chemie
Stanovení
obsahu alkoholu
ve vzorku piva
Pivo je nápoj, který v nadměrném
množství může působit škodlivě. Některé
nekvalitní nealkoholické nápoje plné barviv
a umělých chemických přísad jsou pro
zdraví škodlivější než pivo. Pivo obsahuje
mnoho vitamínů a dalších látek, které při
jeho střídmé konzumaci působí příznivě
proti vzniku aterosklerózy.
Gymnázium Frýdlant, Mládeže 884, příspěvková organizace
autor: Mgr. Renáta Flecknová
chemie
Obsah
Obsah . . . 2
Úvod . . . 3
Cíle . . . 3
Teoretická příprava (teoretický úvod) . . . 4
Obsah alkoholu . . . 4
Charakteristika piva . . . 4
Odbourávání ethanolu . . . 5
Kategorie piva . . . 6
Stupňovitost . . . 6
Ethanol - CH3CH2OH . . . 7
Výroba piva . . . 7
Motivace studentů . . . 8
Doporučený postup řešení . . . 8
Příprava úlohy . . . 9
Materiály pro studenty . . . 9
Záznam dat . . . 9
Analýza dat . . . 9
Syntéza a závěr . . . 9
Hodnocení . . . 9
Internetové odkazy a další rozšiřující informační zdroje . . . 9
Pracovní návod . . . 10
Zadání úlohy . . . 10
Pomůcky . . . 10
Bezpečnost práce . . . 10
Teoretický úvod . . . 10
Příprava úlohy (praktická příprava) . . . 11
Postup práce . . . 11
Protokol (řešená učitelská varianta) . . . 13
Úkoly . . . 13
Pomůcky . . . 13
Chemikálie . . . 13
Princip . . . 13
Nákres . . . 14
Postup . . . 14
Výsledky . . . 14
Závěr . . . 15
Protokol (žákovská varianta) . . . 16
Úkoly . . . 16
Pomůcky . . . 16
Chemikálie . . . 16
Princip . . . 16
Nákres . . . 17
Postup . . . 17
Výsledky . . . 17
Závěr . . . 17
3
Pivo je nápoj, který v nadměrném množství může působit škodlivě. Některé nekvalitní nealkoholické nápoje plné barviv a umělých chemických
přísad jsou pro zdraví škodlivější než pivo. Pivo obsahuje mnoho vitamínů a dalších látek, které při jeho střídmé konzumaci působí příznivě proti
vzniku aterosklerózy. Rozumná konzumace piva snižuje stres, podporuje
krevní oběh, snižuje riziko srdečních onemocnění, snižuje vysoký krevní
tlak.
Pivo je nápoj, který obsahuje malé množství alkoholu (0,5 - 10 %). Pivo
je určeno k tomu, aby je lidé pili pro chuť, pro radost a pro lepší trávení
nikoliv proto, aby se opíjeli.
Typ experimentu: žákovský
Pivo je nápoj známý všem studentům. Toto již samo stačí k motivaci
experimentu.
Chemikálie
•pivo
•destilovaná voda
Bezpečnost práce
Zákaz konzumace piva v chemické
laboratoři!
Cíle
Studenti by měli zvládnout:
•sestavit aparaturu pro destilaci
•provést měření pomocí hustoměru nebo lihoměru
•pomocí Štastného-Renzova tabulky zjistit obsah ethanolu v pivu
•odvodit, jak je možné změnou doby fermentace ovlivnit obsah alkoholu v pivu
Klíčové kompetence:
•kompetence k řešení problémů – student uplatňuje při řešení problémů vhodné metody a dříve získané vědomosti a dovednosti, kromě
analytického a kritického myšlení využívá i myšlení tvořivé s použitím
představivosti a intuice
•kompetence k učení – student si své učení a pracovní činnost sám plánuje a organizuje, využívá je jako prostředku pro seberealizaci a osobní rozvoj
Materiály pro učitele
Časová náročnost
Příprava experimentu – příprava
aparatury (15 minut), instruktáž
studentů (5 minut)
Vlastní pokus (40 minut = 15 minut
třepání + 20 minut destilace + 5 minut určení objemových procent)
Dvě hodiny (2 x 45 min.)
