อ่าน 5 นาที
ค่าความเป็นกรด
ใน วิชาเคมี ค่า ความเป็นกรด ( AV , ค่าความเป็นกรด , ค่าการทำให้เป็นกลาง หรือ ความเป็นกรด ) คือตัวเลขที่ใช้ในการวัดปริมาณ ความเป็นกรด ของ สารเคมี ที่กำหนด โดยเป็นปริมาณของ เบส...
ค่าความเป็นกรด
ในวิชาเคมีค่าความเป็นกรด ( AV , ค่าความเป็นกรด , ค่าการทำให้เป็นกลางหรือความเป็นกรด ) คือตัวเลขที่ใช้ในการวัดปริมาณความเป็นกรดของสารเคมี ที่กำหนด โดยเป็นปริมาณของเบส (โดยปกติ คือ โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH)) ซึ่งแสดงเป็นมิลลิกรัมของ KOH ที่จำเป็นในการทำให้ส่วนประกอบที่เป็นกรดในตัวอย่าง 1 กรัมเป็นกลาง[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] ค่าความเป็นกรดใช้วัดความเป็นกรดของสารที่ไม่ละลายในน้ำ เช่น น้ำมัน ไขมัน ขี้ผึ้ง และเรซิน ซึ่งไม่มีค่า pH
ค่าความเป็นกรดเป็นตัววัดจำนวน กลุ่ม กรดคาร์บอกซิลิก ( −C(=O)OH ) ในสารประกอบทางเคมี เช่นกรดไขมันหรือในส่วนผสมของสารประกอบ[ 2 ]กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ เป็นตัววัดกรดไขมันอิสระ (FFAs) ที่มีอยู่ในสาร ในขั้นตอนทั่วไป ตัวอย่างปริมาณที่ทราบจะถูกละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ (มักเป็นไอโซโพรพานอล ) และไทเทรตด้วยสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ในแอลกอฮอล์ที่มีความเข้มข้น ที่ทราบ โดยใช้ฟีนอลฟทาลีนเป็นตัวบ่งชี้สี[ 2 ]ค่าความเป็นกรดของตัวอย่างน้ำมันบ่งชี้ถึงอายุของน้ำมันและสามารถใช้เพื่อกำหนดว่าเมื่อใดควรเปลี่ยนน้ำมัน[ 5 ]
ตัวอย่างไขมันเหลวที่ผสมกับเอทานอล 95% ที่เป็นกลางจะถูกไทเทรตด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์มาตรฐานที่มีความเข้มข้น 0.1 eq/L จนถึงจุดสิ้นสุดของฟีนอลฟทาลีน ปริมาตรและความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์จะถูกนำมาใช้ร่วมกับน้ำหนักของตัวอย่างเพื่อคำนวณค่ากรดไขมันอิสระ[ 3 ]
ค่าความเป็นกรดมักจะวัดเป็นมิลลิกรัมของ KOH ต่อกรัมของตัวอย่าง (mg KOH/g ไขมัน/น้ำมัน) หรือกรัมของ KOH ต่อกรัมของตัวอย่าง (g KOH/g ไขมัน/น้ำมัน) [ 5 ]
การคำนวณ
ตัวอย่างเช่น สำหรับการวิเคราะห์น้ำมันดิบ : [ 6 ]
- โดยที่ KOH คือสารละลายไทเทรนต์ในขณะที่น้ำมันดิบคือสารที่ถูกไทเทรต
- V eqคือปริมาตรของสารละลายไทเทรนต์ (มิลลิลิตร) ที่ถูกใช้ไปโดยตัวอย่างน้ำมันดิบและสารละลายสไปค์ 1 มิลลิลิตร ณ จุดสมดุล
- b eqคือปริมาตรของสารละลายไทเทรนต์ (มิลลิลิตร) ที่ถูกใช้ไปโดยสารละลายที่เติมลงไป 1 มิลลิลิตร ณ จุดสมดุล
- 56.1 กรัม/โมล คือน้ำหนักโมเลกุลของ KOH
- W คือ มวลของตัวอย่างในหน่วยกรัม
ความเข้มข้นปกติ (N) ของสารละลายไทเทรนต์คำนวณได้ดังนี้:
- โดยที่W KHPคือมวล (กรัม) ของโพแทสเซียมไฮโดรเจนพทาเลต (KHP) ในสารละลายมาตรฐาน KHP ปริมาตร 50 มิลลิลิตร
