Физико-химические методы исследования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И

УПРАВЛЕНИЯ ИМЕНИ К.Г.РАЗУМОВСКОГО»

Филиал ФГБОУ ВПО «МГУТУ им. К.Г.Разумовского» в г. Мелеузе

(Республике Башкортостан)

Контрольная работа

По дисциплине: Физико-химические методы исследования

Студент 2 курс СФО

Новоженина Е. В.

Институт: ТМ

Специальность: 260100

Преподаватель: Габитова З. С.

Мелеуз - 2014г

Содержание

Введение

1. Дайте определения таких понятий, как партия продукции; проба (выборка) точечная, объединенная, средняя; средний образец

2. Что такое макронутриенты и микронутриенты и каково их влияние на физико- химические свойства продукции

3. Дайте классификацию оптических методов анализа

Заключение

Список используемой литературы

Введение

На протяжении всей истории развития биологии физические и химические методы были важнейшим инструментом исследования биологических явлений и процессов живой природы. Важность внедрения таких методов в биологию подтверждают экспериментальные результаты, полученные с помощью современных методов исследования, зародившихся в. смежных отраслях естествознания - физике и химии. В этой связи неслучайно в 1970-х годах в отечественном научном лексиконе появился новый термин "физико-химическая биология". Появление этого термина свидетельствует не только о синтезе физических, химических и биологических знаний, но и о качественно новом уровне развития естествознания, в котором происходит непременно взаимное обеспечение отдельных его отраслей.

Внедрение физических и химических методов способствовало развитию экспериментальной биологии, у истоков которой стояли крупные ученые: К. Бернар (1813- 1878), Г. Гельмгольц (1821- 1894), Л. Пастер (1822- 1895), И.М. Сеченов (1829- 1905), И.П. Павлов (1849-1936), С.Н. Виноградский (1856- 1953), К.А. Тимирязев (1843- 1920), И.И. Мечников (1845- 1916) и многие другие.

Физико-химические методы анализа -- это большая группа методов, в которую часто включают все приемы химических исследований, базирующиеся на количественном измерении физических свойств. Предварительно изученная зависимость состав --свойства позволяет посредством простых физических измерений анализировать любую систему. Если в химическом анализе для определения количественного состава измеряют количество вещества, вступающего в реакцию, или весовое (объемное) количество продуктов реакции, то в физико-химическом анализе непосредственного измерения объема или веса не производят, а количественно определяю/ какое-либо физическое свойство вещества или системы. Поэтому первым этапом разработки и применения любого физико-химического метода является установление зависимости между составом и свойствами, выражаемой математически в виде формулы или графика.

Зависимости, используемые в физико-химических методах анализа, опираются на общие законы физики и химии; специфичность свойств веществ, характер реакций и особенности изучаемых систем находят отражение в величинах параметров уравнений. Это придает физико-химическим методам универсальность, позволяющую применять одни и те же приборы для исследования разнообразных соединений. В связи с этим классификация методов и последовательность их изучения основывается на общности используемых законов (свойств) и применяемой аппаратуры.

Другая особенность физико-химического анализа связана с тем, что свойства вещества или системы не зависят от взятого объема вещества. Любые свойства: окраска, интенсивность излучения, показатель преломления, величина потенциала-- определяются только концентрацией, а не абсолютным количеством изучаемого компонента. Это позволяет значительно повысить чувствительность методов количественного определения и вносит некоторые особенности в технику работы по сравнению с обычными химическими методами.

Ряд физико-химических методов позволяет определять такие свойства вещества, или компонента в смеси, которые нельзя изучить обычными приемами: окислительно-восстановительный потенциал, активности ионов, светопоглощение и отражательная способность почвы и т. п.

Разнообразие физико-химических методов столь велико, что сейчас уже трудно установить границы, в пределах которых тот или иной метод следует считать физико-химическим.

1. Дайте определения таких понятий, как партия продукции; проба (выборка) точечная, объединенная, средняя; средний образец

Приемка товаров по качеству и количеству осуществляется в торговых организациях партиями. Независимо от размера партии приемочный контроль по качеству чаще носит выборочный характер, а по количеству - сплошной.