Čas včetně přípravy, úvodní diskuze
a vyhodnocení výsledků skupin se
závěrečnou diskuzí.
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
Tip
Úvod
chemie
Zařazení do výuky
Experiment je vhodné zařadit
v rámci učiva technologie výroby
piva, analytické chemii (obsah alkoholu ve vzorku), odbourání ethanolu v lidském těle, alkoholová fermentace, praktické použití enzymů.
Vyučovací předměty: chemie (biochemie), biologie
Průřezová témata:
•Environmentální výchova – Problematika vztahů organismů
a prostředí
•Osobnostní a sociální výchova –
Spolupráce a soutěž
4
Pivo je vařeno již od nepaměti a je nemožné určit místo, kde bylo uvařeno první pivo. Jako země původu se uvádí Mezopotámie, a to přibližně již
v 7. tisíciletí př. n. l.
Obsah alkoholu
Pivo může obsahovat od 0,5 do 10 hmotnostních procent ethanolu, ale
v českých pivech je ethanolu nejčastěji mezi 4 – 5 hmotnostních procent.
Tabulka: Orientační obsah ethanolu v pivech
Orientační obsah ethanolu
Stupeň piva
nealkoholické
8o
10o
12o
Obsah ethanolu
méně než 0,5%
do 2%
do 3%
do 3,5%
Charakteristika piva
Pivo je tradičním a populárním nápojem, který má na území Česka dlouhou tradici. Je sice nápojem alkoholickým (řadí se mezi nápoje s relativně
nízkým obsahem ethanolu – 30 – 50 g v jednom litru), ale kromě alkoholu pivo také obsahuje přibližně 2 000 dalších látek. Obsahuje významné
množství velmi kvalitní vody, takže se jedná o výrazně zavodňující nápoj,
dále obsahuje také sacharidy, bílkoviny, hořké látky chmele, polyfenolické sloučeniny, oxid uhličitý, vitamíny a minerální látky.
Kombinace těchto složek dává fyziologicky vyrovnaný roztok, který
je v rovnováze s osmotickým tlakem krve. Významné je zastoupení
minerálů v pivu, kde nacházíme kromě draslíku a sodíku, které jsou
zde v příznivém poměru, také chloridy, vápník, fosfor, hořčík a křemík.
Z vitamínů obsažených v pivu jsou nejvýznamnější vitaminy skupiny
B – thiamin (3 % denní spotřeby v jednom litru piva), riboflavin (20 %),
pyridoxin (31 %), niacin (45 %) a kyselina listová (52 %). Vitaminy skupiny B jsou důležité pro řadu metabolických procesů (metabolismus
sacharidů, lipidů, aminokyselin), funkci nervového systému a další. Jeden litr piva obsahuje přibližně 1300 – 3500 kJ představující přibližně
10 % denní spotřeby, což je méně než např. jablečná šťáva, a 200 mg
biologicky aktivních látek.