- V eqคือปริมาตรของสารละลายไทเทรนต์ (มิลลิลิตร) ที่ถูกใช้ไปโดยสารละลายมาตรฐาน KHP 50 มิลลิลิตร ณ จุดสมดุล
- 204.23 กรัม/โมล คือน้ำหนักโมเลกุลของ KHP
แอปพลิเคชัน
การเพิ่มขึ้นของปริมาณ FFA ใน ตัวอย่าง ไขมันหรือน้ำมันบ่งชี้ถึงการไฮโดรไลซิสของไตรกลีเซอไรด์ ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นจากการทำงานของเอนไซม์ไลเปส และเป็นตัวบ่งชี้ถึงสภาวะการประมวลผลและการเก็บรักษาที่ไม่เหมาะสม แหล่งที่มาของเอนไซม์อาจมาจากเนื้อเยื่อที่สกัดน้ำมันหรือไขมันออกมา หรืออาจเป็นสารปนเปื้อนจากเซลล์อื่นๆ รวมถึงจุลินทรีย์[ 1 ]
สำหรับการกำหนดค่าความเป็นกรดของน้ำมันแร่และไบโอดีเซลมีวิธีการมาตรฐาน เช่นASTM D 974 และDIN 51558 และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับไบโอดีเซลมาตรฐานยุโรป EN 14104 และ ASTM D664 เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก[ 2 ]ค่าความเป็นกรดของไบโอดีเซลควรต่ำกว่า 0.50 มก. KOH/กรัม ในเชื้อเพลิงมาตรฐาน EN 14214 และ ASTM D6751 เนื่องจากกรดไขมันอิสระ (FFA) ที่เกิดขึ้นสามารถกัดกร่อนชิ้นส่วนยานยนต์ได้ ดังนั้นข้อจำกัดเหล่านี้จึงช่วยปกป้องเครื่องยนต์และถังเชื้อเพลิงของยานยนต์[ 5 ]
ค่าความเป็นกรดต่ำบ่งชี้ว่าสบู่สามารถทำความสะอาดได้ดี[ 7 ]
เมื่อน้ำมันและไขมันเหม็นหืนไตรกลีเซอไรด์จะถูกเปลี่ยนเป็นกรดไขมันและกลีเซอรอลทำให้ค่าความเป็นกรดเพิ่มขึ้น[ 8 ]สถานการณ์ที่คล้ายกันนี้พบได้ในระหว่างการเสื่อมสภาพของไบโอดีเซลผ่านการออกซิเดชัน ที่คล้ายคลึงกัน และเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน ( การสลายตัวของเอสเท อร์ด้วย ความร้อน) หรือผ่านการสัมผัสกับกรดหรือเบส ( การสลายตัว ของเอสเทอร์ด้วยกรด/เบส ) [ 5 ]
การเปลี่ยนเอสเทอร์ของน้ำมันปรุงอาหารเหลือทิ้งซึ่งมีค่าความเป็นกรดสูงและมีปริมาณน้ำสูง สามารถทำได้โดยใช้เฮเทอโรโพลีแอซิดเช่นกรดโดเดคาตุงสโตฟอสฟอริก (PW12) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา[ 9 ] [ 10 ]
ในปี พ.ศ. 2550 Sahoo และคณะได้ผลิตไบโอดีเซลที่ประกอบด้วยโมโนเอสเทอร์ของ สารสกัด น้ำมันโพลันกาจากพืชCalophyllum inophyllumซึ่งผลิตโดยกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชันสามขั้นตอน และผสมกับดีเซลความเร็วสูง จากนั้นจึงทำการทดสอบเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนดีเซลในเครื่องยนต์ดีเซลสูบเดียว[ 11 ]
การทดสอบ
สามารถกำหนดความเป็นกรดทั้งหมด โปรไฟล์กรดไขมัน และกรดไขมันอิสระ (FFAs) สำหรับน้ำมัน เช่น น้ำมัน ดอกทานตะวันและน้ำมันถั่วเหลืองที่ได้จากกระบวนการสีเขียวที่เกี่ยวข้องกับคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวด (scCO2 )และการสกัดของเหลวภายใต้ความดัน (PLE) การระบุและการแยกกรดไขมันหลักที่รับผิดชอบต่อความเป็นกรดสามารถรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ไขมันและน้ำมันที่สูงขึ้นได้[ 12 ]
