水分計 - 蒸留による水分の測定
蒸留は、沸騰した有機液体を使用してサンプルから水を分離するために 20 世紀初頭に発明され、現在でも使用されています。
1. 原理：非水溶性有機溶媒と試料を蒸留水分測定装置に入れて加熱すると、溶媒蒸気とともに試料中の水分が蒸発し、その蒸気を凝縮管で凝縮させ、その容量から求めます。水分 サンプルの水分含有量。
2. 手順
2.00-5.00gのサンプルを正確に量る → 250mlの水分測定レトルトに入れる → 約50-75mlの有機溶媒を加える → 蒸留装置に接続する → 加熱してゆっくり蒸留する →水の大部分が蒸発するまで → 蒸留速度を上げる → 目盛管内の水の量が増加しなくなるまで → 読み取り
計算します:
水分=V/W
V——目盛り付き管の水層の容量 ml
W - サンプルの重量 (g)
3. 一般的に使用される有機溶剤とその選択基準
一般的に使用される有機溶媒は、水より透明で、水より重いです。
ベンゼンキシレンCCl4
密度 0.88 0.86 0.86 1.59
沸点 80度 80度 140度 76.8度
選択基準：熱に不安定な食品にはキシレンは沸点が高いため一般に使用されず、ベンゼンなどの低沸点有機溶媒がよく使用されます。 乾燥タマネギや乾燥ニンニクなど、分解して水分が出る糖分を含むサンプルにはベンゼンも使用でき、サンプルの性質に応じて有機溶媒を選択する必要があります。
4. 蒸留のメリットとデメリット
素晴らしい
点：
⑴ 十分な熱交換
⑵重量法に比べて加熱後の化学反応が少ない
⑶シンプルな設備と便利な管理
欠点:
⑴水や有機溶剤は乳化しやすい
(2) サンプル内の水分がまったく蒸発しない可能性があります。
(3) 復水管の壁に水分が付着し、読み取りエラーが発生する場合があります。
読み取りエラーが発生するため、層別化には理想的ではありません。 エマルジョンの出現を防ぐために、少量のアミルアルコールまたはイソブタノールを添加できます。
この方法は、エーテル、芳香油、揮発性酸、CO2 など、サンプル中の水分以外の多数の揮発性物質を測定するために使用されます。現在、AOAC は、飼料の水分測定には蒸留法を使用することを規定しています。 、ホップ、調味料、特にスパイス。 蒸留は、唯一認められている水分試験および分析方法です。
4. カールフィッシャー法
※カールフィッシャー法とは、さまざまな物質中の微量水分を測定する方法です。 1935 年にカールフィッシャーによって提案されて以来、この方法は I2、SO2、ピリジン、無水 CH3OH (水分含量 0.05% 以下) を使用しており、標準化団体はこの方法を標準として設定しています。微量水分を測定する方法であり、我が国もこの方法を微量水分測定の国家標準として定めています。
1. 原理: 水の存在下、つまりサンプル中の水とカールフィッシャー試薬中の SO2 および I2 は酸化還元反応を引き起こします。
I2 プラス SO2 プラス 2H2O → 2HI プラス H2SO4
しかし、この反応は可逆反応であり、硫酸の濃度が 0.05 パーセントを超えると逆反応が発生する可能性があります。 反応を良い方向に進める場合には、反応中に発生する酸を中和するために適切なアルカリ性物質を添加する必要があります。 系にピリジンを加えると反応が右方向に進むことが実験で証明されています。
3 C5H5N ＋ H2O ＋ I2 ＋ SO2 → 2 ヨウ化水素酸ピリジニウム＋無水硫酸ピリジニウム
ピリジンによって生成される無水硫酸は不安定で、水と反応して水の一部を消費し、測定を妨げる可能性があります。 安定させるために、無水メタノールを追加できます。
ピリジン無水硫酸＋CH3OH（無水） → メチル硫酸ピリジニウム
上記の 3 段階の反応を全反応式として書きます。
I2 プラス SO2 プラス H2O プラス 3 ピリジン プラス CH3OH2 ヨウ化水素酸ピリジニウム プラス メチル硫酸ピリジン