Je si třeba uvědomit, že příznivé účinky piva na lidský organismus se mohou projevit při jeho střídmé konzumaci, kdy nepřevažují negativní účinky alkoholu. Pivo obsahuje hořké chmelové látky, které mají blahodárný
vliv na sekreci žluči, která přímo podporuje trávení. Současně výrazně
podporuje chuť k jídlu, což může vést při nestřídmé konzumaci pokrmů
k nárůstu tělesné hmotnosti. Čím vyšší obsah flavonoidů použitých obilnin a obilovin pivo obsahuje, tím vyšší je jeho léčebný a preventivní antioxidační účinek. Obsah flavonoidů zvyšujeme delší a intenzivnější extrakcí
sladu, zvýšením množství sladu, resp. přidáním sladu nebo výtažku z dalších obilnin a obilovin, u bylinných a ovocných piv rovněž z bylin a ovoce. Z různých druhů ovoce mají nejvyšší antioxidační účinky flavonoidy
Materiály pro učitele
•baňka (800 ml)
•frakční baňka
•teploměr
•vodní chladič
•kádinky
•odměrný válec
•hustoměr nebo lihoměr
•kahan
•2 stojany
•trojnožka
•kovová síťka
•pracovní návod
•pracovní list
Pivo je kvašený slabě alkoholický nápoj vyráběný v pivovaru z obilného
sladu, vody a chmele pomocí kvasinek (Saccharomyces cerevisiae ssp.),
který se těší značné oblibě v Česku i v zahraničí. Na území Česka se jedná o nejkonzumovanější alkoholický nápoj. Pivo je považováno za jeden
z českých symbolů a od roku 2008 je název české pivo chráněno jako zeměpisné označení.
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
Přehled pomůcek
Teoretická příprava (teoretický úvod)
chemie
Slovníček pojmů
PIVO
ETHANOL
TECHNOLOGIE VÝROBY PIVA
ODBOURÁNÍ ETHANOLU V LIDSKÉM TĚLE
STUPŇOVITOST PIVA
Viz pracovní list (učitel).
5
V právním řádu České republiky se pivem zabývá zejména vyhláška
č. 335/1997 Sb., která provádí zákon o potravinách (zákon č. 110/1997
Sb.). Vyhláška obsahuje jak definici piva, tak požadavky na výrobu a jakost, rozdělení druhů piva a jeho označování.
Lidské tělo je schopno odbourávat ethanol dle individuálních měřítek,
které záleží na hmotnosti, pohlaví, zdravotním stavu, stupni únavy a dalších faktorech. Doba, za kterou se z těla vyloučí ethanol uvolněný po
konzumaci piva se dá jen nepřesně odhadovat. Obecně platí zásada, že
čím je člověk obéznější, tím pomaleji se ethanol z jeho těla odbourává.
Orientačně se občas uvádí čas okolo 2 hodin a 10 minut pro 80 kg vážícího muže u 10° piva a 3 hodiny a 50 minut u ženy o hmotnosti 60 kg.
Pro 12° pivo se pak uvádí při stejných fyziologických parametrech doba
2 hodiny a 50 minut respektive 4 hodiny a 30 minut. Jedním ze základních
faktorů schopnosti odbourávat ethanol je enzym ethanoldehydrogenáza
(ethanol: NAD – oxidoreduktasa). Tento enzym však některým národům
úplně chybí (Eskymáci, Indiáni, některé asijské národy).
Ethanol se snadno vstřebává v ústech a v žaludku. 2 % – 10 % se vylučuje
plícemi nebo ledvinami a zbytek se přemění v játrech.
Možnosti rozkladu:
1. Ethanol se vlivem působení enzymu patřící do skupiny dehydrogenáz oxiduje na acetaldehyd CH3COH a dále na kyselinu octovou CH3COOH
– probíhá v játrech (3/4 rozpadajícího se ethanolu).
Ethanoldehydrogenása pracuje stále stejnou rychlostí, není indukovatelná – asi 0,12 %o za hodinu. V játrech se z CH3COOH vyrábí acetyl
CoA (koenzym A), který slouží k syntéze cholesterolu → alkoholici mají
tzv. „tuková játra“ nebo cirhózu jater popř. ICHS
2. Organely peroxysómy, které obsahují enzymy katalázy (např. peroxidása) přeměňují ethanol na acetaldehyd (asi 10% alkoholu)
3. V cytoplasmě – enzym monooxygenása, CH3CH2OH → CH3COH + H2O2
Obr. 1: Český pivař
Materiály pro učitele
Odbourávání ethanolu
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
Uvádí se, že konzumace piva má příznivé účinky na dobrou náladu, podporu krevního oběhu, snížení rizika srdečních příhod a působí proti vysokému krevnímu tlaku. Konzumace piva může vést k rozvoji alkoholismu
s poškozením zdraví. Avšak nejen alkohol, ale jiné látky dlouhodobou
konzumací způsobují především tato onemocnění a zvýšenou úmrtnost:
cirhóza jater, kolorektální karcinom, karcinom prsu, diabetes mellitus
a další.
chemie
ostružin a malin. Barvení kulérem (karamelem) nebo pražením sladu je
sice pro pivo charakteristické, avšak antioxidační hodnotu piva nezvyšuje.
