МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

В процессе лабораторно-практических занятий учащиеся должны освоить работу с рычажными лабораторными весами. Этот прибор требует бережного обращения и строгого выполнения следующих правил: 1) весы устанавливать на ровной поверхности горизонтально, по отвесу или уровню (передвигать и приподнимать их или облокачиваться на витрину весов нельзя); 2) при взвешивании пользоваться только боковыми дверками витрины, которые открывают и закрывают плавно; 3) перед взвешиванием и по окончании взвешивания обязательно проверять нулевую точку весов; 4) взвешиваемый предмет и разновес помещать на чашки весов только после их арретирования, когда коромысло и призмы освобождаются от нагрузки (весы арретируют, когда стрелка проходит среднее деление шкалы); 5) весы содержать в порядке и чистоте, не допуская их засорения; 6) взвешиваемое вещество не помещать непосредственно на чашки весов, а использовать для этого тару (кусочек кальки, бюкс, стаканчик, чашечку, часовое стекло и т. д.); 7) вещества летучие и с дурным запахом взвешивать только в специальной герметически закрывающейся таре; 8) запрещается взвешивать на весах груз, превышающий их предельную нагрузку; 9) брать и перемещать гири разновеса только пинцетом; 10) разновесы держать около весов справа, гири разновесов размещать в коробке в определенном порядке.

Занятие первое

Цель занятия. Освоить качественный пыльцевой анализ меда. Ознакомиться с его органолептическими свойствами.

Оборудование и материалы. Весы ВЛТ-200 г с разновесом. Центрифуга лабораторная. Микроскоп биологический. Баня водяная. Термометр со шкалой от 0 до 100°С и ценой деления 1° С. Стаканы химические на 50 мл с носиком. Мерные цилиндры на 50 мл. Стеклянные палочки. Предметные и покрывные стекла. Эталонные препараты пыльцы ряда растений. Образцы меда с гречихи, липы, подсолнечника, каштана и падевого. Дистиллированная вода.

Порядок проведения занятия. Занятие проводится в учебном кабинете. По рисункам и эталонным препаратам учащиеся сначала знакомятся с пыльцой нектароносов, соответствующих изучаемым образцам меда. Пыльцу под большим увеличением зарисовывают, отмечают отличительные ее признаки (форма, поры, борозды, шипы и т. п.). Затем для каждого образца меда учащиеся готовят препарат осадка, микроскопируют его, выделяют преобладающую в нем пыльцу и делают заключение о происхождении меда. Далее учащиеся знакомятся с органолептическими свойствами образцов мёда, отмечая и записывая окраску, агрегатное состояние, консистенцию, характер кристаллизации, выраженность аромата, вкуса и их особенности, загрязняющие примеси, признаки брожения.

Получение осадка меда. Тщательно перемешав мед, отвешивают в стаканчике 10±0,1 г его. К навеске меда из мерного цилиндра приливают 20±0,5 мл холодной воды; растворяют мед, нагревая его на водяной бане до 45°С и перемешивая. Раствор центрифугируют в течение 3—5 мин при 2500—3000 об/мин. На осадке оставляют несколько капель жидкости, остальную выбрасывают. Взмутив металлической петлей осадок, каплю взвеси переносят на предметное стекло, распределяют ее на площади 1,5 см², накладывают покровное стекло и притирают его. Препарат рассматривают под микроскопом.

Приготовление эталонного препарата. Отвешивают 7,0±0,1 г желатины, измельчают ее и 2 ч замачивают в 42 мл воды. Затем добавляют при постоянном перемешивании 50,0 г глицерина (плотность 1,26 г/см³) и 0,50 г фенола. Смесь умеренно нагревают в течение 15 мин и фильтруют через влажную стеклянную вату.