Важнейшим элементом выборочного контроля является отбор проб. От правильности отбора проб зависит достоверность определения качества всей товарной партии, так как результаты оценки пробы переносятся на партию целиком.

Сложность отбора проб обусловлена единством и противоречиями целого и его частей. В любой партии товаров есть единичные экземпляры с повышенным, средним, а иногда даже с низким качеством. Соотношение таких товаров в каждой партии индивидуально и случайно. Поэтому так важно, чтобы проба обладала определенной степенью достоверности аналогичной с товарной партией, из которой она отобрана, неоднородностью. Для этого должны быть выполнены следующие требования: оптимальные размеры пробы; представительность пробы; единообразие операций по отбору проб.

Оптимальность размера пробы предполагает, что она должна быть не ниже минимального допустимого предела, но и не большой, так как при этом возрастают затраты на ее сортировку.

Представительность пробы - ее способность с достаточной достоверностью отражать действительную неоднородность качества товарной партии.

Указанные требования могут быть выполнены, если разработаны и применяются единые правила отбора проб, определены основные термины и их понятия, которые обеспечивают единообразие операций по отбору проб.

Проба - минимально допустимая часть тов. партии, отобранная из нее по установленным правилам и предназначенная для оценки качества по установленным или оговоренным заранее правилам.

Выборка - определенная минимально- допустимое количество упакованных единиц, составляющих представительную часть товарной партии и отобранных для составления исходной пробы, предназначенное для оценки (контроля, испытаний) качества по установленным или заранее оговоренным правилам.

Правила отбора - устанавливаются размер единичных и совокупных проб и выборок в зависимости от размера товарной партии, методика отбора проб и выборок, с указанием места их изъятия, размера проб для разных испытаний.

Пробы бывают:

1) Точечная - единичная проба определенного размера, отбираемая из одного места товарной партии. Размер проб в зависимости от объекта и назначения колеблется от нескольких мг. до кг. для отбора точечных проб применяют различные приспособления- отборники, щупы.

2) Объединенная - совокупность точечных проб, отобранных от одной товарной партии. Размер объединенной пробы зависит от количества точечных проб, а представительность - от того, насколько установленные правилами количество проб и места их отбора позволили сформировать суммарный образец, отражающий действительное качество всей партии с определенной степенью достоверности (или в пределах допустимой погрешности).

3) Исходная проба - установленная часть объединенной пробы или совокупность выборок, предназначенное для оценки качества.

Средний образец - часть исходного образца, отобранного для проведения лабораторных испытаний

Навеска - часть средней пробы, выделенная для определения отдельных показателей качества товара.

2. Что такое макронутриенты и микронутриенты и каково их влияние на физико- химические свойства продукции

Пища представляет собой готовые к употреблению пищевые продукты, используемые в качестве источника строительного материала и энергии. Они могут быть натуральными или подвергнутыми кулинарной, либо промышленной обработке. Продукты бывают растительного, животного происхождения, минеральные или синтетические (произведены технологическим путем).

В состав продуктов входят пищевые вещества или нутриенты, которые являются органическими и неорганическими элементами. Организм использует их для обновления и построения клеток и тканей, для получения энергии, для координации биохимических и физиологических функций.

Пищевые вещества и являются компонентами питания. Их подразделяют на следующие виды:

Макронутриенты - пищевые вещества, необходимые в больших количествах организму, в десятках граммов в сутки. Это белки, углеводы, жиры - основные компоненты, которые дают энергию и материал для обновления организма. Также к макронутриентам относят воду, необходимую ежедневно в количестве полутора - двух литров.

Микронутриенты - пищевые вещества, которые требуются организму в малых количествах - в долях грамм (миллиграммах, микрограммах). Это витамины, ряд минеральных веществ, принимающие участие в процессе усвоения энергии, в координации различных функций, в процессах развития и роста организма.