Ovšem ovocné šťávy (nebo přímo samotné ovoce) obsahují větší počet
flavonoidů aniž by obsahovaly alkohol.
6
Základními skupinami jsou skupina světlá, polotmavá, tmavá (z tmavého nebo karamelového sladu) a řezaná piva (při stáčení smíšené z tmavého a světlého piva). Podskupinami pak pivo výčepní, ležáky, speciální,
portery, se sníženým obsahem alkoholu, se sníženým obsahem cukrů,
pšeničná, kvasnicová, nealkoholická, ochucená a lehká.
Kategorie piva je povinným údajem při označení piva při prodeji.
Příklady značení:
a) nesprávné značení: pivo 10stupňové, pivo 12stupňové, jedenáctka,
silné 14stupňové pivo
b) správné značení piva: pivo výčepní, pivo ležák, speciál 14 %.
Stupňovitost
Mnoho spotřebitelů piva si v dnešní době nesprávně zaměňuje symbol stupňovitosti piva s obsahem alkoholu. Kvalitu piva z velké části určuje především podíl látek, které se během jeho vaření uvolní ze sladu a z chmelu. Čím je těchto látek více, tím je pivo chutnější, plnější či
hutnější, , jak chcete. V desetistupňovém pivu bylo těchto látek 10 %,
ve dvanáctistupňovém 12 %, ve čtrnáctistupňovém 14 %. Odborně řečeno, stupňovitost znamená koncentraci (obsah) všech extraktivních
látek (rozpustných ve vodě) v mladině před zakvašením (přidáním pivovarských kvasnic), které přešly (rozpustily se ve varní vodě) z použitých surovin (slad, chmel) během výrobního postupu ve varně do roztoku (původně čisté varní vody). Jedná se o složky cukernaté (zkvasitelné
a nezkvasitelné) a složky necukerné (minerály, vitamíny a jiné), které se
z použitých surovin rozpustily během vaření ve varné vodě. Když si toto
vysvětlení převedeme do čísel, znamená to, že například 12% pivo obsahovalo 12 kg rozpuštěných látek z použitých surovin (slad, chmel) ve
100 kg mladiny (meziprodukt) před zakvašením. Z tohoto taktéž vyplývá, že například 12% pivo obsahuje méně vody než 10% pivo, vzhledem
k poměru vstupujících surovin (slad, chmel) k vodě v mladině vyrobené
ve varně ještě před přidáním pivovarských kvasnic. Pojem stupňovitost
lze také vysvětlit rozdílnou plností (hutností) mezi jednotlivými pivy.
V současnosti je starší označení stupňovitost nahrazeno dle platné legislativy pojmem extrakt původní mladiny (EPM).
Materiály pro učitele
Nejtypičtější druhy světlého piva v Česku jsou piva výčepní, tj. piva z ječných sladů s extraktem původní mladiny 8–10 % hmotnostních, a piva
ležáky, tj. piva z ječných sladů s extraktem původní mladiny 11–12 %
hmotnostních. To však nejsou jediné druhy piva. Vedle obecných náležitostí pro označení piva (dle vyhlášky č. 324/1997 Sb.) je nutno podle
vyhlášky č. 335/1997 Sb. pivo označit: názvem druhu a skupiny (např.
pivo ležák), obsahem ethanolu v objemových procentech, zda jde o světlé či tmavé pivo a některými dalšími údaji. Pivo se začalo dělit na čtyři
základní skupiny dle barvy a extraktů původní mladiny před zkvašením,
obsahu alkoholu či způsobu konečné úpravy. Toto dělení prošlo v roce
2000 drobnou změnou a v současnosti platí dělení popsané níže.
