Cách đo Nồng độ Axit - Hỏi Đáp

Hai phép đo cơ bản trong thực phẩm là chuẩn độ acid và đo pH. pH là phép đo nồng độ ion Hidro còn chuẩn độ acid là phản ứng acid-base để xác định acid của thực phẩm bằng dung dịch NaOH.

Nồng độ acid sẽ tăng mạnh khi có sự xuất hiện của vi khuẩn, vì vậy quá trình kiểm tra độ acid sẽ giúp ta biết được chất lượng và độ tươi ngon của thực phẩm. Hàm lượng acid được xác định bằng chuẩn độ với NaOH, điểm kết thúc dựa trên pH, được tính bằng tổng lượng NaOH cần thiết để chuyển giá trị pH từ 6.6 (pH của sữa tươi) đến giá trị pH đã được cài đặt sẵn vào máy. Mặc dù pH 7.0 là giá trị lý thuyết của phản ứng trung hòa, thì chất chỉ thị phenolphthalein thường được sử dụng để xác định điểm kết thúc của phản ứng. Khi sử dụng phenolphthalein làm chất chỉ thị thì dung dịch sẽ chuyển sang màu hồng tại pH 8.3. Hàm lượng acid có thể được thể hiện bằng nhiều đơn vị khác nhau tùy thuộc vào phương pháp chuẩn độ, do mỗi phương pháp sẽ có kích thước mẫu và nồng độ NaOH khác nhau.  

% lactic acid(%l.a): được xác định bằng cách lấy 20mL hoặc 20g mẫu và pha loãng 2 lần thể tích mẫu với nước cất hoặc nước deionized. Mẫu sau đó được chuẩn độ với NaOH 0.1M, với phenolphthalein làm chất chỉ thị.

Degree Soxhlet Henkel (0SH): được xác định bằng việc chuẩn độ 50mL mẫu với NaOH 0.1M, với phenolphthalein làm chất chỉ thị.

Degree Dornic (0D): được xác định bằng việc chuẩn độ 100mL mẫu với NaOH 1/9N, với phenolphthalein làm chất chỉ thị.

Degree Thörner: được xác đinh bằng cách lấy 10mL pha loãng thành 2 lần thể tích mẫu với nước cất hoặc nước deionized, sau đó chuẩn độ với NaOH 0.1M, với phenolphthalein làm chất chỉ thị.

Dựa trên quan hệ giữa khối lượng mẫu, thể tích và nồng độ của NaOH thì ta có thể dễ dàng chuyển đổi qua lại giữa các đơn vị khác nhau theo bảng dưới đây. Các hệ số dưới đây đều đã được cài đặt vào máy để giúp người sử dụng dễ dàng chuyển đổi qua đơn vị mình mong muốn.

HI84529 thiết lập phương pháp chuẩn độ dựa trên bộ phương pháp chuẩn của AOAC cho thực phẩm, các phương pháp này đều hiện kết quả theo % acid lactic và các hệ số chuyển đổi để chuyển sang đơn vị khác. HI84529 có thể được thiết lập để đáp ứng mọi yêu cầu của phòng phân tích thực phẩm, mẫu có thể được chuẩn độ theo thể tích hoặc khối lượng, pha loãng hoặc không pha loãng (Đối với thang thấp) và có thể thay đổi điểm kết thúc phản ứng. HI84529 được cài đặt 3 phương pháp chuẩn độ, low range 50 để chuẩn độ 50mL hay 50g mẫu không pha loãng, low range 20 và high range 20 để chuẩn độ 20mL hoặc 20g mẫu đã pha loãng lên gấp đôi thể tích.

Điện cực pH chuyên dụng. HI84529 được cung cấp kèm theo điện cực half cell pH FC260B, đây là điện cực chỉ thị pH, màng thủy tinh hình cầu, sử dụng trong nhiệt độ thường, được thiết kế chuyên dụng để đo pH của thực phẩm.

Cấu tạo thủy tinh nhiệt độ thấp

Màng thủy tinh của điện cực pH được cấu tạo từ thủy tinh chịu nhiệt độ thấp (-5 đến 60 độ C) có điện trở xấp xỉ 50MΩ, chỉ bằng phân nửa so với thủy tinh bình thường. Do điện trở của thủy tinh thì tỉ lệ nghịch với nhiệt độ, mà thực phẩm thường được lưu trữ ở nhiệt độ thấp nên khi cắm điện cực vào mẫu sẽ làm tăng điện trở của điện cực lên, điện trở quá cao sẽ làm sai số phép đo nên FC260B với màng thủy tinh có điện trở thấp là sản phẩm lý tưởng để đo trong thực phẩm.

