Bronvermelding
Instituut voor Didactiek en Onderwijsontwikkeling Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen is de beheerder van de rechten van dit arrangement.
Nijenborgh 9, 9747 AG Groningen
tel. 0503634365 / fax 0503634500
Dit voorschrift is eerder gepubliceerd als RIS-publicatie XV.
RIS = Research Instituut Schoolscheikunde, didactiek scheikunde, R.U. Groningen.
Inleiding
P.J. De Rijke, W. v.d. Veer2
Vitamine C of ascorbinezuur (C6H8O6) is een witte stof die goed oplosbaar is in water. De structuurformule van ascorbinezuur vertoont overeenkomst met de formule van glucose, waaruit ascorbinezuur gemaakt kan worden. Ascorbinezuur heeft zure en reducerende eigenschappen.
Op deze eigenschappen berusten diverse bepalingsmethoden waarvan vijf uitgewerkt zijn, die op verschillend niveau bij het scheikundepracticum gebruikt kunnen worden.
De in dit arrangement gegeven voorschriften kunnen toegepast worden op ascorbinezuur en vitamine C-tabletten.
De titratie met loog kan niet worden toegepast voor de bepaling van het vitamine C-gehalte in sinaasappelsap, citroensap, spinazie en aardappelen.
Te analyseren materiaal
Tabletten
De beschreven methoden geven goede resultaten bij Darovitamtabletten.
Cebiontabletten die o.a. wijnsteenzuur, adipinezuur en natriumwaterstofcarbonaat bevatten geven 4 à 5 % te hoge uitkomsten.
Sinaasappelsap en citroepsap
Er kan zowel vers als geconserveerd sap gebruikt worden. Gebruik het sap van 1 sinaasappel of 1 citroen.
Filtreer het sap eventueel en weeg ongeveer 50,0 gram sap nauwkeurig af.
Verdun het sap met water tot ongeveer 150 ml.
Werk verder zoals in de voorschriften van de titratie met kaliumjodaat of Tillmansreagens is aangegeven.
Bij gebruik van een joodzetmeeloplossing ontstaat met het gekleurde sap een groene kleur, waardoor de kleuromslag bij het eindpunt van de titratie iets moeilijker waarneembaar is.
Sinaasappelsap bevat ongeveer 50 mg vitamine C per 100 gram sap.
Citroensap ongeveer 60 mg/100 g sap.
Spinazie, sla en aardappelen
Wrijf 50 gram spinazie of 100 gram sla of 50 gram aardappelen fijn in een mortier en extraheer met 100 mL 5% azijnzuuroplossing3.
Filtreer en werk verder zoals in de voorschriften van de titratie met kaliumjodaat of Tillmansreagens is aangegeven.
Spinazie bevat ongeveer 25 mg vitamine-C per 100 gram en sla ongeveer 10 mg/100 g.
Bij aardappelen varieert het van 25 mg/100 g voor nieuwe tot enkele mg/100g in het voorjaar.
Meestal wordt bij toepassing van deze titratie bij vruchtensappen een 2% metafosforzuuroplossing (HPO2) toegevoegd. Dit voorkomt oxidatie, omdat waarschijnlijk het enzym ascorbinezuuroxidase geïnactiveerd wordt. Bovendien maakt het metafosforzuur het aan eiwit gebonden vitamine-C vrij en neemt het Fe2+- en Cu2+-ionen weg die de oxidatie van vitamine-C versnellen.
Dit laatste kan ook met een 2% oxaalzuuroplossing of een 5% azijnzuuroplossing. Voor schoolgebruik voldoen deze oplossingen redelijk.
Titratie met loog
Deze methode is alleen te gebruiken als geen andere zure stoffen aanwezig zijn en is daarom alleen toegepast op tabletten. Darovitamtabletten geven goede resultaten, cebiontabletten die o.a. wijnsteenzuur, adipinezuur en natriumwaterstofcarbonaat bevatten, geven 4 à 5 % te hoge uitkomsten.
De pKz van ascorbinezuur bedraagt 4,17 (20oC).
Benodigheden + Chemicaliën
|
bekerglas
|
250 mL
|
vitamine C-tabletten
|
|
3 erlenmeyers
|
250 mL
|
gestelde natronloog (0,1 M)
|
|
buret
|
50 mL
|
fenolftaleïenoplossing
|
|
mortier met stamper
|
uitgekookt gedestilleerd water
|
Uitvoering
Poeder 3 vitamine C-tabletten en weeg het poeder nauwkeurig af in een erlenmeyer. Los het poeder op in 50 mL uitgekookt heet water. Het bindmiddel in de meeste tabletten lost niet op; dit stoort verder niet. Titreer de oplossing met de gestelde natronloog. Gebruik daarbij fenolftaleïen als indicator.
Bewaar de verkregen oplossing voor een bepaling volgens de titratie met jood (uitvoering A).
Voer de proef in triplo uit.
Bereken het massapercentage vitamine C in de tabletten.
Titratie met jood
Dit kan als vervolg op de titratie met loog gedaan worden (uitvoering A) of direct (uitvoering B).
