MurliDharmadhikari博士とTavisHarris著
注：この記事は業界の要請により作成されました。 。化学のバックグラウンドを持たないワインラボの労働者向けに書かれています。
ワインラボでは、TA、VA、およびS02についてワインを分析するには、水酸化ナトリウム（NaOH）試薬を使用します。ワインメーカーは通常、既知の濃度（通常は0.1ノーマル）の水酸化ナトリウム溶液を購入します。この試薬は比較的不安定で、濃度は時間とともに変化します。分析結果の精度を確保するには、水酸化ナトリウムの濃度（規定度）を定期的にチェックすることが重要です。濃度が変更された場合は、元の濃度に再調整するか、新しい濃度（規定度）の値を計算に使用する必要があります。
ワインメーカーは、代わりに独自のNaOH溶液を作成したい場合があります。それを買うことの。新しい溶液を作る場合でも、古い溶液の正常性を確認する場合でも、NaOH試薬の標準（既知の濃度）溶液を作る手順を知ることが重要です。この記事では、標準化手順と滴定手順の背後にある基本概念について説明します。
溶液中の濃度の表現
溶液は、溶質と溶媒で構成されます。溶質は溶質であり、溶媒は溶質が溶けている物質です。溶質は、固体でも液体でもかまいません。 NaOH溶液では、水酸化ナトリウム（固体）が溶質で、水（液体）が溶媒です。固体である溶質は重量（グラム）で測定され、溶媒水は体積で測定されることに注意してください。これは、溶液を体積あたりの重量（w / v）ベースで表す例です。
2つの液体で構成される溶液では、濃度は体積あたりの体積ベースで表されます。たとえば、ワイン中のアルコール濃度は、体積あたりの体積として表されます。 12％アルコールワインとは、100mlのワインあたり12mlのアルコールが含まれていることを意味します。
一般に、多くのソリューションでは、重量はグラムで示され、体積はミリリットルまたはリットルで示されます。この時点で、重量の単位と体積の関係を確立することが重要です。最大密度の温度で通常の大気圧下にある1キログラム（重量）の水は、1リットルの体積を持ちます。これは、1キログラム（重量）の水が1リットルの体積に等しく、1グラムの水が1ミリリットルの体積に等しいことを意味します。したがって、重量（グラム）と体積（ml）の単位は類似しており、交換可能です。
化学者は、さまざまな方法で溶液の濃度を表現します。一般的な表現には、パーセント、百万分率（ppm）、モルおよび通常が含まれます。これらの用語を明確に理解することが重要です。
パーセント
最も単純な濃度の形式の1つは、パーセントです。これは単に100ユニットあたりのユニット、または100パーツあたりのパーツを意味します。パーセント濃度は、3つの方法で使用できます。重量あたりの重量、体積あたりの体積、または体積あたりの重量に基づくことができます。
ワインメーカーが°Brix比重計を使用してグレープジュースの糖を測定する場合、基本的にはジュース100グラムあたりの糖のグラムを測定します。 18°Brixのジュースサンプルとは、100グラムのジュースあたり18グラムの砂糖、または一般に18％と呼ばれるものを意味します。ワインのアルコール含有量を説明する際に、パーセントアルコール含有量は、体積あたりの体積ベースで表されます。実験室を含む多くの場合、溶液は固体を液体、通常は水に溶解することによって作られます。このような場合、濃度は体積あたりの重量で表されます。
百万分率
溶液中のごく少量の物質を扱う場合、濃度はしばしば表されます。百万分率の観点から。 20 ppmの濃度は、1,000,000部の溶液ごとに20部の溶質が溶解することを意味します。測定単位は、重量または体積にすることができます。一般に、ppm濃度は、溶液1リットルあたりの溶質のミリグラムを示すために使用されます。
モル溶液