Кроме того, есть иная классификация:

Эссенциальные нутриенты (незаменимые) являются жизненно необходимыми пищевыми веществами для организма, недостаток либо отсутствие которых в рационе питания становятся причиной развития заболеваний, а продолжительный недостаток приводит к гибели организма. К незаменимым нутриентам относят некоторые аминокислоты, минеральные вещества, витамины. точечный проба микронутриент оптический

Заменимые нутриенты могут вырабатываться организмом (в необходимом количестве или частично) с помощью микроорганизмов кишечника - микрофлоры. Среди них можно назвать ряд витаминов, аминокислот и витаминоподобных веществ. Однако определенное количество заменимых нутриентов должно поступать с продуктами питания.

3. Дайте классификацию оптических методов анализа

К оптическим методам относятся рефрактометрия, поляриметрия, абсорбционные оптические методы.

Рефрактометрический анализ широко применяют при исследовании таких пищевых продуктов, как жиры, томатные продукты, варенье, джем, соки и др.

Рефрактометрический анализ основан на измерении показателя преломления (рефракции) веществ, по которому следует судить о природе вещества, чистоте и содержании в растворах.

Преломление луча света возникает на границе двух сред, если среды имеют различную плотность.

Отношение синуса угла падения (а) к синусу угла преломления (В) называют относительным показателем преломления (п) второго вещества по отношению к первому и является величиной постоянной:

Показатель преломления вещества зависит от его природы, а также от длины волны света и от температуры.

При падении угла света под углом 90° угол преломления называется предельным углом преломления, а его величина зависит только от показателей преломления этих сред, через которые проходит свет. Поэтому, если известен показатель преломления одной среды, то, измерив предельный угол преломления, можно определить показатель преломления исследуемой среды.

Поляриметрический метод основан на свойстве некоторых веществ изменять направление световых колебаний.

Вещества, обладающие свойством изменять направление колебаний при прохождении через них поляризованного света, называются оптически активными. Особенности строения молекул Сахаров обусловливают проявление оптической активности в растворах.

У поляризованного луча, пропущенного через слой раствора оптически активного вещества, меняется направление колебаний, а плоскость поляризации оказывается повернутой на некоторый угол, называемый углом поворота плоскости поляризации, который зависит от поворота плоскости поляризации, концентрации и толщины слоя раствора, длины волны поляризованного луча и температуры.

Оптическая активность вещества характеризуется удельным вращением (s), под которым понимают угол, на который повернется плоскость поляризации при прохождении поляризованного луча через раствор, в 1 мл которого содержится 1 г растворенного вещества при толщине слоя раствора (длине поляризационной трубки), равной 1 дм.

Угол вращения плоскости поляризации а определяют по формуле

где l -длина трубки, дм;

С --концентрация вещества, г/100 мл.

Из этой формулы легко вычислить концентрацию С, если известен угол вращения:

Оптические абсорбционные методы -- это методы анализа, основанные на поглощении электромагнитного излучения анализируемыми веществами. Именно оптические абсорбционные методы получили широкое распространение в научно-исследовательских и сертификационных лабораториях. При поглощении света атомы и молекулы поглощающих веществ переходят в новое возбужденное состояние. В зависимости от вида поглощающих веществ и способа трансформирования поглощенной энергии различают атомно-абсорбционный, молекулярно-абсорбционный анализ, нефелометрию и люминесцентный анализ.

Атомно-абсорбционный анализ основан на поглощении световой энергии атомами анализируемых веществ.

Молекулярный абсорбционный анализ основан на поглощении света молекулами анализируемого вещества и сложными ионами в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра (спектрофотометрия,фотоколориметрия, ИК-спектроскопия).

Фотоколориметрия и спектрофотометрия основаны на взаимодействии излучения с однородными системами, их обычно объединяют в одну группу фотометрических методов анализа.

Нефелометрия основана на поглощении и рассеянии световой энергии взвешенными частицами анализируемого ве-щества.

Люминесцентный (флуорометрический) анализ основан на измерении излучения, возникающего в результате выделения энергии возбужденными молекулами анализируемого вещества.

Люминесценцией называют свечение атомов, ионов, молекул и других более сложных частиц вещества, которое возникает в результате перехода в них электронов при возвращении из возбужденного в нормальное состояния.