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
Piva se dle staršího dělení dělila dle koncentrace původní mladiny, založené na výpočtu hmotnostní koncentrace skutečného extraktu. Výsledná hodnota se uváděla v hmotnostních procentech. Na základě tohoto
dělení se piva rozdělovala na piva výčepní (do 10 % hm.), ležáky (v rozmezí 11–12,5 % hm.) a piva speciální (nad 12,5 % hm.).
chemie
Kategorie piva
7
Výroba piva
•biochemický princip výroby – Pivo je nápoj vzniklý zkvašením cukerného roztoku (převážně maltosy) jež se získává enzymovou hydrolýzou
sladového škrobu.
•z technologického hlediska se výroba piva dělí:
2) vlastní výroba piva
a) příprava mladiny – slad se rozemele s vodou (rybníky) a ve varně
se zahřívá - vzniklý roztok se povaří + přidá chmel = MLADINA
b) zkvašování mladiny
Po přefiltrování mladiny dojde k jejímu ochlazení asi na 8 oC a přidání kvasinek.
c) vlastní kvašení
Probíhá v tzv. SPILCE. Podle stupňovitosti piva 7 – 12 dní při t = 5-10 oC.
Ke konci kvašení většina kvasinek klesne na dno.
d) jímání oxidu uhličitého
Při kvašení vzniká CO2, který musí být jímán a je dále využíván jako
tlačné medium při manipulaci s pivem – čímž se zabrání negativní
oxidaci piva.
e) dokvašování piva
Probíhá v tzv. ležáckém sklepě. V uzavřených tancích při teplotě
2 oC dochází zde k dozrávání piva a „zakulacení“ chuti.
Výčepní piva leží 20 dní. Ležáky a speciální piva leží až 60 dní.
f) filtrace
Filtrace probíhá na křemíkovém filtru. Pivo získává jiskru.
Materiály pro učitele
1) výroba sladu
a) máčení ječmene – mokrý ječmen obsahující až 44 % vody
b) klíčení ječmene – v dobře větratelných chladných prostorách
(HUMNA), klíčí při t = 10 – 20 oC po dobu 5 – 7 dní
c) rmutovací procesy – enzymatická hydrolýza sladového škrobu ve
vodném roztoku za vyšší teploty (probíhá rychleji)
Výsledkem b) a c) je vysoká koncentrace alfa-amylásy (hydrolytický
enzym) – významný vliv na kvalitu a chuť finálního výrobku.
d) sušení ječmene a vznik sladu – naklíčený ječmen (tzv. zelený slad)
se suší v sušárně (HVOZD), kde klesne obsah vody o 5 %. Při sušení vznikají melanoidy – později dávají barvu piva. Usušený slad se
zbavuje klíčků a nečistot.
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
Molární hmotnost: 46,07 g/mol
Teplota varu: 78,3 °C (101300 Pa)
Hustota: 0,0789 g/ml
Rozpustnost ve vodě: neomezeně mísitelné
chemie
Ethanol - CH3CH2OH
8
Aparatura pro destilaci
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
Před destilací se pivo musí zbavit
co největšího množství CO2 (třepání). Rozhodně doporučuji zkontrolovat destilační aparaturu!
Praktické provedení
chemie
Tipy
Motivace studentů
Pivo je tradičním a populárním nápojem, který má na území Česka dlouhou tradici. Pivo obsahuje mnoho vitamínů a dalších látek, které při
střídmé konzumaci mohou působit příznivě proti vzniku aterosklerózy.
Rozumná konzumace piva snižuje stres, podporuje krevní oběh, snižuje
riziko srdečních onemocnění, snižuje vysoký krevní tlak.