モル溶液は、モル/リットルで表した濃度を意味します。 1モル（I M）溶液とは、溶液1リットルあたり1モルの物質（溶質）を意味します。モルとは、グラム分子量またはグラム単位の物質の分子量を意味します。したがって、化学物質の分子量はそのモル重量でもあります。分子量を計算するには、分子式単位のすべての原子の原子量を加算する必要があります。たとえば、NaOHの分子は、ナトリウム（Na）、酸素（0）、水素（H）のそれぞれ1つの原子で構成されています。それぞれの原子重量は次のとおりです。Na-23,0-1およびH-1、したがって分子量は23 + 16 + I = 40です。したがって、40グラムのNaOHは1モルのNaOH、および1モルのNaOH溶液に相当します。 40グラムのNaOH化学物質が含まれます。
通常の溶液/正規性
比較的頻繁に使用される濃度の他の形式は、正規性、つまりNです。正規性は1リットルあたりの当量で表されます。これは、の規定度の数を意味します。溶液1リットルあたりの溶質。正規性という用語は、酸塩基化学でよく使用されます。酸の当量は、分子量を反応中の酸1分子の反応水素の数で割ったものとして定義されます。
当量を理解するには、反応がどのように機能するかを知る必要があります。以下は酸と塩基の基本方程式です。
上記の簡単な方程式では、酸と塩基が反応して塩と水を形成し、それらが等しく反応することがわかります。酸は、塩基によって与えられるすべての-OHに対して1 H +を与えます。したがって、H +のモルごとに、1モルの
-OHが必要です。この反応はモルベースで1対1の反応です。酸のモルには1つの反応単位があり、塩基の1モルにも1つの反応単位があるため、上記の例では、酸と塩基の両方が1：1の反応単位に等しくなります。前述のように、酸の場合、分子として当量を定義します。重量を分子あたりに提供されたH +の数で割った値。上記では、HCIは1つのH +（プロトン）を反応に与えました。
H2SO4の分子量= 98.08 g = 49.04グラム/当量
2つの陽子が与えられた場合の陽子数
正規性は、分子量を与えられた体積の1当量あたりのグラム数で割ったものです（これはすべて当量になります）。 1 Nソリューションの場合、1当量/リットルが必要です。塩酸（HCl）の場合、当量は36.46グラムです。したがって、1通常の溶液を作成するには、36.46 g / LのHClが必要です。 1M溶液も36.46g / Lであることに注意してください。分子ごとに1つのプロトンのみを放出または受け入れることができる分子の場合、正規性はモル濃度に等しくなります。
表1.いくつかの一般的な化合物の分子および等価重量。
分子が複数のプロトンを放出または受け入れることができる場合は、計算を調整する必要があります。たとえば、H2SO4の式の硫酸は、2つの別々のプロトンを提供します。硫酸のモル質量を使用し、1つの分子が2つのプロトンを提供できることを知っていると、同等の重量を見つけることができます。
モル質量が98.08グラムの場合、1リットルに98.08gを含む溶液はモル濃度1M、規定度2N。これは、1モルの硫酸（H2SO4）ごとに2モルのH +原子があるためです。
表1に、重要な酸の分子量と規定度を示します。ワインラボで使用される塩基。
NaOHの1N溶液の作成
上記の説明から、1つの通常の溶液を作成するには、次の値を知る必要があることは明らかです。分子量を1で割って計算されるNaOH、つまり40を1で割った値= 40です。したがって、NaOHの規定度は40です。1N溶液を作成するには、40.00gの水酸化ナトリウムを水に溶解して容量を1リットルにします。 0.1 N溶液（ワイン分析に使用）の場合、1リットルあたり4.00gのNaOHが必要です。
標準化