ในปี 2020 Dallas Group of America (DGA) [ 13 ]และAmerican Oil Chemists' Society (AOCS) ได้คิดค้นวิธีการมาตรฐาน (5a-40) สำหรับการทดสอบกรดไขมันอิสระในน้ำมันปรุงอาหาร[ 14 ] DGA ได้ผลิตชุดทดสอบแบบง่ายโดยอิงตามวิธีการทดสอบ 5a-40 [ 15 ]
ค่าความเป็นกรดของไขมันและน้ำมันชนิดต่างๆ
| ไขมัน / น้ำมัน | ค่าความเป็นกรด (มิลลิกรัม KOH ต่อกรัมตัวอย่าง) |
|---|---|
| ขี้ผึ้ง | 17 – 36 [ 16 ] |
| น้ำมันคาโนลา | 0.071 – 0.073 [ 17 ] |
| น้ำมันข้าวโพด | 0.223 – 0.224 [ 17 ] |
| น้ำมันถั่วเหลือง | 0.60 – 0.61 [ 17 ] |
| น้ำมันมะกอกบริสุทธิ์ | 0.8 – 2 [ 18 ] |
| น้ำมันทอดที่ใช้แล้ว | 0.1 – 2.5 [ 19 ] [ 20 ] |
ดูเพิ่มเติม
- ค่าอะมีน – ค่าที่ใช้วัดปริมาณไนโตรเจนในสารประกอบอินทรีย์
- เลขโบรมีน – มวลของโบรมีนที่ถูกดูดซับโดยสาร 100 กรัม
- ค่าอีพ็อกซี – การวัดปริมาณอีพ็อกซีในสารนั้น ๆ
- ค่าเอสเทอร์ – การหาปริมาณเอสเทอร์ที่มีอยู่ในไขมันและน้ำมัน
- ค่าไฮดรอกซิล – มวลของ KOH ที่จำเป็นในการทำให้สารอะเซทิลไลซ์ 1 กรัม เป็นกลาง
- ค่าไอโอดีน – มวลของไอโอดีนที่ถูกดูดซับโดยสาร 100 กรัม
- ค่าเปอร์ออกไซด์ – การวัดปริมาณเปอร์ออกไซด์ในไขมันหรือน้ำมัน
- ค่าการเกิดสบู่ – ปริมาณมิลลิกรัมของสารตั้งต้นที่จำเป็นในการเกิดสบู่จากไขมัน 1 กรัม
- รีดอกซ์ – ปฏิกิริยาเคมีที่มีการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชัน
- EN 14214 – มาตรฐานเชื้อเพลิงสำหรับไบโอดีเซล
- การเหม็นหืน – ปฏิกิริยาออกซิเดชันด้วยตนเองหรือการไฮโดรไลซิสของไขมันและน้ำมัน
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ค่าความเป็นกรด
ใน วิชาเคมี ค่า ความเป็นกรด ( AV , ค่าความเป็นกรด , ค่าการทำให้เป็นกลาง หรือ ความเป็นกรด ) คือตัวเลขที่ใช้ในการวัดปริมาณ ความเป็นกรด ของ สารเคมี ที่กำหนด โดยเป็นปริมาณของ เบส...
การคำนวณ
ตัวอย่างเช่น สำหรับการวิเคราะห์ น้ำมันดิบ : [ 6 ]
แอปพลิเคชัน
การเพิ่มขึ้นของปริมาณ FFA ใน ตัวอย่าง ไขมัน หรือ น้ำมัน บ่งชี้ถึงการไฮโดรไลซิสของไตรกลีเซอไรด์ ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นจากการทำงานของ เอนไซม์ ไลเปส และเป็นตัวบ่งชี้ถึงสภาวะการประมวลผลและการเก็บรักษาที่ไม่เหมาะสม...
การทดสอบ
สามารถกำหนดความเป็นกรดทั้งหมด โปรไฟล์กรดไขมัน และกรดไขมันอิสระ (FFAs) สำหรับน้ำมัน เช่น น้ำมัน ดอกทานตะวัน และ น้ำมันถั่วเหลือง ที่ได้จากกระบวนการสีเขียวที่เกี่ยวข้องกับ คาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวด (scCO2 ) และการสกัดของเหลวภายใต้ความดัน (PLE)...