Определение содержания сахаров по методу Бертрана

Метод Бертрана основан на свойстве сахаров, имеющих карбонильную группу, окисляться раствором Фелинга – окись меди в щелочной среде. Реактив Фелинга состоит из двух растворов (сливаемых в момент, когда они требуются по ходу анализа): Фелинг I – 4% раствор СuSО₄, Фелинг II – щелочной раствор винно-кислого калия-натрия (сигнетова соль).

Определение протекает по следующей схеме. При смешивании I и II растворов Фелинга сначала образуется голубой осадок гидроксида меди:

СuSО₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂ + Na₂SO₄ (I)

Осадок гидроксида меди сразу же растворяется, реагируя с сегнетовой солью с образованием комплексного соединения меди:

СООН СООК

СНОН СНО

Cu(OH)₂ + СНОН = СНО Сu + 2Н₂О (II)

СООNa СООNa

сегнетова соль комплексное соединение меди

При этом голубой осадок исчезает, а жидкость приобретает интенсивный синий цвет, обусловленный образованием хорошо растворимой в воде комплексной соли меди. При кипячении в присутствии сахара комплексная соль распадается и выделяется кислород, идущий на окисление карбонильной группы сахара, и пропорциональное ему количество гемиоксида Cu₂О в виде осадка красного цвета.

Окисление сахаров жидкостью Фелинга является сложным процессом, приводящим к получению разнообразных продуктов распада и зависящим от многих условий, в том числе и от природы анализируемого сахара; следовательно, реакция окисления сахаров жидкостью Фелинга не может быть выражена стехиометрическим уравнением. Количество выпадающего осадка закиси меди зависит от следующих факторов: природы редуцирующего сахара; состава жидкости Фелинга, ее щелочности и общего объема нагреваемой жидкости; температуры и длительности нагревания; величины и формы сосуда, в котором ведется нагрев (кипячение); способа фильтрации и промывки осадка и пр.

Поэтому для получения точных результатов нужно строго придерживаться всех условий метода. Тогда, пользуясь эмпирическими таблицами, по количеству выпавшего осадка закиси меди можно найти количество редуцирующего сахара.

Дальнейшее определение сахара сводится к установлению количества выпавшего осадка меди. С этой целью его отделяют от жидкости фильтрацией под разряжением и растворяют в растворе кислых железоаммиачных квасцов, причем трехвалентное железо восстанавливается до двухвалентного по уравнению

Cu₂О + Fe₂(NH₄)₂(SO₄)₄ + H₂SO₄ = 2CuSO₄ + 2Fe SO₄ + (NH₄)₂ SO₄ + H₂O (III).

Количество образовавшегося двухвалентного железа определяют титрованием раствором перманганата калия:

2 KMnO₄ + 10Fe SO₄ + 8H₂SO₄=K₂SO₄ +2 MnSO₄+5 Fe (SO₄)₃ + 8H₂O (IV)

Из уравнения реакции (III) следует, что 2 атома меди валентны 2 атомам железа, а из уравнения реакции (IV) видно, что 2 молекулы перманганата калия эквивалентны 10 атомам железа, и, следовательно, 10 атомам меди, т.е. 2KMnO₄=10 Cu, или в граммах – 2 · 158,05 – 10 · 63,55.

Грамм-эквивалент KMnO₄ по меди составляет 158,05: 5 = 31,6 г или 1 см³ 0,1н раствора содержит 0,00316 перманганата калия.

Из пропорции 2 · 158,05 – 10 · 63,55

0,00316 – х

находят титр перманганата калия по меди: х = 0,00316 ∙ 10 · 63,55: (2∙158,05) = =0,00316 г, или 1 см³ 0,1н раствора перманганата калия соответствует 6,36 мг меди. Умножив на 6,36 количество перманганата калия, пошедшего на титрование раствора сульфата железа, определяют количество меди, восстановленной при окислении сахара. По этому количеству меди (приложение Б) находят количество анализируемого сахара.