还原铁粉和食品脱氧剂.pdf

化学教学2 0 0 7年,第9期还原铁粉和食品脱氧剂杨建宁(郑州市第1 1中学,河南郑州4 5 5 0 0 0)文章编号:1 0 0 5-6 6 2 9(2 0 0 7)0 9-0 0 7 0-0 2中图分类号:G 6 3 3.8文献标识码:B让我们先了解一下铁粉的分类。按照美国金属协会的标准,单质铁粉按生产方法分为5种:第1种和第2种生产方法是化学还原方法,即用一氧化碳还原纯磁铁矿(F e3O4)或用氢气还原轧钢时产生的氧化铁粉。用这2种方法生产出的单质铁粉称作“还原铁粉”,由于具有很好的间隙度和海绵状微观结构,因此也称作“海绵铁粉”,铁的含量一般超过9 5.0%。用氢气还原的单质铁粉内部结构中的微孔,比用一氧化碳还原的单质铁粉内部结构中的微孔还要细小。由于还原铁粉颗粒小而且疏松多孔,所以比一般的铁屑化学活性要高,更易发生化学反应,也更易被空气中的氧气氧化,如果纯度、有害元素达标还可以作为食品添加剂使用。第3种生产方法是电解方法,所生产出的单质铁粉称作“电解铁粉”,这种单质铁粉的纯度非常高,其颗粒非常细小,不规则形状,表面积较大。有关研究表明,这种单质铁粉的化学活性、人体吸收率在各种不同铁粉中是最大的。但是,由于生产成本昂贵,这种单质铁粉很难普及。目前主要应用于试剂级的化学品,照相复制,磁心和其它电子零件的生产。第4种生产方法是“羰基铁粉”。“羰基铁粉”是圆形颗粒,在各种单质铁粉中是最为细小的,但其间隙度很低。由于生产成本昂贵,这种单质铁粉尚未普及使用。第5种生产方法,即喷雾式的方法,是运用高压喷射水将高纯度的熔融金属分散成微细颗粒,所生产的单质铁粉称作“雾化铁粉”。还原铁粉应用很广,在我们日常生活中常作为脱氧剂、发热剂等使用,中学很多试题以此为素材来考查学生灵活运用知识的能力。下面就还原铁粉常见用途之一脱氧剂做一简单介绍。脱氧剂也称游离氧吸收剂、游离氧去除剂等,它是一种能够吸收氧的物质。在食品密封包装时,同时放入能除去包装内的氧化性物质,除去包装容器中游离氧和溶存氧,防止食品由于氧化而发霉、变质等。脱氧剂用于食品不仅能有效地抑制内容物的品质劣变,而且能保持食品原有的色、香、味,防治害虫、细菌的生长,维持营养成分,所以使用脱氧剂保鲜食品是一种质优、效果好、方便、安全的包装保藏方法。脱氧剂作为食品保鲜新材料,能吸收容器中的氧,使容器内呈无氧状态,食品得以保存。但脱氧剂的原料必须具有反应稳定、无怪味及无有害气体生成等,万一误食对人体也无害。脱氧剂一般以还原铁粉为基本原料,在一般食品中使用,能保持食+)N a H C O3+C a(O H)2=C a C O3+N a O H+H2O 1-C a O+N a H C O3=C a C O3+N a O HC a O+H2O=C a(O H)2 1+)N a2C O3+C a(O H)2=C a C O3+2 N a O H 1-C a O+N a2C O3+H2O=C a C O3+2 N a O H 合并反应式法解:由上述化学反应可知,整个反应体系可看作由两式组成:C a O+N a H C O3=C a C O3+N a O HC a O+N a2C O3+H2O=C a C O3+2 N a O H反应中反应物都来源于原2 7.2 g混合物,反应的反应物只有H2O来源于2 7.2 g混合物外。所以,消耗的水的物质的量即为反应前后固体增加的质量:2 9 g-2 7.2 g=1.8 g,所以消耗的水的物质的量:n(H2O)=1.8 g/(1 8 g/L)=0.1 m o l,由化学方程式得,原混合物中的碳酸钠的物质的量:n(N a2C O3)=n(H2O)=0.1 m o l,即其质量为:m(N a2C O3)=0.1 m o l 1 0 6 g/m o l=1 0.6 g参考文献:1 袁丽霞.C O2、H2O与Na2O2反应的计算题分析 J.化学教学,2 0 0 5,(1-2):1 1 5-1 1 6.2 王永泉.“合并法”在解题中的应用 J.化学教学,2 0 0 6,(9):5 7-5 8.!