CC BY
64
0.003 I
3
і
Кола-истм рммрфлм#й
СЗСгадрт -<>-Прииве*':С(И1»»)
Рис. 3
Из графика видно, что суммарное количество примесей с увеличением числа рециркуляций снижается с 0,0067% об. для контроля до 0,0032% об. для 3-й рециркуляции. Такой характер графика можно объяснить снижением бродильной активности дрожжей, что подтверждается графиками выделения углекислого газа и динамикой накопления биомассы спиртовых дрожжей.
С увеличением числа возврата засевных дрожжей происходит замедление процессов, связанных с утилизацией основных компонентов сусла, а следовательно, снижается вероятность появления и накопления сложных промежуточных и побоч-
ных продуктов биохимических реакций при спиртовом брожении в периодическом процессе.
выводы
1. Исследована возможность и целесообразность рециркуляции отделенной от культуральной среды биомассы и использование ее для засева в ряде последовательных брожений.
2. Оптимальным количеством для рециркуляции следует считать 20% от общего количества выделенных после брожения дрожжей в течение двух генераций. Дальнейшее использование таких дрожжей ведет к снижению эффективности процесса сбраживания.
3. Необходимо применение аэрации и других приемов реактивации дрожжей после каждого цикла брожения, которые могут обеспечить 100%-е использование рециркулируемых дрожжей для обеспечения засева.
ЛИТЕРАТУРА
1. Методические указания к лабораторным занятиям по технической микробиологии: Для студентов специальностей 270100, 270300, 270400, 270500, 270900, 271100 / Сост.
B.C. Григоров, Т.П. Шеламова, О.С. Корнеева и др. — Воронеж: Изд-во ВГТА, 1996. — С. 31.
2. Столяров Б.В., Савинов И.М., Витенберг А.Г. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии. — Л.: Химия, 1988. — 335 с.
Кафедра технологии бродильных производств и виноделия
Поступила 26.11.98
уравн
R
Коні
Са(0
моль/
0
Дл:
Примі
где
664.1.038.22:546.4.04
ДИССОЦИАЦИЯ ГИДРОКСИДА КАЛЬЦИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ
В.М. ПЕРЕЛЫГИН, Н.М. ПОДГОРНОВА,
А.И. СИТНИКОВ
Воронежская государственная технологическая академия
Известно [1—3], что гидроксид кальция в водных растворах полностью диссоциирует по 1-й ступени и частично — по 2-й. Однако в литературе данные о температурной зависимости константы диссоциации СаОН отсутствуют, а сведения о константе диссоциации для стандартной температуры противоречивы. По данным [2, 4, 5], константа диссоциации равна 1,65-10 *; 1,7-10 2; 5-10 2 соответственно.
Задача настоящего исследования — определение константы диссоциации в температурном интервале 298,15-353,15 К на основе измерений pH водных растворов Са(ОН)2,
Для приготовления растворов гидроксида кальция использовали свежепрокаленный СаО квалификации х.ч., навеску которого вносили в термо-статируемую ячейку, помещенную в изолированный бокс 6БП1-НЖ, заполненный инертным газом (азот). Оксид кальция гасили горячей дважды дистиллированной водой при температуре 353,15-358,15 К и охлаждали до заданной температуры. Приготовленный раствор использовали в качестве электролита цепи, включающей стеклянный электрод ЭСЛ 63-07 и хлорсеребряный электрод ЭВЛ-
1М3.1. С помощью иономера И-130 измеряли ЭДС цепи с точностью ±0,1 мВ. Значения ЭДС использовали для определения pH растворов по калибровочным зависимостям, полученным для стандартных буферных растворов [б]. Величины pH приведены в табл. 1, данные которой использовали для анализа ионных равновесий в водных растворах Са(ОН)2:
Са(ОН)2(тв) -* СаОН+ + ОН'
Са + ОН"
Константа диссоциации СаОН+
где т,
к =
2+
Са
т,
Са
2+ 2+
У С?
(1)
(2)
ГГI,
СаОН
— / + 4-
ОН ^ОН ' тСаОН У СаОН > тОН И У Сі > У СаОН > УоН
моляльные концентрации и коэффициенты активности соответственно ионов Са , СаОН+, ОНТ Если т — моляльная концентрация Са(ОН)й
в растворе, то в соответствии с степень диссоциации СаОН+
а = тГ
2+
/ тс
+ тг
= тг
2+
/
т.