Pivo je nápoj, který obsahuje malé množství ethanolu (0,5 - 10 % /obj./).
Pivo je určeno k tomu, aby je lidé pili pro chuť, pro radost a pro lepší
trávení nikoliv proto, aby se opíjeli. Úkolem této práce je zjistit, zda objemová procenta ethanolu na etiketě piva odpovídají skutečnosti.
Doporučený postup řešení
1.Před samotným měřením studenti obdrží pracovní návod k domácímu studiu a také pracovní listy.
2.Provedou destilaci.
3.Pomocí Šťastného-Renzova tabulky provedou výpočet objemových
a hmotnostních procent ethanolu.
Materiály pro učitele
Zdroj: http://www.bgml.chytrak.cz/aparatury/destilace.jpg
9
Materiály pro studenty
Pracovní návod k nastudování laboratorního cvičení, zejména teorie.
Pracovní list – sestavení aparatury, zaznamenání zjištěných dat, analýza
a pochopení naměřených veličin. Porovnání s teorií. Vyslovení závěrů.
Záznam dat
Práce s lihoměrem nebo hustoměrem.
Z provedeného experimentu studenti zjistí hodnoty hmotnostních a objemových procent alkoholu pomocí Šťastného-Renzova tabulky při teplotě 15 °C
Syntéza a závěr
Studenti shrnou své poznatky o tom, co dělali a k jakým závěrům dospěli
a své výsledky porovnají s teorií. Pokud by se výrazně lišili od teorie, pokusí se zdůvodnit, co by mohlo být příčinou.
Hodnocení
Sestavili destilační aparaturu správně.
Určili správně hustotu destilátu.
Určili pomocí hustoty z Šťastného-Renzova tabulky objemová a hmotnostní procenta ethanolu.
S jakou chybou měření pracovali.
Internetové odkazy a další rozšiřující informační zdroje
•http://cs.wikipedia.org/wiki/Pivo
•http://beer.txt.cz/clanky/70728/stupnovitost-piv/
KOLÁŘ, K., KODÍČEK, M., POSPÍŠIL, J.: CHEMIE II. pro gymnázia (organická a biochemie). 2.vydání, SPN, Praha, 2005. ISBN 80-7235-283-0
FREIWILLIG,P.: Technické stavby Frýdlantska (Dopravní stavby a objekty,
cihlářství a cihelny, zámecký pivovar). IRBIS, Liberec, 2011. ISBN 97880-904852-2-8
Materiály pro učitele
Analýza dat
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
Před měřením zadáme studentům k vypracování přípravnou část z pracovního listu.
Zjistíme domácí přípravu studentů, zda si vyplnili slovníček pojmů a zda
rozumí podstatě dané úlohy.
Před měřením si připravíme všechny potřebné pomůcky k měření a rozdělíme studenty do pracovních skupin.
chemie
Příprava úlohy
chemie
Stanovení obsahu ethanolu
ve vzorku piva
Pracovní návod
Zadání úlohy
Stanovte ze vzorku piva množství alkoholu v hmotnostních a objemových procentech.
Pomůcky
•baňka (800ml)
•frakční baňka
•teploměr
•vodní chladič
•kádinky
•odměrný válec
•hustoměr nebo lihoměr
•kahan
•2 stojany
•trojnožka
•kovová síťka
Bezpečnost práce
Zákaz konzumace piva ve školní chemické laboratoři!
Teoretický úvod
Obsah alkoholu
Pivo může obsahovat od 0,5 do 10 procent alkoholu, ale v českých pivech je alkoholu nejčastěji mezi 4–5 % (obj.).
Tabulka: Orientační obsah ethanolu v pivech
Orientační obsah alkoholu
Stupeň piva
nealkoholické
8o
10o
12o
Obsah ethanolu
méně než 0,5%
do 2%
do 3%
do 3,5%
11
chemie
Šťastného-Renzova tabulka k určení alkoholu z hustoty destilátu při teplotě 15 °C
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
Pracovní návod
Příprava úlohy (praktická příprava)
Před příchodem do laboratoře se seznamte s teorií a vyplňte teoretickou část pracovního listu.