Пыльцу из зрелых пыльников или цельные пыльники помещают на предметное стекло и добавляют для их обезжиривания несколько капель диэтиловового эфира или хлороформа. После испарения растворителя или осторожного его декантирования остатки пыльников удаляют. На покровное стекло наносят небольшой кусочек глицерин-желатины, расплавляют его над водяной баней и, наложив покровное стекло на обезжиренную пыльцу, прижимают и слегка притирают его так, чтобы глицерин-желатина достигла краев. Края покровного стекла заливают разбавленным раствором канадского бальзама в ксилоле или другим подходящим лаком,

Занятие второе

Цель занятия. Освоить рефрактометрический способ определения содержания воды в меде.

Оборудование и материалы. Рефрактометр (РДУ, РЛ или другой марки), которым можно измерить преломление растворов в интервале 1,47—1,52 с погрешностью не более 0,0001 единицы. Баня водяная с электрообогревом. Термометр со шкалой от 0 до 100 °С и ценой деления 1°. Пробирки диаметром 7 мм, высотой 30—40 мм с резиновыми пробками. Стеклянные палочки. Образцы меда, содержащего менее 20 и 21—22% воды. Дистиллированная вода. Фильтровальная бумага.

Порядок проведения занятия. В учебном кабинете учащиеся знакомятся с устройством рефрактометра, принципом его работы и правилами обращения с ним. Особое внимание обращают на шкалу прибора, устанавливают цену ее деления. Затем учащиеся осваивают способ уничтожения дисперсии на границе светотени и проверяют нулевую точку прибора по воде. Во избежание царапин исследуемое вещество на измерительные призмы наносят очень осторожно. По окончании измерения призмы протирают влажной фильтровальной бумагой.

Для работы используют жидкий мед. Если мед закристаллизован, то, поместив около 1 см³ его в пробирку и плотно закрыв пробкой, нагревают его на водяной бане при 60°С до полного растворения кристаллов, после чего пробирку охлаждают до температуры воздуха в помещении. Сконденсировавшуюся на внутренней поверхности стенок пробирки воду тщательно перемешивают с медом. Одну-две капли меда наносят на нижнюю призму рефрактометра, плавно и плотно смыкают ее с верхней и закрепляют специальным рычажком. Наблюдая в зрительную трубу поле зрения и вращая ручку рефрактометра, находят границу светотени. Поворачивая ручку компенсатора, добиваются, чтобы на этой границе пропала радужная окраска. Далее ручкой рефрактометра подводят границу светотени к центру крестообразной риски в поле зрения (РДУ). Показатель преломления отсчитывают по шкале с точностью до четвертого десятичного знака. Измерения проделывают 5 раз, совмещая границу светотени с риской попеременно сверху и снизу. Температуру, при которой проводили испытание, записывают, вычисляют среднее арифметическое значение показателя преломления и пересчитывают его на значение при 20°С по формуле: n²⁰_D = n^t_D + 0,00023•(t — 20), где n²⁰_D — значение показателя преломления при 20°С; n^t_D — значение показателя преломления в условиях проведения испытания; 0,00023 — температурный коэффициент показателя преломления (ед./°С); t — температура, при которой проводилось испытание (°С). Пользуясь данными таблицы 9, находят по величине n²⁰_D содержание воды в меде.

Пример. В среднем из пяти измерений при 25°С n²⁵_D равно 1,4848; следовательно, n²⁰_D = 1,4848+0,00023•(25—20) = 1,4848+0,0012=1,4860. Такое значение n²⁰_D соответствует по таблице 9 содержанию в меде 20,2% воды.

Содержание воды (В) от 13 до 22% и промежуточные между табличными его значения можно вычислить по формулам:

B=(1,73190-log(n²⁰_D)-1)/0,002243 и B=400(1,538-n²⁰_D)-0,35

причем по второй с погрешностью в пределах 0,3—0,4%.

Занятие третье

Цель занятия. Ознакомиться с определением оксиметилфурфурола в меде по реакции Селиванова—Фиге.

Оборудование и материалы. Ступки фарфоровые диаметром 70 мм с пестиком. Чашки фарфоровые диаметром 50 мм. Эфир диэтиловый. Кальций хлористый двуводный гранулированный. Резорцин. Кислота соляная концентрированная. Натрий металлический. Образцы меда.