ワインサンプルの滴定を開始する前に、もう1つの重要なステップである標準化があります。 NaOH溶液の。標準化は、単に私たちの仕事をチェックし、NaOH（または他の）試薬の正確な濃度を決定する方法です。希釈が不正確だったか、天びんが校正されておらず、その結果、水酸化ナトリウム溶液の規定度が意図したとおりに正確に1Nではなかった可能性があります。だから私たちはそれをチェックする必要があります。これは、NaOH溶液を既知の強度（規定度）の酸で滴定することによって実現されます。通常、0.1 NHCIを使用して塩基を滴定します。試薬、0.1 N HCI溶液は、濃度が認定されている化学薬品サプライヤーから購入します。これは、既知の濃度のベースに標準化されたことを意味します。 「でも、それは円を描くのではないですか？」とあなたは尋ねます。いいえ、酸はKHPまたはフタル酸水素カリウムと呼ばれる粉末塩基に標準化されているためです。これは微粉末であるため非常に正確に計量でき、その後滴定されます。
NaOHを標準化するには、まず10.0mlの0.1N塩酸（HCl）をフラスコに滴定します。約50 mlの水（水道水ではないことを忘れないでください）と3滴のメチルを加えます。赤いインジケーター。25mlのビュレットに0.1N水酸化ナトリウム溶液を入れ、初期容量を記録します。塩酸を、レモンイエロー色が現れて一定に保たれるまで滴定します。最終容量を記録します。
最終から初期量を差し引いて使用したNaOHの量を算出し、それを次の式に代入します。
NaOHの正規性= HClの量xHClの正規性
使用したNaOHの量
滴定技術
体積分析を完全に克服する前に、いくつかの滴定技術について説明する必要があります。 ques。まず、ビュレットの取り扱いには注意してください。チップとペットコックアセンブリの損傷は避けてください。これらの領域での損傷や漏れはパフォーマンスを変える可能性があり、変わる可能性があります。また、ソリューションのメニスカスの下部を読み取って、最終ボリュームと初期ボリュームの読み取り値を常に正確に記録するようにしてください。最後のサンプルを絞り込んで、ビュレットを最低マークを超えて排出しようとしないでください。時間をかけて適切に補充してください。ビュレットの読み取りに役立つように、白いインデックスカードを取り、図のように黒い四角に色を付けてください。これは、メニスカスを見やすくするために読み取りを行うときにビュレットスケールの後ろにあります。一部のビュレットには、この理由で実際にストライプが描かれています。
次に、滴定するときにサンプルをかき混ぜることを忘れないでください。プレートをかき混ぜる（推奨）か、フラスコを手動で回転させてかき混ぜる場合は、溶液を混合する必要があります。サンプルをビーカー/フラスコの外側にぶつけたり、ビュレットの内容物が外に落ちたりしないように注意してください。ビーカー。また、ビュレットを十分に下げて、滴定時にサンプルからのスプラッタがフラスコから出ないようにします。これは、ラボでの悪い習慣であるだけでなく、危険な場合もあります。
安全性は作業時の重要な考慮事項です。ビュレット、酸、塩基を使用します。腐食性の化学物質やデリケートを扱っていることを認識してください。ガラス製品は、最も美しいガラスの中でかけがえのないワインのように扱ってください。それは故意にそして敬意を持って意味します。少なくとも安全メガネと白衣を着用してください。手袋もお勧めします。ビュレットを充填するときは、スタンドから取り出し、シンクの上の先端に対して斜めに保持します。そうすれば、こぼれたものは流しに流れ込み、便ではなく床に安全に立つことができます。ベンチトップにあるときにビュレットに寄りかかるのは危険です。
洗眼ステーションなど、体や目に水を15分間供給することができるものに必ずアクセスしてください。 OSHAは、目や体への化学物質の流出に対する治療を推奨しました。ビュレットには目の高さ以上の水酸化ナトリウムが含まれていることを忘れないでください。機器が安定したベースに取り付けられていることを確認してください。
優れた実験室慣行は、ワインの品質をより正確かつ効率的に監視するのに役立ちます。滴定による容量分析は、ワインメーカーが製品を分析するために採用する最も一般的な手法の1つです。この分野でのスキルを向上させることは、一貫して優れたワインを探す上で重要です。
*以前はミズーリ州マウンテングローブのVineyardand VintageViewで公開されていました。