Чтобы вещество стало люминесцировать, к нему необходимо извне подвести определенное количество энергии. Частицы вещества поглощают энергию, переходят в возбужденное состояние, пребывая в нем некоторое время. Затем они возвращаются в состояние покоя, отдавая при этом часть энергии возбуждения в виде квантов люминесценции.

В зависимости от вида возбужденного уровня и времени пребывания в нем различают флуоресценцию и фосфоресценцию.

Флуоресценция -- это вид собственного свечения вещества, которое продолжается только при облучении. Если источник возбуждения устранить, то свечение прекращается мгновенно или спустя не более 0,001 с.

Фосфоресценция -- это вид собственного свечения вещества, которое продолжается после отключения возбуждающего света.

Для исследования продтоваров используют явление флуоресценции.

С помощью люминесцентного анализа можно обнаружить в исследуемом образце присутствие вещества в концентрации 10-11 г/г. Этот метод используется для определения некоторых витаминов, содержания белков и жиров в молоке, исследования свежести мяса и рыбы, диагностики порчи овощей, плодов и обнаружения в продуктах консервантов, лекарственных препаратов, канцерогенных веществ, пестицидов.

Все оптические абсорбционные методы иногда объединяют в одну группу спектрохимических или спектроскопических методов анализа, хотя они имеют существенные различия по аппаратному оформлению, по виду поглощающих частиц и другим признакам. Методы разные, но в их основе лежат одинаковые законы светопоглощения.

Заключение

Потребительские товары - понятие широкое и включает как продовольственные, так и непродовольственные товары.

Продовольственные товары - это товары, произведенные из продовольственного сырья и используемые в пищу в натуральном или переработанном виде.

Качество продовольственных товаров - это совокупность свойств, отражающих способность товара обеспечивать органолептические характеристики, потребность организма в пищевых веществах, безопасность для здоровья, надежность при производстве и хранении.

Продовольственные товары должны быть прежде всего безопасными в употреблении, что означает отсутствие токсического, канцерогенного, мутагенного или любого другого неблагоприятного воздействия их на организм человека при употреблении их в общепринятых количествах. Безопасность гарантируется установлением и соблюдением регламентируемого уровня содержания загрязнителей химического, биологического или природного происхождения.

Качество и безопасность употребления продовольственных товаров оцениваются посредством товароведной экспертизы.

Товароведная экспертиза - это оценка потребительских свойств товаров по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям, а также показателей их количественных характеристик, осуществляемая экспертами путем проведения испытаний /измерений/ или опроса и/или на основании информации на маркировке и/или в товарно-сопроводительных документах. Обязательность экспертизы данного вида обусловлена тем, что в ее основе лежит оценка органолептических свойств и основных показателей качества, что приближает эту экспертизу к оценке товара потребителем.

Экспертиза продовольственных товаров построена на использовании принципов и методов аналитической химии. Историческое развитие аналитических методов было тесно связано с внедрением новых измерительных приборов.

Практически любое физико-химическое свойство, характерное для отдельного элемента или соединения, входящего в состав любого продовольственного товара, может служить основой метода аналитического определения.

Список используемой литературы

1. Сычев С.Н., Гаврилина В.А., Музалаевская Р.С. Высокоэффективная жидкостная хроматография как метод определения фальсификации и безопасности продукции. - М.: ДеЛи принт, 2005. - 148с.

2. Пентин Ю.А., Вилков Л.В. Физические методы исследования в химии. - М.: Мир, 2003. - 532с.

3. Рудаков О.Б., Пономарев А.Н, Полянский К.К., Любарь А.В. Жиры. Химический состав и экспертиза качества. - М.: ДеЛи принт, 2005. - 312с.

4. Коренман Я.И. Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов: в 4-х книгах. 2-е издание, ререраб. И доп. Книга 1. Титриметические методы анализа. - М.: КолосС, 2005. - 239с.

5. Коренман Я.Н. Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов: в 4-х книгах. 2-е издание, перераб. И доп. книга 2. Оптические методы анализа. - М.: КолосС, 2005. - 288с.

6. Коренман Я.И. Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов: в 4-х книгах. 2-е издание, перераб. И доп. Книга 3. Электрохимические методы анализа. - М.: КолосС, 2005. - 232с.

Размещено на Allbest.ru