Порядок работы. Определяют оксиметилфурфурол в натуральном непрогретом (отрицательная реакция) и натуральном прогретом (положительная реакция, розовые или оранжевые тона окраски) меде, а также в его фальсификате «искусственно инвертированный сахар» (вишнево-красная окраска или осадок). Для этого сначала подготавливают эфир и готовят раствор резорцина, а затем приступают к исследованию.

Подготовка эфира (Работают с эфиром в вытяжном шкафу. При этом нельзя зажигать в помещении огонь и использовать электронагревательные или искрящие приборы ). Эфир выдерживают не менее двух суток с хлористым кальцием (200 г соли на 1 л эфира), быстро фильтруют через бумажный (складчатый) фильтр в склянку оранжевого стекла, куда помещают нарезанный кусочками натрий (около 20 г на 1л). С натрием эфир выдерживают до тех пор, пока внесение дополнительного кусочка металла не будет сопровождаться выделением пузырьков газа. Высушенный эфир хранят в склянке с притертой пробкой в прохладном и затемненном месте.

Приготовление раствора резорцина. Отвешивают в стаканчике 1,00+0,01 г резорцина и растворяют его в 100,0 мл соляной кислоты, помешивая стеклянной палочкой. Бесцветный раствор переливают в склянку оранжевого стекла и хранят под притертой пробкой в прохладном месте. Так как раствор со временем темнеет, то его приходится готовить заново.

Проведение исследования. В сухой фарфоровой ступке тщательно перемешивают пестиком в течение 2—3 мин около 10 см³ меда и 15 мл эфира. Эфирную вытяжку переносят в сухую фарфоровую чашку. Процедуру перемешивания меда с новой порцией эфира повторяют. Вытяжки объединяют, эфиру дают возможность испариться при температуре не выше 30° С (можно в потоке воздуха). Прибавив к остатку 2—3 капли раствора резорцина, наблюдают в течение 20 мин возникающую окраску. Результаты реакции записывают в тетрадь и дают им объяснение.

Занятие четвертое

Цель занятия. Освоить методы определения пади в меде по уксусно-свинцовой и известковой реакциям.

Оборудование и материалы. А. Для проведения уксусно-свинцовой реакции: компаратор; чашка фарфоровая диаметром 50 мм; мерная пробирка диаметром 0,8 см и высотой 4—5 см с градуировкой на 0,2 и 1,4 см³; пробирка химическая диаметром 8—10 мм и высотой 180 мм с двумя метками, позволяющими отмерить одинаковые объемы; палочки стеклянные; пипетки глазные; свинец уксуснокислый, вода дистиллированная. Перечисленное оборудование, материалы и реактивы входят в комплект походной лаборатории.

Б. Для проведения известковой реакции: пробирки химические из термостойкого стекла; чашка фарфоровая диаметром 50 мм; спиртовка, стеклянные палочки; деревянные щипцы-державки для пробирок; окись кальция; вода дистиллированная или дождевая.

Порядок работы. Сначала учащиеся готовят реактивы. Затем им может быть предоставлена возможность отобрать из сотов для анализа пробы меда, различающегося по цвету, консистенции, аромату, вкусу и степени запечатанности ячеек. Порции меда из каждой пробы помещают в фарфоровую чашечку и тщательно перемешивают. Приготовление реактивов. А. В стаканчик на 50 мл отвешивают 25,00±0,01 г уксуснокислого свинца и, добавив воду, растворяют его. Раствор переливают в мерную колбу на 100 мл и доводят водой до метки. Закрыв колбу резиновой пробкой, содержимое перемешивают 10-кратным перевертыванием, после чего переливают в склянку на 100 мл и хранят под резиновой пробкой.