‘Са / Са 1 '"-СаОН - "‘Са
С учетом уравнений материального баланса
2+
(if
(3)
т
т.
Са
+ т.
тп
т +
СаОН >
= т (1 + а);
Be,
И0Н01
И0Н0І
Ио
(3),(
Из
будел
Си но т числе точне
тСй — та;
тс,он = «О ~ «). (4)
уравнение (2) перепишем в виде
Ка — та (1 + a) уон /(1 — а) КСа0Н • (5)
Таблица 1
Концентрация Са(ОН)2 т-102, моль/1000 г Н20
pH растворов Са(ОН)2 при Т, К
298,15 313,15 333,15 343,15 353,15
0,08244 11,097 10,621 10,099 9,877 9,667
0,1113 11,224 10,748 10,227 10,004 9,794
0,1348 11,305 10,830 10,308 10,086 9,876
0,1545 11,363 10,887 10,366 10,143 9,933
0,1647 11,390 10,915 10,393 10,170 9,960
0,2233 11,518 11,043 10,521 10,299 10,088
0,2431 11,554 11,078 10,557 10,334 10,124
0,3062 11,650 11,175 10,654 10,431 10,221
станты диссоциации СаОН+ в интервале температур 298,15-353,15 К представлены в табл. 2 и описаны уравнением
Кг = -0,75194 + 2,9375 ■ 1(Г3 • Т, (10) Уравнение (10) использовали для расчета энтальпии диссоциации СаОН+ [10], численные значения которой представлены в табл. 2. Как видно, с повышением температуры наблюдается увеличение константы диссоциации и снижение энтальпии диссоциации СаОН+.
Таблица 2
Т, К К АН, Дж/моль
298,15 0,123 17530
313,15 0,169 14260
333,15 0,226 11960
343,15 0,258 11230
353,15 0,284 10670
(1)
(2)
Для расчета коэффициентов активности ионов применяли уравнение Дебая—Хюккеля [7]
/ Аг]у1
‘-'Тг-О.гу7
1 gVi = -
(6)
где
1 + Вау/
г. — число зарядов ионов г-го сорта; /—ионная сила раствора;
А = 1,825 • 106/(еТ)3/2;
В = 50,3/(е7’)1/2, : (7)
Т — температура, К;
£ — диэлектрическая проницаемость воды при соответствующей температуре ]8].
Величину параметра а в уравнении (6) для ионов ОН+ и СаОН+ принимали равной 3°А, для ионов Са + и Н+ — 6 и 9°А соответственно [7]. Ионная сила раствора с учетом уравнений (1),
пг
(1 + 2 а) +
(8)
Из ионного произведения воды с учетом (4) будем иметь
)/Уон~Ун+ (1 + а) + тн+]. (9)
ГПи
= К»
Систему уравнений (6)-(9) решали относительно тн+, а и коэффициентов активности ионов численным итерационным методом Флэтчера [9] с точностью ±0,001 % единиц pH. Величины кон-
ВЫВОД
Повышение температуры вызывает увеличение константы диссоциации гидроксида кальция по 2-й ступени.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бобровник Л.Д. Физико-химические основы очистки в сахарном производстве. — Киев: Высш. школа, 1994. — 255 с.
2. О диссоциации гидроксида кальция в водных растворах / /
B.C. Штерман, И. Шаховцева, И.Ф. Бугаенко и др. / / Изв. вузов. Пищевая технология. —■ 1982. — № 6. —
C. 55-58.
3. Бойнтон Р.С. Химия и технология извести. — М.: Строй-издат, 1972. — 240 с.
4. Краткий справочник физико-химических величин. — М.: Химия, 1983. — 232 с.
5. Справочник химика. Т. 3. — М.; Л.: Химия. 1964. — 1005 с.
6. Добжицкий Я. Химический анализ в сахарном производстве: Пер. с польск. — М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с.
7. Батлер Дж.Н. Ионные равновесия: Пер. с англ. — Л.: Химия, 1973. — 448 с.
8. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. — Киев: Наукова думка, 1974. — 985 с.
9. Шур Т. Решение инженерных задач на ЭВМ: Практическое руководство: Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. — 238 с.
10. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. — М.: Высш. школа, 1988. — 496 с.
Кафедра физической и коллоидной химии Кафедра процессов и аппаратов химических и пищевых производств
Поступила 08.02.99
