основы учения о биосфере. — М., 1989.
11.Гиляров М.С., Винберг Г.Г, Чернов ЮИ Экология _ задачи и перспективы//Природа.- 1997. — №5.
12.Гладкиий Ю.Н. Глобалистика: трудный путь становления//Мировая экономика и международные отношения. – 1994. — №10.
13.Гладкий Ю.Н., Лавров С.Б. Дайте планете шанс. – М.,1995.
14.Горшков ВГ Физические и биологические основы устойчивости жизни. М.,1995.
15.Данилов – Данильян В.И., Залиханов М.Ч., ЛосевК.С., Экологическая безопасность: Общие принципы и российский аспект. – М., 2001.
16.Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология. 9 класс. – М., 1995.
17.Мамедов Н.М., Суравегина И.Т, Глазачев С.Н Основы общей экологии.- М.,1997.
18.Миркин Б.М., Наумова Л.Г.Экология России. 9-11 классы. – М.,1995.
19.Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. – М., 1998.
20.Основы экологии и экологическая безопасность. / Под ред. В.В.Шкарина., И.Ф. Колпащиковой. – Н.Новгород, 1998.
21.РевельП., Ревель Ч. Среда нашего обитания. – М.,1994 – Кн.1.
22.Реймерс Н.Ф. Экология (Теория, законы, правила, принципы и гипотезы). – М.,1994.
23.Родман Л.С. Ботаника – М: Колос, 2001 – 328 с. ил (Учебники и учебные пособие для студентов средних специальных заведений).
24.Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г., Мизити А.В. Введение в экологическую химию. – М.,1994
25.Стадницкий Г.В., Родионов А.И Экология. – М.,1995.
26.Хаскин В.В, Акимова Т.А. Основные критерии экоразвития. – М., 1994.
27.Хотунцев Ю.Л. Человек, технологии, окружающая среда. – М.,2001.
28.Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность, изд.2. – М.,2004. – с.330.
29.Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. – М.,1998.
30.Чернова Н.М., Галушин ВМ., Константинов В.М. Основы экологии. – М.,1995.
31. Галиев М.А., Шаретдинов Э.Ф. Экологические проблемы и правовая охрана окружающей среды в Республике Башкортостан. Уфа: Издание Башкирской Академии государственной службы и управления при Президенте Республики Башкортостан, 1998. — 185 с.
Источник