Б. Около 50 г окиси кальция помещают в стеклянную банку, осторожно при постоянном помешивании заливают примерно 200 мл воды, перемешивают несколько раз в течение 12 ч и дают суспензии полностью отстояться. Прозрачную жидкость сливают в склянку и закрывают резиновой пробкой. Эту жидкость (известковая вода) и используют в качестве реактива. Для проверки качества реактива примерно 2 мл его отливают в пробирку и с помощью узкой стеклянной трубочки продувают через него в течение примерно 1 мин выдыхаемый воздух. Если раствор помутнеет, то реактив пригоден для работы.

Определение пади.Уксусно-свиниовая реакция. В маленькую пробирку до отметки 0,2 см³ с помощью стеклянной палочки закапывают мед, стараясь, чтобы он не попал на стенки. Долив пипеткой воду до 1,4 см³, содержимое перемешивают чистой стеклянной палочкой и однородный раствор переливают в химическую пробирку. Маленькую пробирку промывают 1,4 см³ воды и смыв объединяют с первой порцией раствора в химической пробирке. Последнюю закрывают резиновой пробкой и содержимое перемешивают 5-кратным перевертыванием. Затем пробку извлекают, раствору дают стечь со стенок пробирки, вносят туда глазной пипеткой две капли реактива и содержимое пробирки вновь таким же образом перемешивают. Далее пробирку помещают в компаратор и визуально сравнивают мутность полученного раствора с эталонным (его можно приготовить по той же прописи). Если мед содержит падь, то через раствор не удается рассмотреть выбранный ориентир, которым обычно служит линия горизонта или оконный переплет. Для оценки «количества пади» в пробирку прибавляют по каплям воду до уравнения по прозрачности исследуемого раствора с эталонным. Число капель подсчитывают и по нему на основании эмпирически установленных норм судят о содержании пади, т. е. о пригодности меда в качестве зимних кормовых запасов.

Реакцию проводят не торопясь, перемешивая содержимое пробирки после каждого прибавления воды, так как реакция в ряде случаев протекает не сразу: мутность появляется и нарастает постепенно. Нельзя сильно взбалтывать раствор: образующаяся в таком случае пена захватит часть суспензии, из-за чего уменьшится мутность раствора. Использовать надо чистые посуду, пипетки, палочки и прозрачный реактив, причем вода не должна давать с ним помутнение. При работе следят только за прозрачностью раствора, его окраску во внимание не принимают.

Известковая реакция. В химическую пробирку вносят стеклянной палочкой около 1 см³ меда, стараясь, чтобы он не попал на стенки. Добавив туда 1 мл воды, мед растворяют, размешивая его чистой стеклянной палочкой, а затем вливают мерным цилиндром 10 мл известковой воды. Пробирку закрывают резиновой пробкой и содержимое хорошо перемешивают. Вынув после этого пробку и захватив державкой пробирку, постепенно нагревают содержимое на спиртовке до кипения (Устье пробирки при ее нагревании следует направлять в сторону от себя и товарищей, а пробирку держать в наклонном положении ). Прокипятив содержимое 1—1,5 мин, пробирку снимают с пламени, приводят в вертикальное положение и отмечают произошедшие в растворе изменения. В присутствии пади появляется хлопьевидный осадок. Если его много, он осядет на дно. Если мало, то он в течение некоторого времени остается во взвешенном состоянии или даже поднимается на поверхность жидкости.

По завершении реакций на падь учащиеся сопоставляют их результаты с органолептическими свойствами меда.

Занятие пятое

Цель занятия. Освоить метод определения диастазного числа меда.

Оборудование и материалы. Фотоэлектроколориметр (ФЭКН-57, ФЭК-56 или других марок), позволяющий измерять оптическую плотность при длине волны 584 нм в интервале 0,3—1,3 с погрешностью 0,010. Водяная баня — термостат на 20 и 40° С. Пробирки стеклянные диаметром 20 мм и высотой 200 мм. Бюретка на 25 мл с ценой деления 0,1 мл. Пипетки на 1, 2 и 5 мл. Колбы мерные на 50 мл. Секундомер. Пробки резиновые. Крахмал растворимый для йодометрии (ГОСТ 10163—62), 0,25%-ный раствор. Кислота уксусная ледяная, 0,2 н раствор. Натрий уксуснокислый трехводный, 0,2 н раствор. Натрий хлористый, 0,1 н раствор. 2,4-динитрофенол. Йод, 0,03 н раствор. Вода дистиллированная.