Postup práce
Příprava měření
Ze vzorku piva odstraňte oxid uhličitý. Pivo nalijte do baňky o objemu 800 ml a třepejte alespoň 15 minut.
Je-li nutné, pivo přefiltrujte přes papírový filtr a první část filtrátu (cca 20 ml) vylijte.
Vlastní měření (záznam dat)
1.Do destilační baňky navažte 100 g piva zbaveného oxidu uhličitého (s přesností na 0,1 g) a přidejte 50 ml
destilované vody.
2.Sestavte aparaturu na destilaci. Nechte ji zkontrolovat vyučujícím!
3.Začněte destilovat zprvu mírně (aby se pěna nedostala do chladiče) a po uvedení do varu zahřívání zesilte.
Destilujte do celkového objemu destilátu asi 90 ml tak, aby doba destilace byla asi 30 minut.
12
Použili jsme pivo značky: Skalák 13% (pivovar Rohozec)
Na etiketě je uvedena hodnota objemových procent alkoholu: 6 %
Hustoměrem jsme naměřili hustotu destilátu: 0,993 g/ml
Pomocí tabulky Šťastného-Renzova jsme vyhledali odpovídající:
a) hmotnostní procento: w = 4,141%
b) objemové procento: φ = 5,175%
Odchylka od údajů výrobce: 17,5 %.
Pracovní návod
Obr.č.2: Etiketa piva Skalák z pivovaru Rohozec
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
Analýza naměřených dat
chemie
4.Proveďte měření destilátu.
a) pomocí lihoměru – určete hmotnostní zlomek ethanolu
b)pomocí hustoměru – určete hustotu destilátu. Pomocí Štastného-Renzova tabulky určete hmotnostní
% ethanolu
chemie
Stanovení množství ethanolu
ve vzorku piva
Protokol (řešená učitelská varianta)
pracoval(a):
spolupracovali(y):
datum:
třída:
Úkoly:
Stanovte ze vzorku piva množství ethanolu v hmotnostních a objemových procentech.
Pomůcky:
•baňka (800 ml)
•frakční baňka
•teploměr
•vodní chladič
•kádinky
•odměrný válec
•hustoměr nebo lihoměr
•kahan
•2 stojany
•trojnožka
•kovová síťka
Chemikálie:
•pivo – Skalák světlé speciální pivo 13% z pivovaru Rohozec
•destilovaná voda
Princip
a)vysvětlete termín stupňovitost piva
a) Stupňovitost piva - koncentrace (obsah) všech extraktivních látek (rozpustných ve vodě) v mladině před
zakvašením (přidáním pivovarských kvasnic), které přešly (rozpustily se ve varní vodě) z použitých surovin
(slad, chmel) během výrobního postupu ve varně do roztoku (původně čisté varní vody).
b)druhy piv podle obsahu alkoholu
b)
Orientační obsah alkoholu
Stupeň piva
nealkoholické
8o
10o
12o
Obsah ethanolu
méně než 0,5%
do 2%
do 3%
do 3,5%
14
Aparatura pro destilaci
Postup
1.Ze vzorku odstraňte oxid uhličitý. Pivo nalijte do baňky o objemu 800 ml a třepejte alespoň 15 minut. Je-li
nutné, pivo přefiltrujte přes papírový filtr a první část filtrátu (cca 20 ml) vylijte.
2.Poté do destilační baňky navažte 100 g piva zbaveného oxidu uhličitého (s přesností na 0,1 g) a přidejte
50 ml destilované vody.
3.Sestavte aparaturu pro destilaci. Nechte ji zkontrolovat vyučujícím!
4.Začněte destilovat zprvu mírně (aby se pěna nedostala do chladiče) a po uvedení do varu zahřívání zesilte.
Destilujte do celkového objemu destilátu asi 90 ml tak, aby doba destilace byla asi 30 minut.