Điện cực so sánh.

Hầu hết các điện cực hiện nay đều tích hợp điện cực so sánh và điện cực chỉ thị trong cùng 1 điện cực, những điện cực này thường có junction làm bằng sứ, thủy tinh hoặc PTFE, có chức năng cung cấp dòng điện giữa mẫu và điện cực. Tuy nhiên, HI84529 được cung cấp một điện cực so sánh đặc biệt là HI5315, được cấu tạo với một junction bằng nhựa PTFE, thiết kế dạng ống bao quanh thân điện cực, có thể dễ dàng di chuyển lên xuống để loại bỏ các chất rắn tích tụ trên bề mặt điện cực, bảo đảm dòng điện luôn ổn định, kết quả đo chính xác, có độ lặp cao.

Bơm pit-tông. Thiết bị quan trọng nhất của HI84529 là bơm pit-tông. Sử dụng motor để điều khiển hoạt động của pit tông giúp việc điều khiển quá trình bơm dễ dàng hơn, hàm lượng thuốc thử bơm ra cũng chính xác hơn. Chế độ bơm được cài đặt vào máy là dynamic, vì vậy hàm lượng thuốc thử bơm vào sẽ thay đổi tùy thuộc vào sự thay đổi điện thế trong mẫu sau mỗi lần bơm, vì vậy khi tiến hành chuẩn độ, máy sẽ bơm nhiều thuốc thử để rút ngắn thời gian, khi gần đến điểm kết thúc phản ứng, lượng thuốc thử sẽ ít dần để đảm bảo độ chính xác của quá trình đo.

Tùy chọn hiệu chuẩn pH

Do thiết bị được thiết lập chuẩn độ theo bộ phương pháp chuẩn AOAC dành cho thực phẩm với điểm kết thúc là pH 8.3 nên HI84529 được thiết lập có thể tùy chọn điểm hiệu chuẩn dựa trên pH của sữa tươi và điểm kết thúc phản ứng (6.00 và 8.30) để đạt kết quả chính xác nhất khi đo pH.

Good laboratory practice

HI84529 tích hợp chức năng lưu trữ thông tin GLP bao gồm cả ngày tháng hiệu chuẩn điện cực và hiệu chuẩn bơm, giúp cho người sử dụng hiểu rõ tình trạng máy trước khi dùng và có thể an tâm vào kết quả đo hơn.

Tính năng khuấy từ.

thiết bị khuấy từ được tích hợp vào máy, tự động duy trì tốc độ 800 rpm(thang thấp) hoặc 1000rpm(thang cao), giúp thiết bị dễ dàng chuẩn độ các mẫu có độ nhớt cao.

Các tính năng trên màn hình

Giao diện dễ sử dụng: HI84529 với thiết kế thân thiện, bàn phím sắc nét, màn hình lớn giúp việc sử dụng dễ dàng. Ngoài ra, thiết bị được cài đặt phần mềm hướng dẫn, khi được kích hoạt, sẽ hướng dẫn người dùng cách sử dụng máy từng bước một. Trong quá trình sử dụng, nếu có bất kì thắc mắc, người dùng có thể nhấn phím HELP để được hỗ trợ thông tin.

Biển cảnh báo: người dùng sẽ được báo động trong trường hợp sử dụng máy có xuất hiện sai sót (Vd: thể tích thuốc thử vượt mức cho phép..)

Chế độ biểu đồ: thiết bị chuẩn độ mini sẽ hiển thị dữ liệu trong suốt thời gian chuẩn độ, bao gồm cả đồ thị theo thời gian thực.

Lưu kết quả theo yêu cầu: HI84529 cho phép lưu tối đa 400 mẫu: 200 kết quả chuẩn độ và 200 kết quả đo pH/mV. Các dữ liệu này có thể được lưu trữ vào USB hoặc chuyển tiếp vào PC thông qua cổng kết nối USB.

Là thiết bị đo pH/mV: ngoài chức năng là máy chuẩn độ, HI84529 còn có thể được sử dụng như một máy đo pH để bàn, với tính năng tự động bù nhiệt, tự động nhận dung dịch đệm, hiệu chuẩn tối đa 3 điểm, độ chính xác ±0.01pH, lưu trữ dữ liệu GLP.

