Laboratorium Przyrodnicze: Chemia

Sprawozdanie z ćwiczeń z dnia 21.03.2014

Ćw. 2: ZASTOSOWANIE MIARECZKOWANIA DO

OZNACZANIA ZAWARTOŚCI WITAMINY C

Przyroda II rok

21.03.2014

1. Wstęp teoretyczny

1. Witaminy

Witaminy są to organiczne związki chemiczne różnorodnej budowie, niezbędne do prawidłowego funkcjonowania żywego organizmu. Mogą być naturalne lub syntetyczne. Witaminy są katalizatorami ogólnych lub swoistych reakcji biochemicznych, wchodzą w skład enzymów i koenzymów, są niezbędne do wzrostu i podtrzymania funkcji życiowych. Człowiek musi dostarczać je z pokarmem, gdyż ludzki organizm sam ich nie produkuje.

2. Klasyfikacja witamin

Podstawową klasyfikacją witamin jest podział na:

• witaminy rozpuszczalne w tłuszczach (A1, A2, D2, D3, E, K1, K2, K3)

• witaminy rozpuszczalne w wodzie (B1, B2, B3, PP, B5, B6, B9, BC, B12, H, C)

Do kwasów rozpuszczalnych w wodzie zalicza się kwas askorbinowy, z którym pracowaliśmy się na ćwiczeniach laboratoryjnych.

Rys.1. Schemat struktury kwasu askorbinowego

3. Kwas askorbinowy, witamina C

Kwas L-askorbinowy jest związkiem krystalicznym, dobrze rozpuszczalnym w wodzie, a jego roztwory mają smak kwaśny. Wykazuje właściwości redukujące. W warunkach beztlenowych jest odporny na wysoką temperaturę. Witamina C, uczestniczy w produkcji kolagenu i podstawowych białek w całym organizmie (kości, chrząstki, ścięgna, więzadła). Jako jeden z najważniejszych przeciwutleniaczy pełni także istotną funkcję w reakcjach odtruwania i odporności organizmu chroniąc go przed procesami utleniania, uczestniczy w metabolizmie tłuszczów, cholesterolu i kwasów żółciowych. Jest czynnikiem stabilizującym układ odpornościowy i immunologiczny, hamuje powstawanie w żołądku rakotwórczych nitrozoamin. Ma właściwości bakteriostatyczne i bakteriobójcze w stosunku do niektórych drobnoustrojów chorobotwórczych.

4. Metody oznaczania witaminy C

Istnieje wiele metod oznaczania witaminy C. Wyróżniamy metody fizykochemiczne tj. chromatografia cieczowa, metoda spektrofotometryczna, potencjometryczna, a także metody chemiczne np. metoda Tillmansa. W wykonywanym przez nas ćwiczeniu korzystaliśmy z metody Tillmansa, która polega na redukcji 2,6-dichlorofenoloindofenolu przez kwas L-askorbinowy. Witamina C wykazuje właściwości redukujące.

2. Przebieg doświadczeń

1. Oznaczenie miana 2,6-dichlorofenoloindofenolu (DCPI, barwnik Tillmansa) przez miareczkowanie roztworem tiosiarczanu sodu

Do kolby o pojemności 50 cm³ wlałyśmy 5c cm³ kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 1mol/l, w którym rozpuściłyśmy wcześniej odmierzone 100mg jodku potasu. Do roztworu szybko dodałyśmy 10cm³ 2,6-dichlorofenoloindofenolu i umieściłyśmy w ciemnym miejscu na 10 minut. Po upływie tego czasu kolbę z mieszaniną odmiareczkowałyśmy roztworem tiosiarczanu sodu (o stężeniu 0,001mol/l), uprzednio dodając 1 cm³ roztworu skrobi. Gdy roztwór DCPI zmienił kolor z ciemnogranatowego na przezroczysty odnotowałyśmy wykorzystaną objętość tiosiarczanu sodu w tabeli. Całą sekwencję powtórzyłyśmy jeszcze dwa razy każdorazowo zapisując wyniki w tabeli (Tab.1)

