Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 1 af 14
2.w NAG 09/10
Kemi B
Svovldioxid i hvidvin
Bestemmelse af svovldioxid i hvidvin
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 2 af 14
Formål:
Formålet med rapporten er at bestemme indholdet af svovldioxid i en hvidvin, og sammenholde det med
det, der står på positivlisten.
Teori:
Vinens kemi:
Svovldioxid er et konserveringsmiddel i vinen. Dette er med til at undgå oxidationen af aromastofferne og
for at forhindre/formindske væksten af uønskede bakterier i vinen. I tørre hvidvin må der ifølge
positivlisten maksimalt tilsættes af 210 mg/L vin af SO
2
.
Måden man kan tilsætte konserveringsmidlet SO
2
til vinen kan være ved at bruge fx Natriumsulfit. Natrium
har ingen indflydelse, men SO
3
2-
i opløsningen skal først omdannes til SO
2
for at kunne have
konserveringsmiddel egenskaben. Natrium er letopløselige salt og stoffet opløses, når det kommer i vinen:
Natriumsulfits reaktion med vand:
eller: (SO
3
2-
er en svag base og vil optage nogle H
+
ioner fra vandet.)
Vinen har en pH på 3 og derfor er der oxonium ioner tilstede i vinen:
Ved vinens pH findes hovedparten af konserveringsmidlet som hydrogensulfit. Og en del af disse er bundet
til aldehyder og ketoner i vinen. For at kunne beregne den totale mængde af svovldioxid i vinen bliver vi
nødt til at frigøre alt bundet sulfitter.
Dette kan gøres ved at man først kommer base i, og pH bliver højere end 8. Herved frigøres den bundne
mængde konserveringsmiddel. Herefter kan man sænke pH ved at tilsætte syre og forskyde ligevægten:
Ligevægtsligningen:
Når pH sænkes vil koncentrationen af oxomium-ionerne stige og vores Y bliver større end K
og ligevægten forskydes stærkt mod venstre.
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 3 af 14
Efter man har frigjort al svovldioxid og forskudt ligevægten mod venstre, kan man titrere med diiod og
beregne koncentrationen af Svovldioxid. Følgende reaktion sker:
Ved tilsættelse af stivelsesopløsning kan man se ækvivalenspunktet. Når al svovldioxid har reageret med
diiod vil diiod reagere med stivelsesopløsning og lave et kompleks, der har en blå farve.
Ved beregning af koncentrationen af svovldioxid bruges følgende formler:
Apparaturliste:
Koniske kolber, 2 x 250 mL
Pipetter, 2 x 20 mL
Måleglas 2 x 10 mL
Måleglas 25 mL
Burette
Stativ med muffe og klemme
Magnetomrør og magnet
Engangspipette
Kemikalier:
Vin 10 mL
2 M svovlsyre
2,5 M natriumhydroxid
0,0004 M diiodopløsning
1 % stivelsesopløsning
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 4 af 14
Forsøgsbeskrivelse:
Vi fyldte en Burette med diiodopløsning og fjernede eventuelle luftbobler fra buretten - men var der
nogen???. Derefter afmålte vi 10 mL hvidvin med en pipette i en konisk kolbe. For at frigøre de bundne
sulfitter tilsatte vi 20 mL natriumhydroxid i vinen og lod det stå i mindst 5 minutter. Derefter kom vi
magneten, 20 mL svovlsyre og 2 mL stivelsesopløsning i kolben og begyndte titreringen med det samme. Vi
stoppede efter at have fået en blivende meget lys blå farve. De fundne resultater noterede vi i skemaet.
En anden gruppe lavede titrering af de frie SO
2
og sulfitter, ved at springe den led med natriumhydroxid
over. Vi fik deres data (tabel 1)
Dataene i tabel 2 er fra 2 forskellige grupper. Den ene med 33,9 er fra vores egen gruppe og den anden 15
er fra en anden gruppe. (Jeg har valgt at lave beregninger med begge tal for at se, hvilket af dem passer
bedst og kigger på den store afvigelse under diskussion. )
Data:
Tabel 1: Bestemmelse af fri SO
2
og sulfitter
Første titrering
Anden titrering
Gennemsnit
9,9 mL
10,7 mL
10,3 mL
Tabel 2: Bestemmelse af total SO
2
og sulfitter
Første titrering
(Gruppe 1)
Anden titrering
(Gruppe 2)
Gennemsnit
33,9 mL
15 mL
24, 45 mL
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 5 af 14
Databehandling:
Indholdet af fri svovldioxid i vinen, udtrykt som mg SO
2
/ L vin, ud fra resultaterne i tabel 1:
Her kan vi se, at
og I
2
reagerer i forholdet 1:1, derfor vil:
Fri SO
2
indhold pr. liter vin:
Indholdet af total mængde svovldioxid i vinen, udtrykt som mg SO
2
/ L vin, ud fra resultaterne i tabel 2:
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 6 af 14
Gruppe 1: (33,9 mL)
Total mængde SO
2
indhold pr. liter vin:
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 7 af 14
Gruppe 2: (15,00 mL)
Total mængde SO
2
indhold pr. liter vin:
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 8 af 14
Indholdet af bunden svovldioxid i vinen:
total SO
2
– fri SO
2
= bundet SO
2
Procentmæssigt:
Hvor meget af vinen kan jeg drikke uden at overskride ADI (0,7 mg SO
2
/ kg legemsvægt / døgn):
Jeg kan drikke ca. 1/3 liter af hvidvinen pr. døgn uden at overskride ADI.