Порядок проведения занятия. В учебном кабинете учащиеся знакомятся с устройством фотоэлектроколориметра, принципом его работы, правилами обращения с ним.

Приготовление буферного раствора. Смешивают 1 объемную часть раствора уксусной кислоты и 3 объемных части раствора уксуснокислого натрия. В полученном буферном растворе растворяют такую навеску 2,4-динитрофенола, чтобы концентрация этого вещества в комбинированном реактиве (см. ниже) составила 0,05%. Проверяют рН раствора (5,0) потенциометрически и, если нужно, корректируют его, добавляя раствор одного из компонентов.

Приготовление комбинированного реактива. Смешивают 8 объемных частей раствора крахмала, 5 объемных частей буферного раствора и 1 объемную часть раствора хлористого натрия. Смесь тщательно перемешивают. При объеме реактива, равном 1 л или больше, объемы соответствующих растворов отмеривают с точностью до 0,5 мл. Реактив при комнатной температуре сохраняет пригодность не менее трех месяцев.

Приготовление раствора меда. Взвешивают 5,00±0,01 г меда, растворяют его в воде в 50-миллилитровой мерной колбе.

Ход работы. В две занумерованные сухие пробирки отмеривают бюреткой по 14,0 мл комбинированного реактива, закрывают их пробками и помещают на 10 мин в водяную баню с температурой 40°С. Затем в пробирку № 2 вносят пипеткой 1,0 мл воды, закрывают ее пробкой, перемешивают пятикратным перевертыванием и ставят обратно в водяную баню. В пробирку № 1 вносят пипеткой 1,00 мл раствора меда и поступают далее так же, как с пробиркой № 2. Операции проводят быстро. При помещении пробирки № 1 в баню включают секундомер. Пробирки выдерживают при 40±0,3° С в течение 15 мин. За это время в две пронумерованные 50-миллилитровые мерные колбы вносят по 40 мл воды и по 1,00 мл раствора йода, температура которых равна 20° С, и колбы ставят в водяную баню с такой же температурой. По завершении термостатирования пробирки № 1 при 40° С из нее берут пипеткой 2,00 мл реакционной смеси, вносят ее при постоянном помешивании в мерную колбу № 1 и доводят водой до метки. Колбу закрывают резиновой пробкой, содержимое перемешивают и оставляют в бане на 10 мин. Так же поступают с 2,00 мл реакционной смеси из пробирки № 2, внося их в колбу № 2. Оптическую плотность сантиметрового слоя раствора меда измеряют в кювете против воды при длине волны 584 нм.

Обработка результатов. Диастазное число выражают количеством миллилитров 1%-ного раствора крахмала, которое разлагается за 1 ч амилолитическими ферментами 1 г безводного вещества меда в условиях определения. 1 мл раствора крахмала соответствует 1 единице активности. Значение показателя вычисляют по формуле:

Д=(У_к-У_исп)/У_к•8•100/(100-В),

где Д — диастазное число (единиц активности); У_к — оптическая плотность контрольного раствора (из колбы №2); У_исп — оптическая плотность раствора с медом (из колбы № 1); 8 — количество миллилитров раствора крахмала в реакционной среде; 10 — коэффициент пересчета на принятые единицы активности; 5 — содержание воды в меде (%); 100/(100-B) - коэффициент пересчета на безводное вещество меда.

Пример. Допустим, У_к = 0,780; У_исп = 0,707; В = 18%. Следовательно, Д=(0,780-0,707)/0,780•8•10•100/(100-18)=7,5•1,22=9,

Занятие шестое

Цель занятия. Освоить определение оптической активности меда.