反応式から、2 molのヨウ化水素酸ピリジニウムと1 molのメチル硫酸ピリジニウムを生成するには、1 molの水から1 molのヨウ素、1 molの二酸化硫黄、3 molのピリジン、1 molのメタノールが必要であることがわかります。 これは理論上のデータですが、実際にはSO2、ピリジン、CH3OHの量が過剰であり、反応後の過剰な遊離ヨウ素は赤褐色となり、これを終点と判断できます。
I2:SO2:C5H5N=1:3:10
2. カールフィッシャー試薬の調製と校正
メタノールを溶媒として使用する場合、試薬中の I2、SO2、および C5H5N (水分含量 0.05 パーセント未満) のモル比は次のようになります。
I2:SO2:C5H5N=1:3:10
この試薬の有効濃度はヨウ素の濃度によって異なります。 新しく調製された試薬の有効濃度は常に減少しています。 その理由は、試薬自体の各成分にもある程度の水分が含まれているためですが、試薬の濃度低下の主な理由は、ヨウ素の一部が消費される副反応によって引き起こされます。
このことからも、この試薬は別々に調製し、A 試薬と B 試薬の 2 つに分けて保存し、使用前に混合し、校正する必要があることがわかります。
I2のCH3OH溶液
液体B CH3OH SO2のピリジン溶液
この方法は試薬の要件が厳しく、メタノールとピリジンは無水である必要があり、KF 水分計（上海化学工業研究所製）が必要です。
準備：
I2 を 85g 量る → 栓付きの乾燥した茶色のフラスコに入れる → 無水 CH3OH 670ml を加える → 瓶に栓をする → 振って I2 をすべて溶解する → ピリジン 270ml を加える → よく混ぜる → 氷水浴で冷却する → 60g の I2 を通過させる乾燥SO2ガス→栓コルク装着→暗所で24時間校正して使用
較正：
まず無水メタノール 50ml を加える → 反応器に入れる → 電源を入れる → 電磁撹拌機を起動する → メタノール中の微量の水分と試薬が最後まで残るように KF 試薬をメタノールに滴下するポイント（つまり、指針が一定の目盛りに達し、KF試薬の量を記録しない）→1分間保持→反応器の供給ポートから10μlの蒸留水（水0.01gに相当）を10μlシリンジで注入→電流計の針がゼロに近づく→KF試薬で元の終点まで滴定→記録
F=G*100/V
F——KF試薬の水当量（mg/ml）
V——KF滴定で消費した試薬量（ml）
G - 水の重さ (g)
3. 手順
キャンディーなど、事前に砕く必要がある固体サンプルの場合は、秤量瓶に {{0}}.30 ～ 0.50g を量ります。
メタノール 50 ml を取ります → 反応器に入れます。追加したメタノールは電極を浸すことができ、メタノール 50 ml 中の微量水を KF 試薬で滴定します。 → 指針が校正値と等しくなるまで滴下し、1 分間変化しません。分 → 注入口を開ける → 秤を置く すぐに良品サンプルを加える → スキンプラグを付ける → 撹拌 → KF 試薬を終点まで滴下し、1 分間放置 → 記録
計算します:
水分=FV/W
F——KF試薬の水当量（mg/ml）
V——滴定に消費されたカールフィッシャー試薬 (ml)
W - サンプル重量 (g)
注: ① この方法は、食品に含まれるキャンディー、チョコレート、脂肪、乳糖、乾燥した果物や野菜のサンプルに適用できます。
② サンプル中に測定できないビタミンCなどの強力な還元性物質が含まれている。
③ カールフィッシャー法は、サンプル中の自由水を測定するだけでなく、結合水を検出することもできます。つまり、この方法の結果は、サンプル中の総水分含有量をより客観的に反映することができます。
④ 固体試料の粒度は 40 メッシュとし、水分の損失を防ぐために粉砕ではなく粉砕機を使用します。