2. Oznaczanie witaminy C w soku z kiszonej kapusty i cytryny

10cm³ soku z kiszonej kapusty oraz taką samą objętość soku z cytryny rozcieńczyłyśmy w osobnych kolbach 2% kwasem solnym do objętości 50cm³. Następnie do trzech kolb stożkowych 25 cm³ pobrałyśmy po 10 cm³ rozcieńczonego soku z kiszonej kapusty, każdą próbę miareczkowałyśmy barwnikiem Tillmansa do momentu, kiedy przezroczysty roztwór zmieniał barwę na lekko różową, utrzymująca się dłużej niż 10s. Procedurę powtórzyłyśmy dla rozcieńczonego soku z cytryny. Nie wykonałyśmy ślepej próby.

3. Opracowanie pomiarów

1. Oznaczenie miana 2,6-dichlorofenoloindofenolu (DCIP) przez miareczkowanie roztworem tiosiarczanu sodu

Tab.1

Obliczanie stężenia molowego 2,6-dichlorofenoloinodefenlu
l.p.	Objętość zużytego tiosiarczanu sodu Vw [ml]	Średnia objętość zużytego tiosiarczanu sodu Vw [ [ml]	Odchylenie [ml]	Stężenie molowe CM [mol/l]	Średnie stężenie molowe CM [mol/l]	Odchylenie [mol/l]
1	9	7,60	0,28	x	0,00038	0,000014
2	7,4							0,00037
3	7,8							0,00039

Pierwsza próba nie została poprawnie wykonana, dlatego też jej wynik nie został uwzględniony w obliczeniach (w tabeli zaznaczony kolorem pomarańczowym). Aby wyznaczyć miano roztworu DCIP najpierw musiałyśmy wyznaczyć średnią objętość wykorzystanego do reakcji tiosiarczanu sodu (Vw), w naszym przypadku Vw = 7,6 ml ± 0,28 ml.

Następnie wyznaczyłyśmy stężenie molowe dla dwóch prób, postępując wg wzoru:

gdzie

VW - objętość tiosiarczanu sodu zużytego do zmiareczkowania roztworu barwnika [ml],

VZ - objętość tiosiarczanu sodu zużytego do miareczkowania w próbie zerowej [ml], VZ =0

CT - stężenie roztworu tiosiarczanu sodu [mol/l], CT=0,001

Vb - objętość roztworu barwnika [ml]. Vb=10ml

Średnie stężenie molowe roztworu DCIP wyniosło 0,00038 mol/l ± 0,000014 mol/l.

Obliczone stężenie molowe umożliwia nam obliczenie ilości reagującego kwasu askorbinowego (Witaminy C) z roztworem. 1 mol barwnika DCIP reaguje z 1 molem kwasu askorbinowego. Biorąc pod uwagę, iż masa molowa Wit.C = 176 g/mol, możemy wyliczyć, że:

1 mol/l DCIP - 176 g Wit.C

0,00038 mol/l DCIP - x mg Wit.C

x = (0,00038 * 176)/1

x = 0,067 mg Wit.C

Ta wartość umożliwia nam obliczenie przybliżonej zawartości witaminy C w soku z kapusty kiszonej i cytryny z kolejnych doświadczeń.

2. Oznaczanie witaminy C w soku z kiszonej kapusty

Tab.2

Ilość witaminy C w soku z kiszonej kapusty
l.p.	Objętość barwnika [l]	Liczba moli n	Masa Wit.C w 10ml m [g]	Masa Wit.C w 10ml m [mg]	Masa Wit.C w 50ml m [mg]	Masa Wit.C w 100ml m [mg]	Średnia masa [mg]	Odchylenie
1	0,0265	1,01·10^-5	1,77·10^-3	1,77	8,86	88,62	91,721	3,105
2	0,0284	1,08·10^-5	1,90·10^-3	1,90	9,48	94,83
3	0,0274	1,04·10^-5	1,83·10^-3	1,83	9,17	91,72

