教学素材：食品脱氧剂

【教学素材】 食品脱氧剂 湖北省石首市文峰初级中学 刘涛（正高级教师） 【知识链接】食品脱氧剂又称去氧剂、吸氧剂，是用于吸收氧气、减缓食品氧化作用的食品保鲜功能性添加剂，铁系脱氧剂的主要成分是铁粉，还有少量的活性炭、氯化钠和硅藻土等物质，其核心原理是通过化学反应消耗密闭包装袋中的氧气，使食品处于无氧状态，将包装内氧气浓度降至0.01%以下，抑制油脂氧化，有效控制微生物的生长，延长食品保质期。 一、食品脱氧剂的工作原理 （1）核心活性成分：最常见的铁系脱氧剂主要原料是还原铁粉，同时添加活性炭、氯化钠（食盐）、硅藻土、氯化钙等辅助成分作为催化剂和吸湿剂。 ①活性炭：具有很强的吸附能力，能把氧气“聚拢”在铁粉周围，让铁粉和氧气接触更充分，从而加快吸氧速度。还能顺带吸掉包装里的一些异味和水汽，保持食品风味。 ②氯化钠：主要作用是加快铁粉的锈蚀速率，从而增强脱氧效果。氯化钠能让铁粉在潮湿环境下更容易发生吸氧腐蚀，形成微电池加速氧化反应，让铁粉“生锈”得更快、更充分。 ③硅藻土：孔隙多、吸水性好，可以为铁粉的氧化反应提供所需的水分，保证脱氧反应能顺利进行。还能防止铁粉、活性炭等粉末结块，让氧气更容易渗透到铁粉表面，提高脱氧效率，最佳用量比大约是35%。 ④氯化钙：能吸收包装内的水分，维持反应所需的潮湿环境，帮助铁粉持续除氧。 （2）化学反应过程：铁粉在潮湿环境中与氧气发生电化学腐蚀，反应的化学方程式为4Fe＋3O2＋6H2O＝4Fe（OH）3。 （3）脱氧效率：1g铁粉完全氧化后可去除包装内约300cm3的氧气，使包装内氧气浓度降至0.01%以下。 二、注意事项： （1）适用食品：脱氧剂常用于高脂肪或易氧化的食品，如月饼、蛋糕、坚果、肉干、茶叶、膨化食品等，能防止油脂酸败和变色。还用于谷物、饲料、药品、衣料、皮毛、精密仪器等物品的保存、防锈等。 （2）选购看标识：购买时选择外包装印有“不可食用”、“不可微波”等警示字样的正规产品，确认吸氧量型号与包装大小匹配。 （3）使用注意：拆封后最好尽快用完，未用完的需排出空气重新密封。脱氧剂不能和食品一起微波加热，也不能直接接触裸露与食品接触。 【情景创设】阅读下列科普短文，回答问题。 铁系脱氧剂 食品脱氧剂又称为去氧剂、吸氧剂和除氧剂。脱氧剂能够吸收食品包装袋中的氧气，发生化学反应从而除去氧气，抑制好氧细菌和霉菌的生长，防止食物变质。 铁系脱氧剂是目前应用比较广泛的一种脱氧剂。其主要原料是铁粉，同时还会添加活性炭、氯化钠、硅藻土、氯化钙和水等辅助成分。添加氯化钙是为了吸潮，让体系中存在少量水分，因为在潮湿的环境中铁更容易生锈。同时，在铁系脱氧剂里常常会添加少量氯化钠。铁粉表面积越大越容易吸收氧气，因此利用多孔材质的活性炭、沸石或硅藻土等增加表面积，可以提高脱氧剂的效果。某兴趣小组对某品牌的脱氧剂展开如下探究。 任务一：探究脱氧原理和硅藻土的最佳用量比 （1）按图1装置进行实验，利用氧气传感器测定密闭容器中氧气的含量变化，如图2所示。 结合图2分析，集气瓶②中铁粉发生脱氧反应的依据是 。 （2）脱氧剂中通常会加入一定量的硅藻土，主要作用是 。 室温下，在一定量的脱氧剂中加入不同质量的硅藻土，测定密闭容器中氧气耗尽所需要的时间，如图3所示。 （3）图3是1.0g脱氧剂中硅藻土用量与脱氧时间的关系图，由此可知：硅藻土的最佳用量比是 %。 任务二：验证“食品脱氧剂”中含有铁粉、活性炭 【进行实验】（4）请完善下面表格。 【交流反思】（5）步骤2中用电炉灼烧而不用酒精灯灼烧的原因是______。 任务三：测定脱氧剂中铁粉的含量 该兴趣小组欲测定脱氧剂中铁粉的含量，利用如图4所示装置（气密性良好）进行测定，已知氢气的密度为0.0899g/L。 【进行实验】 ①称取一定质量的脱氧剂置于烧瓶中，并在分液漏斗中加入足量稀硫酸。 ②打开分液漏斗活塞，慢慢加入稀硫酸，至不再产生气泡，关闭活塞。 ③读出量筒内水的体积，即为氢气的体积，从而计算出铁粉的含量。 【分析交流】（6）同学们和老师一起对实验进行分析，认为进行实验时会有较大误差，其可能的原因是 。 【调整方案】（7）称取脱氧剂样品2.80g，置于烧瓶中，加入足量稀硫酸，充分反应，用电子天平进行称量，显示反应后总质量减少0.04g，计算该脱氧剂中铁粉的质量分数（写出具体计算过程）。 任务四：活性炭和氯化钠的用量对脱氧效果的影响 【进行实验】室温下，利用5g铁粉和10滴水，改变活性炭和氯化钠的用量（见表），用氧气传感器测定密闭容器中氧气含量变化，实验结果如图5、图6所示。 编号 铁粉/g 活性炭/g 氯化钠/g 1 5 0 1 2 5 0.75 0 3 5 0.75 1 4 5 1.5 1 5 5 a 2 （8）以实验3作为对照标准，则a＝ 。 （9）欲证明活性炭的量对脱氧效果的影响，需要做的一组实验是1，3和 。 （10）结合图6，可以得到的结论是 。 通过此次项目式学习，同学们认识到，学好化学知识，用好化学知识，能真正认识世界。 参考答案 （1）氧气含量随时间逐渐降低；（2）硅藻土可为铁粉氧化反应提供所需水分，防止粉末结块，增大铁粉与氧气接触面积，提高脱氧效率；（3）35；（4）部分黑色固体被磁铁吸引；（5）酒精燃烧会生成二氧化碳，会干扰对活性炭燃烧生成二氧化碳的检验；（6）加入的稀硫酸会占据烧瓶内体积，将瓶内空气排出，使测得的氢气体积偏大；（7）该脱氧剂中铁粉的质量分数为40%；（8）0.75；（9）4；（10）在铁粉、水、活性炭质量相同的条件下，氯化钠用量在0～2g范围内时，氯化钠用量越大，脱氧反应速率越快。 学科网（北京）股份有限公司 $