5.Proveďte měření destilátu.
a)pomocí lihoměru – určete hmotnostní procento ethanolu
b)pomocí hustoměru – určete hustotu destilátu. Pomocí Štastného-Renzova tabulky určete hmotnostní
procento ethanolu
Výsledky
Použili jsme pivo značky: Skalák světlé speciální pivo 13%
(pivovar Rohozec)
Na etiketě je uvedena hodnota objemových procent alkoholu: 6 %
Hustoměrem jsme naměřili hustotu destilátu: 0,993 g/ml
Pomocí Šťastného-Renzova tabulky jsme vyhledali odpovídající:
a) hmotnostní procento: w = 4,141%
b) objemové procento: φ = 5,175%
Odchylka od údajů výrobce: 17,5%
Protokol (řešená učitelská varianta)
Zdroj: http://www.bgml.chytrak.cz/aparatury/destilace.jpg
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
Nákres
chemie
c) teplota varu a hustota ethanolu
c) Tv = 78,3 oC (za normálního tlaku), φ: 0,0789 g/ml (za normálních podmínek)
15
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
K měření jsme použili pivo Skalák 13% z pivovaru Rohozec. Na etiketě bylo napsáno, že obsahuje 6 obj. %.
Pomocí měření hustoty destilátu a Šťastného-Renzova tabulky jsme určili 5,1 obj. %. Odchylka od údaje na
etiketě je 17,5%.
Chyba vznikla z nedostatečného odstranění CO2 na začátku pokusu.
Pivo Skalák 13o patří mezi speciální piva, protože obsahuje více než 4,5 obj. % ethanolu.
chemie
Závěr
Protokol (řešená učitelská varianta)
chemie
Stanovení množství ethanolu
ve vzorku piva
Protokol (žákovská varianta)
pracoval(a):
spolupracovali(y):
datum:
třída:
Úkoly:
Stanovte ze vzorku piva množství ethanolu v hmotnostních a objemových procentech.
Pomůcky:
•baňka (800 ml)
•frakční baňka
•teploměr
•vodní chladič
•kádinky
•odměrný válec
•hustoměr nebo lihoměr
•kahan
•2 stojany
•trojnožka
•kovová síťka
Chemikálie:
•pivo
•destilovaná voda
Princip
a)vysvětlete termín stupňovitost piva
17
Aparatura pro destilaci
Zdroj: http://www.bgml.chytrak.cz/aparatury/destilace.jpg
Postup
1.Ze vzorku piva odstraňte oxid uhličitý. Pivo nalijte do baňky o objemu 800 ml a třepejte alespoň 15 minut.
Je-li nutné, pivo přefiltrujte přes papírový filtr a první část filtrátu (cca 20 ml) vylijte.
2.Poté do destilační baňky navažte 100 g piva zbaveného oxidu uhličitého (s přesností na 0,1 g) a přidejte
50 ml destilované vody.
3.Sestavte aparaturu na destilaci. Nechte ji zkontrolovat vyučujícím!
4.Začněte destilovat zprvu mírně (aby se pěna nedostala do chladiče) a po uvedení do varu zahřívání zesilte.
Destilujte do celkového objemu destilátu asi 90 ml tak, aby doba destilace byla asi 30 minut.
5.Proveďte měření destilátu.
a)pomocí lihoměru – určete hmotnostní zlomek ethanolu
b)pomocí hustoměru – určete hustotu destilátu. Pomocí Štastného-Renzova tabulky určete hmotnostní
procento ethanolu
Protokol (žákovská varianta)
Nákres
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
c) teplota varu a hustota ethanolu
chemie
b)druhy piv podle obsahu alkoholu
18
Použili jsme pivo značky:
Na etiketě je uvedena hodnota objemových procent alkoholu:
Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva
Závěr
chemie
Výsledky
Protokol (žákovská varianta)
Download

Stanovení obsahu alkoholu ve vzorku piva