Pierwszym krokiem przy liczeniu zawartości kwasy askorbinowego w przypadku kiszonej kapusty było wyliczenie liczby moli ze wzoru:

n= CT * V

dla

CT - Średnie stężenie molowe barwnika DCPI, CT = 0,00038 mol/l

V - objętość barwnika wykorzystana w próbie

Następnie obliczyłyśmy masę oznaczonej przez barwnik witaminy C, korzystając ze wzoru:

m= M * n

dla

M - masa molowa kwasu askorbinowego M=176g

n - liczba moli w roztworze

Masa przez nas wyznaczona dotyczyła objętości 10ml. Stąd też należało posłużyć się proporcją, by wyliczyć zawartość kwasu w 100ml. Procedura wyglądała następująco (dla pierwszej próby, pozostałych obliczeń dokonano na tej samej zasadzie):

0,00038mola - 1l

X - 0,0265 l

X= 1,007·10^-5 mola

1 mol - 176 g

1,007·10^-5 mola mola - Y g

Y = 1,77·10^-3 g

1,77·10^-3 g - 10 ml

Z - 50 ml (ponieważ rozcieńczyłyśmy sok w objętości 50cm³)

Z= 0,0089·10^-3 g

0,089·10^-3 g - 10 ml (ponieważ 10ml pobrałyśmy z 50ml rozcieńczonego soku)

W - 100 ml

W = 0,088 g

Zawartość Witaminy C w soku z kiszonej kapusty 88,61 mg/100 ml

Następnym krokiem było obliczenie średniego wyniku i odchylenia. Stąd zawartość witaminy C w 100ml soku z kiszonej kapusty wyniosła 88,61mg ± 3,11g.

3. Oznaczanie witaminy C w soku z cytryny

Tab.3

Ilość witaminy C w soku z z cytryny
l.p.	Objętość barwnika [l]	Liczba moli n	Masa Wit.C w 10ml m [g]	Masa Wit.C w 10ml m [mg]	Masa Wit.C w 50ml m [mg]	Masa Wit.C w 100ml m [mg]	Średnia masa [mg]	Odchylenie
1	0,0127	4,83·10^-5	8,49·10^-4	0,85	4,25	42,47	42,023	0,511
2	0,0124	4,71·10^-5	8,29·10^-4	0,83	4,15	41,47
3	0,0126	4,79·10^-5	8,43·10^-4	0,84	4,21	42,13

Procedura liczenia jest identyczna jak w przypadku soku z kapusty kiszonej.

Końcowy wynik: średnia zawartość Witaminy C w 100ml soku z cytryny: 42,02mg ± 0,51mg.

4. Wnioski

Oznaczona zawartość witaminy C w soku ze świeżej cytryny (Tab.3) wynosi 42,023mg/100ml soku. Przeciętna zawartość witaminy C w soku z cytryny to, jak podaje prof. dr hab. P. Szefer, 50mg/100ml, zatem cytryna, którą otrzymaliśmy do przeprowadzenia doświadczenia była niewiele uboższa w witaminę C w porównaniu z przeciętną zawartością. Świeży sok z cytryny okazał się również biedniejszym źródłem witaminy C w porównaniu z kapustą kiszoną (Tab.2), która okazała się bogatszym źródłem kwasu askorbinowego. Jego średnia zawartość wynosiła aż 91,721mg/100ml, co w porównaniu do przeciętnej zawartości kwasu, jaką podaje dr Marek Gajewski (ok. 40mg/100ml) jest wynikiem niezwykle wysokim. Uzyskane wyniki są miarodajne i pozwalają przypuszczać, że kapusta była wyjątkowo dobrze zakwaszona kwasem askorbinowym, zaś jego zawartość w cytrynie nie odbiegała znacznie od normy. Odchylenia od norm mogą wynikać z błędów pomiarowych podczas wykonywania doświadczenia, bądź też z błędami odczytu czy też błędem paralaksy.

Szefer P., Lebiedziańska A., Czaja J., Petrykowska K, Soki i nektary owocowe źródłem witaminy C [w:] Bromatologia, Chemia, Toksykologia, 2012, nr 3, str.393;

Gajewski M., Radziszewska J., Skład chemiczny i jakość sensoryczna kapusty głowiastej w zależności od jej odmiany i dawki azotu stosowanej w nawożeniu mineralnym [w:] Żywność.Nauka.Technologia.Jakość, 2004, nr 2, str.112.

2

---