Vin og alkohol

1. & 2. Oxidation af ethanol i vin

Ethanol er en primær alkohol. Når denne kommer i kontakt med luftens oxygen, bliver den oxideret til et aldehyd. Da vin indeholder ethanol kan denne oxidation ske hvis man for eksempel henstiller sin vin uden prop. Oxidationsreaktionen ses nedenfor (under reaktionsligningen ses navnene for stofferne). 

                      2CH₃CH₂OH + O₂ ® 2CH₃CHO + 2H₂O

                      Methanol + ilt ® ethanal (acetataldehyd) + vand (ikke afstemt)

 

Oxideringsprocessen stopper ikke når aldehydet er dannet, og en yderligere oxidation til en carboxylsyre vil derfor ske:

2CH₃CHO + O₂ ® 2CH₃COOH + 2H₂O

                      Ethanal + ilt ® ethansyre (eddiekesyre) + vand (ikke afstemt)

3. Afstemt reaktionsligning for ”ballontest”

Ethanol oxideres af det stærke oxidationsmiddel kaliumdichromat under sure omstændigheder.

Det orange kaliumdichromat bliver reduceret til den grønne crom(III)ion. Farveskiftet bliver benyttet som indikator for alkoholpromillen ved en så kaldt ”ballontest,” der anvendes, hvis der er mistanke om en person har for meget alkohol i blodet. Reaktionen for processen er:

 

                      3CH₃CH₂OH + 2Cr₂O₇^2- + 16H⁺ ® 3CH₃COOH + 4Cr³⁺ + 11H₂O

4. Ionligninger for de kemiske processer i trin 1, 2 og 3

1.

Gærcellernes proteiner indeholder svovl, og dette kan gå ud over vinen. Derfor skal vi have fundet ud af, hvor meget frit svovl der i alt er i vinen. Svovldioxid reagerer med vinens øvrige bestanddele og kun en lille del er fri som opløst svovldioxid eller sulfit. Så først skal vi have omdannet sulfit til svovldioxid. Dette gøres ved at tilsætte H₃PO₄, der opløses og giver frie H⁺-ioner, og disse ioner kan reagere med sulfit:

SO₃^2- _(aq) + 2 H⁺ _(aq) → H₂SO_{3 (aq)}

Og dihydrogensulfit kan spaltes til svovldioxid og vand:

                      H₂SO_{3 (aq)} → H₂O _(l) + SO_{2 (aq)}

 

2.

Vi skal nu have overført den frigjorte svovldioxid til en opløsning af hydrogenperoxid. Dette gøres

under opvarmning samt N₂ gennembobling af den sure væske:

SO_{2 (g)} + H₂O_{2 (aq)} ->H₂SO_{4 (aq)}

3.

For at bestemme totalindholdet af svovldioxid i vinen skal den dannede svovlsyre titreres med NaOH:

H₂SO_{4 (aq)} + 2 NaOH _(aq) → Na₂SO_{4 (aq)} + 2 H₂O _(l)

5. Total molær koncentration af SO₂ i den undersøgte vin

Udfra den fremgangsmåde der beskrives i foregående afsnit tilsættes 40 ml hvidvin og 10 ml 25 % orthophosphersyre. Denne blanding koges med N₂ gennembobling og den frigjorte svovldioxid overføres til 10 ml 0,3 % hydrogenperoxid. Denne opløsning titreres med 15 ml 0,01 M NaOH til omslag.

Ved omslaget er der blevet brugt følgende stofmængde NaOH:

n_NaOH = 0,01 M × (15 × 10^{-3 L) = 1,5} × 10^-4 mol

Da svovlsyre og natriumhydroxid reagerer i forholdet 1 til 2, er den forbrugte stofmængde af svolvsyre 7,5 × 10^-5 mol.

Denne stofmængde skal nu regnes om til, hvad den totale molære koncentration af svovldioxid i vinen er. Hvis vi kigger på reaktionerne ses det, at SO₂ danner H₂SO₄ i forholdet 1 til 1, og H₂SO₄ spaltes til SO₄^2- i forholdet 1 til 1. Så følgende udsagn må være sandt:

n_SO42- = n_SO2

Vi har fået oplyst volumen af hvidvinen og derfor må koncentrationen være:

c_SO2 = 1,875*10^-3 M

6. Antal ppm SO₂ i den undersøgte vin

Først beregnes massen af den undersøgte hvidvin. Da volumen er 40 ml og densiteten 1 kg/l, må:

m_hvidvin = 40 g

Dernæst beregnes massen af svovldioxid. Molmassen er 64,06 g/mol, så massen er:

m_SO2 = 64,06 g/mol × (7,5 × 10^-5 mol) = 0,0048 g

 

Koncentrationen er da:  = 120,11 ppm