(上接第6 6页)7 0问题解答与讨论2 0 0 7年,第9期品品质及延长保持期,在健康食品中使用能防止油脂氧化,防止褪色及保持营养素。国外已将脱氧剂广泛用于湿面包粉、湿面、湿粉丝、湿点心、半干鱼制品等多种食品。目前,脱氧剂形式除袋装外,还有帽装。袋装用于袋装食品,帽装则用于瓶、罐等容器。近年来,随着食品工业的发展和包装材料的改进,脱氧剂在国内愈来愈受到重视,应用也愈来愈广泛。脱氧剂的分类方法很多,可按主剂成分分类为:(1)无机系脱氧剂。最常用的有铁系列脱氧剂和亚硫酸盐脱氧剂。铁氧化后生成F e(O H)3,1克铁除氧能力为3 0 0 m L,折合空气1 5 0 0 m L,除氧效果好,且经济。这里的铁主要就是还原铁粉外还有砂状粉体铁、及粗粒铁。(2)有机系除氧剂。例如抗坏血酸,除氧能力佳;葡萄糖碱性物在一定条件下产生很多分解物而除氧。也可按反应类型分类:(1)高水分食品型。脱氧剂与食品同时密闭后,吸氧剂的吸氧一般在水存在下进行,在食品蒸发的水分中进行脱氧。(3)自动吸收型。又可分速效型、一般型与缓放型。自动吸收型的吸氧剂保持自身水分,即使外部不存在水也能反应。改变吸氧剂成分、用量及包装材料的透气性,能控制反应速率从速效型转为缓效型。下面介绍几种常见脱氧剂配方:(1)4 g还原铁粉+2 g水+2 g活性炭+1 g N a C l混合。(2)4 0 0 g还 原 铁 粉+3 0 gN a C l+3 0 0 gC a O+水3 0 0 0 m L。(3)4 0 0 0 g还原铁粉+3 0 g N a C l+1 5 0 g硅胶。(4)1 5 g还原铁粉+3 gN a C l4 g硅藻土+2 g活性炭+水。(5)3 0%M g C l2水溶液浸渍过的活性白土3 g+0.3 g烘石膏+3 g还原铁粉。脱氧剂的除氧是以化学反应为基础的,以配方(1)为例,加入活性炭、氯化钠和水形成原电池,利用原电池原理加速还原铁粉吸氧。不同配方其除氧能力随反应级数、时间、温度等条件不同而异。速效脱氧剂在密封的包装容器内适量存在时,大约在1小时内能使游离氧降至1%以下,最终降到0.2%。缓效脱氧剂需时间1 2-2 4小时,但最终除氧能力是相同的,游离氧同时能降至0.2%以下。铁系脱氧剂在吸氧反应同时还放出大量的热,因此还可以在医疗上作为热敷袋。参考文献:1 h t t p:/z h i d a o.b a i d u.c o m/q u e s t i o n/9 6 3 2 5 2 2.h t m l?f r=q r l 3.2 h t t p:/c h i n a.m a c h i n e 3 6 5.c o m/n e w s/0 5 0 7 2 9/2/5 4 8 6 9.h t m l.为什么能升华的物质有熔点蔡云波(西安市职业技术学院农科校区,陕西西安7 1 0 0 7 7)文章编号:1 0 0 5-6 6 2 9(2 0 0 7)0 9-0 0 7 1-0 2中图分类号:G 6 3 3.8文献标识码:B固态碘、二氧化碳和萘等能够升华,为什么有熔点?在怎样的实验条件下,才能使其熔化?利用它们的相图可以解答这两个问题。1二氧化碳的相图图1 C O2的相图固体二氧化碳能升华,叫做干冰。为什么它有熔点?在什么条件下,才能使干冰熔化?利用二氧化碳的单组分体系相图(见图1)可解答这两个问题。在图1中O C曲线表示液体C O2与其蒸气的平衡,也就是液体C O2的蒸气压曲线。增加压力可使气体C O2凝聚为液体,故O C线上方的面应为液相区,曲线O C下方的面应为气相区。O B曲线是固体C O2的蒸气压曲线。同理,O B曲线上方的面是固相区,曲线下方的面是气相区。O A曲线是固体C O2的熔点曲线。曲线斜率为正表示压力增大熔点升高,因此要使C O2的熔点升高,必须加大压力。三个面B O A,A O C和B O C是3个不同的相区。B O C是气相面,A O B是固相面,A O C是液相面。每个面是一个双变体系。温度和压力可以在一定范围内任意变化,而无新相出现。O A,O B和O C曲线是单变体系,温度和压力不能任意变化。1013506101B195216273T/KACO?216K 527kPap/kPa7 1