Tính năng CAL Check. Máy sẽ tự động phân tích tính hiệu phản hồi của điện cực trong suốt quá trình hiệu chuẩn và thông báo cho người sử dụng những vấn đề có thể ảnh hưởng đến kết quả đo như dung dịch đệm bị nhiễm bẩn, điện cực bị bẩn hay nứt vỡ… tính năng CAL Check không những đảm bảo độ chính xác của phép đo pH mà còn giúp bảo đảm độ chính xác trong việc xác định điểm kết thúc của quá trình chuẩn độ.

Thông số kỹ thuật

Thang đo	Thang thấp: %l.a.: 0.01 - 0.20; °SH: 0.4 - 8.9; °D: 1.0 - 20.0; °Th: 1.1 - 22.2 Thang cao: %l.a.: 0.1 - 2.0; °SH: 4.4 - 88.9; °D: 10 - 200; °Th: 11.1 - 222.2
Độ phân giải	Thang thấp: %I.a.: 0.01 ; °SH: 0.1; °D: 0.1; °Th: 0.1 Thang cao: %I.a.: 0.1; °SH: 0.1; °D: 1; °Th: 0.1
Độ chính xác (@25ºC/77ºF)	Thang thấp: ± 0.01 %l.a. Thang cao: ± 0.1 %l.a.
Thể tích mẫu	Thang thấp 20: 20 mL hoặc 20 g Thang thấp 50: 50 mL hoặc 50 g Thang cao 20: 20 mL hoặc 20 g
Phương pháp	Phản ứng acid-base
Nguyên tắc	Điểm kết thúc cố định, tùy chọn trong khoảng pH 8.0 - 8.7 với bước nhảy 0.1
Tốc độ bơm	10 mL/phút
Tốc độ khuấy	800 (thang thấp) / 1000 (thang cao)
Thang đo pH	-2.0 - 16.0 pH; -2.00 - 16.00 pH
Độ phân giải pH	0.1 pH / 0.01 pH
Độ chính xác pH(@25ºC/77ºF)	±0.01 pH
Hiệu chuẩn pH	Tối đa 3 điểm dựa trên hệ đệm sau (4.01, 7.01, 8.20, 10.01)
Bù nhiệt	Bằng tay hoặc tự động
Thang đo mV	-2000.0 - 2000.0 mV
Độ phân giải mV	0.1 mV
Độ chính xác mV (@25ºC/77ºF)	±1.0 mV
Thang đo nhiệt độ	-20.0 - 120.0°C; -4.0 - 248.0°F; 253.2 - 393.2 K
Độ phân giải nhiệt độ	0.1°C; 0.1°F; 0.1K
Độ chính xác nhiệt độ (@25ºC/77ºF)	±0.4°C; ±0.8°F; ±0.4 K
Lưu mẫu	Tối đa  400 ( 200 chuẩn độ, 200  đo pH/mV)
Điện cực	Điện cực pH FC260B kết nối BNC, 1m cáp và điện cực so sánh HI5315, 1m cáp
Điện cực nhiệt độ	HI7662-M, 1 m (3.3’) cáp
Môi trường hoạt động	0 - 50°C (32 - 122°F); RH tối đa 95% không ngưng tụ
Nguồn	12 VDC adapter
Kích thước	235 x 200 x 150 mm (9.2 x 7.9 x 5.9”)
Khối lượng	1.9 kg (67.0 oz.)
Cung cấp gồm	HI84529-02 (230V) được cung cấp gồm điện cực pH FC260B, điện cực so sánh HI5315, điện cực nhiệt độ HI7662-M, dung dịch châm điện cực HI7072 (30 mL), dung dịch chuẩn độ thang thấp  20 HI84529-50 (120 mL), dung dịch chuẩn độ thang thấp 50 HI84529-52 (120mL), dung dịch chuẩn độ thang cao 20 HI84529-51 (120mL), dung dịch hiệu chuẩn HI84529-55 (230 mL), cốc nhựa 100 mL  (2), van bơm, xy lanh 5 mL, pipet nhựa 1 mL, hệ thống ống dẫn, cá từ, dung dịch làm sạch chất rắn của sữa trên điện cực HI700640(2x20mL), 12 VDC adapter, giấy chứng nhận chất lượng và hướng dẫn sử dụng.