Оборудование и материалы. Поляриметр полутеневой марки СМ. Весы ВЛТ-1кг-1 с разновесом. Термостат ТС- 16. Насос водоструйный. Водяная баня. Термометры со шкалой от 0 до 100° С и ценой деления 1° С. Стаканы химические с носиком на 50 мл. Колбы конические на 100 мл. Воронка Бюхнера № 1. Пипетка стеклянная автоматическая на 1 мл. Колбы мерные на 100 мл. Пипетки с подразделениями емкостью 10 мл. Мензурки на 50 мл. Аммоний сернокислый (раствор 27 г в 760 мл воды). Аммиак водный (95 мл доводят водой до 220 мл). Алюмоаммонийные квасцы (93 г растворяют в 184 мл воды). Натр едкий, 0,1 н раствор. Натрий углекислый безводный, 0,2 М раствор. Натрий углекислый кислый, 0,2 М раствор. Вода дистиллированная. Образцы меда (правовращающий и левовращающий).

Порядок проведения занятия. Учащиеся предварительно знакомятся с устройством поляриметра, принципом его работы и правилами обращения с ним.

Приготовление суспензии гидрата окиси алюминия. К раствору сернокислого аммония, нагретому до 63° С, приливают раствор аммиака и смесь термостатируют при 58° С. Затем при интенсивном помешивании вливают в нее раствор алюмоаммонийных квасцов, нагретый до 58° С. После отстоя осадка надосадочную жидкость сливают, а осадок промывают при комнатной температуре водой способом декантации до исчезновения запаха аммиака. Избыток воды удаляют фильтрованием ее через бумажный фильтр под вакуумом водоструйного насоса «досуха». Оставшуюся массу суспендируют в 300 мл воды и переносят в склянку с резиновой пробкой, снабженной автоматической пипеткой.

Приготовление буферного раствора. Смешивают растворы карбоната и бикарбоната натрия в отношении 10:2 (по объему). Значение рН проверяют потенциометрически и при необходимости доводят до 10,2 добавлением одного из компонентов.

Проведение испытания. Растворяют в стакане 10,00±0,01 г меда в 20,0 мл воды. Раствор нагревают на водяной бане до 90—95° С, вводят в него автоматической пипеткой 1,0 мл суспензии гидроокиси алюминия и выдерживают смесь в бане еще 5 мин. Затем содержимое стакана фильтруют под вакуумом в коническую колбу через бумажный фильтр на воронке Бюхнера, фильтрат переносят в 100-миллилитровую мерную колбу, трехкратно ополаскивая стакан небольшими порциями воды и последовательно промывая каждой ее порцией фильтр и коническую колбу (на это расходуют 20,0 мл воды). Промывные воды объединяют в мерной колбе с основным фильтратом, чтобы их общий объем составил 40,0 мл. Раствор доводят до 20° С, приливают к нему 10,0мл гидроокиси натрия и до метки буферный раствор. Колбу закрывают резиновой пробкой и 10-кратным ее перевертыванием перемешивают содержимое. Полученным раствором заполняют кювету поляриметра, термостатируют ее при 20,00±0,05° С в течение 15 мин и измеряют угол вращения (в соответствии с Руководством по пользованию прибором). Угол отсчитывают с помощью нониуса в десятикратной повторности, причем разница всех отсчетов не должна выходить из пределов ±0,1°.

Обработка результатов. Оптическую активность меда выражают средней арифметической величиной угла (со знаком) вращения плоскости поляризации его раствора в стандартных условиях измерения (концентрация меда в растворе 0,1 г/см³, длина слоя раствора 2,2 дм, рН = 10,0, температура 20,0° С, длина волны поляризованного света 589 нм). При иных условиях измерения приходится вычислять удельное вращение меда по формуле:

±[α]²⁰_D=±α/lc,

где [α]²⁰_D — удельное вращение (град•см³/дм•г); ±α — среднее арифметическое значение угла вращения (град); l — длина кюветы с раствором меда (дм); с — концентрация раствора меда (г/см³). При 10%-ной концентрации раствора меда формула упрощается:

±[α]²⁰_D=±α•10/l, при l=2,2 дм она принимает вид: [α]²⁰_D=±4,55•α.