|
Винная кислота из винограда
d-Винная
кислота часто встречается в растениях как в свободном состоянии, так и
в виде солей, но только в ягодах винограда она накапливается в
значительных количествах (до 1%). Вырабатывается эта кислота из отходов
виноделия, используется в пищевой и химико-фармацевтической
промышленности; сегнетова соль (виннокислый калий-натрий) применяется в
производстве пьезоэлементов.
|
__________________________________________________
Сырьё и реактивы:
виноград................... 1 кг
раствор соды и едкого натра, соляная кислота,
анионит АН-2Ф.
_____________________________________________
|
|
Ягоды винограда раздавливают в ступке, стараясь не
дробить семян. Мезгу переносят в полотняный мешочек и отжимают сок.
Выжимки помещают в химический стакан, заливают 300 мл воды, содержащей
1 г соды, и нагревают 10 минут на кипящей водяной бане при постоянном
перемешивании стеклянной палочкой (см. примечание 1). Теплый раствор
фильтруют через полотняный фильтр на воронке Бюхнера или
центрифугируют. Остаток еще раз обрабатывают содовым раствором той же
концентрации. Вытяжки присоединяют к соку и проверяют рН среды. Для
этого отливают в пробирку 1 мл жидкости и добавляют каплю 2-процентного
раствора бромкрезолового синего или бромкрезолового зеленого. Переход
желтой окраски индикатора в синюю (зеленую) указывает на полноту
нейтрализации винной кислоты. Если этого не произошло, ко всей массе
жидкости добавляют, тщательно перемешивая, небольшими порциями
5-процентный раствор соды и снова проверяют, реакцию среды.
Нейтрализованный раствор охлаждают до комнатной температуры, фильтруют
через складчатый фильтр (или центрифугируют) и пропускают через
подготовленную заранее ионообменную колонку. Диаметр колонки — 1,6 см,
высота — 70 см. В слегка расширенную снизу часть колонки помещают
тампончик стеклянной ваты. На технических весах отвешивают 15—18 г
анионита марки АН-2Ф, всыпают его в стакан с 50 мл дистиллированной
воды и оставляют до следующего дня. Набухшую смолу переносят в колонку
вместе с водой, остатки, приставшие к стенкам, смывают несколькими
порциями воды из промывалки. Напорный сосуд с дистиллированной водой
присоединяют к нижнему концу колонки, снимают зажим с боковой отводной
трубки и, осторожно приоткрывая зажим на нижнем шланге, пропускают воду
для разрыхления анионита и для удаления мелких частиц и воздуха. Во
время работы ионообменного фильтра нельзя допускать, чтобы в него
попадал воздух. Когда через боковую трубку будет вытекать прозрачная
вода, нижний зажим закрывают, дают смоле равномерно осесть и
отсоединяют напорный сосуд. Устанавливают уровень воды на 5 см выше
слоя смолы, а избыток сливают. Этот уровень сохраняют постоянным. Далее
присоединяют к верхней трубке шланг от напорного сосуда с раствором
едкого натра (0,25 н.) и регулируют подачу щелочи так, чтобы она
вытекала из колонки со скоростью 2 капли в секунду. Обработку анионита
продолжают до отрицательной реакции на ион хлора в пробе фильтрата.
Щелочь удаляют, пропуская через колонку около 1 л дистиллированной воды
сначала снизу (противотоком), затем сверху (прямотоком) до нейтральной
реакции на фенолфталеин. Скорость подачи воды прямотоком — около 1 л в
час (4 капли в секунду). Отмытую смолу заряжают нонами хлора. Для этого
через колонку сверху пропускают 400 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты
со скоростью 0,5 л в час, снова разрыхляют слой смолы, пропуская струю
воды противотоком (при сорбции аниона хлора объем значительно
увеличивается). Избыток соляной кислоты удаляют. Подготовленный для
ионного обмена виноградный сок наливают в напорный сосуд и через
верхнюю трубку подают со скоростью 0,5 л в час в колонку. Когда весь
сок из сосуда вытечет, в сосуд наливают 300 мл дистиллированной воды и
промывают смолу. Подключают шланг от сосуда с водой к нижнему отверстию
и производят рыхление и промывку противотоком, на что требуется еще
300—400 мл воды. Смоле дают осесть, доводят жидкость в колонке почти до
уровня смолы и приступают к десорбции (см. примечание 2). Десорбируют
винную кислоту с анионита раствором 3 н. соляной кислоты. В колонку
наливают сверху 55 мл кислоты и пропускают ее через слой анионита в
течение часа (со скоростью 1 капля в 5 секунд). Первые 15 мл фильтрата
отбрасывают, последующие 40 мл собирают. В это же время в колонку
наливают 20 мл воды и продолжают сливать жидкость. Всего получается
55—60 мл концентрированного раствора винной кислоты с примесью соляной.
Его упаривают в вакууме почти до сиропа и оставляют на кристаллизацию.
Чтобы ускорить кристаллизацию, к охлажденному раствору добавляют
измельченную винную кислоту, взятую на кончике ножа. Выпавшие кристаллы
отфильтровывают, промывая на фильтре минимальным количеством
охлажденной воды. Выход около 2 г; т. пл. чистой винной кислоты 170°; [α]20 = +12° (для
20-процентного водного раствора). Из маточного раствора, оставшегося
после отделения кристаллов винной кислоты, получают сегнетову соль. Для
этого маточник помещают в фарфоровую чашечку и удаляют из него соляную
кислоту выпариванием досуха. Остаток разводят в 5 мл горячей воды и
нейтрализуют, осторожно добавляя эквивалентную смесь поташа и соды
(индикатор—лакмус). Раствор фильтруют и охлаждают. По мере охлаждения
выпадают кристаллы сегнетовой соли.
Примечания.
1. В зрелом винограде большая часть винной кислоты
находится в виде трудно растворимых в воде солей — битартрата калия и
тартрата кальция. Сода переводит их в сегнетову соль и тартрат натрия.
2. Все примеси нейтрального характера (сахара и др.) на смоле не
адсорбируются и удаляются промыванием.
|