Diskussion:
Ud fra vores beregninger kan vi se, at mængden af de bundne SO
2
er langt større end det frie. Ca. 73 % af
svovldioxid i vinen er bundet.
Sammenholder vi de udregnede resultater med fødevareministeriets positivliste kan vi se, at indholdet af
SO
2
, 89,7 mg/L, er langt under den maksimale værdi på 210 mg/L.
Hvis vi kigger på de 2 udregninger af den totale indhold af SO
2
, kan vi se, at de afviger med over 50 %.
Dette kan skyldes diverse fejlkilder og usikkerhed. Den primære fejlkilde, der har spillet en rolle i dette
forsøg er bedømmelsen af opnåelsen af ækvivalenspunktet. Vi arbejdede med meget fortyndede
opløsninger, hvilket gjorde det meget svært at se farveskiftet. I opgaveformuleringen stod, at vi skulle
bruge en diiodopløsning, der var meget stærkere end den vi brugte, da det ikke var muligt at skaffe den
stærke diiodopløsning.
Andre fejlkilder kan være, at diioden ikke kun regerer med SO
2
og stivelsesopløsningen. Diioden reagerer
også med henholdsvis glucose og ethanal (bl.a.) i vinen. Det er med til, at man bruger mere diiod inden
ækvivalenspunktet er nået og hermed, får man større koncentration af SO
2
. Andre fejlkilder er som regel
under et titreringsforsøg aflæsningen på buretten.
En anden grund til at gruppe 2 har fået lavere tal end gruppe 1 kan være, at de ikke titrerede med det
samme efter tilsættelsen af syre i vinen. Når pH sænkes vil koncentrationen af oxomium-ionerne stige og
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 9 af 14
vores Y bliver større end K og ligevægten forskydes stærkt mod venstre. Hvis man venter for længe, vil
reaktionen efterhånden sætte sig i ligevægt, således at Y = K igen. (se nedenstående reaktion og
reaktionsbrøk).
Ligevægtsligningen:
Konklusion:
Ifølge mine beregninger indeholder den hvidvin vi brugte 25,6 mg frie SO
2
/L hvidvin, 38,4 mg bundne SO
2
/L
hvidvin og den totale mængde af SO
2
-indholdet er på 89,7 mg SO
2
/L hvidvin. Det er langt under den
maksimale værdi ifølge positivlisten. Men vores tal er måske lidt for lave, da diioden også kunne reagere
med andre stoffer i vinen end svovldioxiden.
Generelt for at forbedre forsøget skal man have en lidt stærkere oplæsning af fx diiod, for at
ækvivalenspunktet bliver tydeligere at se. Man kunne overveje at bruge noget andet at titrere med end
diiod, for at undgå denne fejlkilde.
Pas på du ikke fortsætter diskussionen i din konklusion.
Synes du gentager dig selv et par gange, hvor du har ladet et spørgsmål indgå i en del af rapporten, hvor du
så svarer på det igen på et andet tidspunkt?
Ellers meget fin rapport
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 10 af 14
Forarbejde:
1. De tilladte svovlforbindelser i vin ifølge positivlisten; kemiske formler og E-nr.
- Men der er da ingen kemiske formler??
2. Konserveringsmidlerne, natriumsulfit eller kaliumsdiulfit, bliver brugt af nogle vinbønder til at
svovle vinen. Reaktionerne af henholdsvis natriumsulfit og kaliumsdiulfit med vand:
Natriumsulfits reaktion med vand:
eller:
Vinen har en pH på 3 og derfor er der oxonium ioner tilstede i vinen:
Kaliumdisulfits reaktion med vand:
eller:
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 11 af 14
3. 100 g K
2
S
2
O
5
er ækvivalent med 57g svovldioxid:
Her kan man se at disulfits og svovldioxids reaktion er 1:2, derfor vil:
Hermed er det bevist, at 100 g disulfit er ækvivalent med ca. 57 g svovldioxid.
4. Massen af natriumsulfit, der maksimalt må tilsættes en flaske vin:
Ifølge positivlisten må der maksimalt tilsættes 210 mg SO
2
pr. liter tørre hvidvin (hvilket vi brugte til
vores forsøg)
Her kan vi se, at sulfit reagerer i forholdet 1:1 derfor vil:
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 12 af 14
Der må maksimalt tilsættes ca. 0,4 g natriumsulfit pr. liter hvidvin.
5. Forklaring af nedenstående ligevægt, når pH sænkes eller hæves:
Ligevægtsligningen:
Når pH hæves vil koncentrationen af oxonium-ionerne formindskes, hvilket vil påvirke vores
Y-værdi. Y-værdien vil blive mindre end K og derfor vil ligevægten forskydes mod højre.
Når pH sænkes vil koncentrationen af oxomium-ionerne stige og vores Y bliver større end K
og ligevægten forskydes mod venstre.
Ligevægtsligningen:
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 13 af 14
Når pH hæves Y < K og ligevægten forskydes mod højre.
Når pH sænkes Y > K og ligevægten forskydes mod venstre.
6. Bestemmelse af indholdet af ikke-bundet svovldioxid:
Man skal ikke tilsætte base før titreringen.
7. Strukturformler for ethanal, Glucose, 3-hydroxybutanon og butandion:
Kemirapport ”Svovldioxid i hvidvin” 4. februar 2010
Side 14 af 14
8. Afstemning af titreringsreaktionen:
OT:
Ladning
Da det er surt opløsning tilsættes 4 hydroner – ja, men de mangler overalt i din rapport!
på højre side for at ladningen bliver ens på begge sider:
Antal O og H: Der tilføjes 2 vand på venstre side, så passer antallet af O og H.