Als oxidator kan een joodoplossing gebruikt worden. I2 + 2e —> 2 I-
Totaalvergelijking: C6H8O6 + I2 —> C6H6O6 + 2H+aq + 2I-aq
Benodigheden + Chemicaliën
|
bekerglas
|
250 mL
|
vitamine C-tabletten
|
|
3 erlenmeyers
|
250 mL
|
joodoplossing (0,050 M)1
|
|
maatkolf
|
100 mL
|
kaliumjodide
|
|
maatcilinder
|
100 mL
|
zetmeeloplossing2
|
|
2 maatcilinders
|
5 mL
|
zwavelzuuroplossing 1 M
|
|
buret
|
azijnzuur
|
|
|
uitgekookt gedestilleerd water
|
1 Weeg nauwkeurig 1,27 gram jood af en breng dit kwantitatief over in een maatkolf van 100 mL.
Los de stof op en vul aan tot de streep. Homogeniseer de oplossing.
Voeg 2,0 gram kaliumjodide toe en maak een homogene oplossing.
2 Maak van 1 gram oplosbare zetmeel en 100 mL kokend water een papje en kook dit 1 minuut.
Voeg na afkoelen 3 gram kaliumjodide toe. Los de stof en homogeniseer.
Uitvoering A
Uitvoering A
Gebruik de oplossing van de titratie met loog. Voeg na afloop van de titratie met natronloog 5 mL 1 M zwavelzuur en 5 mL zetmeeloplossing toe. Titreer met een 0,050 M joodoplossing tot licht blauwe kleur.
Voer de proef in triplo uit.
Bereken het massapercentage vitamine C in de tabletten.
Uitvoering B
Uitvoering B
Poeder 3 vitamine C-tabletten en weeg het poeder nauwkeurig af in een erlenmeyer. Los het poeder op in 50 mL uitgekookt heet water. Het bindmiddel in de meeste tabletten lost niet op; dit stoort verder niet. Titreer de oplossing met een 0,050 M joodoplossing, met zetmeel als indicator.
Voor de proef in triplo uit.
Bereken het massapercentage vitamine C in de tabletten.
Titratie met thio
Dit is een terugtitratie. Het ascorbinezuur wordt geoxideerd met een overmaat jood.
De overmaat jood wordt teruggetitreerd met een natriumthiosulfaatoplossing.
C6H8O6 + I2 —> C6H6O6 + 2H+aq + 2I-aq
I2 + 2 S2O32-aq —> S4O62-aq + 2I-aq
Benodigheden + Chemicaliën
|
bekerglas
|
250 mL
|
vitamine C-tabletten
|
|
bekerglas
|
100 mL
|
0,05 M zwavelzuuroplossing 0,05 M
|
|
3 erlenmeyers
|
250 mL
|
0,1 M natriumthiosulfaatoplossing gesteld
|
|
volpipet
|
10 mL
|
0,05 M joodoplossing1
|
|
buret
|
50 mL
|
kaliumjodide
|
|
maatcilinder
|
50 mL
|
zetmeeloplossing2
|
|
2 maatcilinders
|
5 mL
|
uitgekookt gedestilleerd water
|
|
maatkolf
|
100 mL
|
|
|
mortier met stamper
|
|
|
verwarmingsplaat
|
|
1 Weeg nauwkeurig 1,27 gram jood af en breng dit kwantitatief over in een maatkolf van 100 mL.
Los de stof op en vul aan tot de streep. Homogeniseer de oplossing.
Voeg 2,0 gram kaliumjodide toe en maak een homogene oplossing.
2 Maak van 1 gram oplosbare zetmeel en 100 mL kokend water een papje en kook dit 1 minuut.
Voeg na afkoelen 3 gram kaliumjodide toe. Los de stof en homogeniseer.
Uitvoering
Weeg in een erlenmeyer ongeveer 300 mg poeder (van één vitamine C-tablet) nauwkeurig af en voeg 30 mL uitgekookt water toe. Het bindmiddel in de meeste tabletten lost niet op; dit stoort verder niet. Voeg 5 mL verdund zwavelzuur (0,05 M) toe en pipetter 10 mL joodoplossing (0,050 M) in de erlenmeyer.
Titreer daarna met de gestelde natriumthiosulfaatoplossing tot een licht-gele kleur. Voeg 5 mL zetmeel-oplossing toe en titreer tot kleurloos.
Voer de proef in triplo uit.
Bereken het massapercentage vitamine C in het poeder.
Opmerking
De hoeveelheid joodoplossing mag niet meer dan 10 mL zijn; te grote overmaat geeft geen juiste uitkomsten.
Titratie met kaliumjodaat
Het voordeel van deze methode is dat een kaliumjodaatoplossing gemakkelijk als standaardoplossing te maken is.
Jodaat vormt met jodide in een zure oplossing jood volgens:
IO3- aq + 5I-aq + 6H+aq —> 3I2 + 3 H2O
Het vrijkomende jood oxideert het ascorbinezuur:
I2 + 2e —> 2 I-
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Totaalvergelijking: C6H8O6 + I2 —> C6H6O6 + 2H+aq + 2I-aq
Benodigheden + Chemicaliën
|
3 erlenmeyers
|
250 mL
|
vitamine C-tabletten
|
|
bekerglas
|
100 mL
|
2M zwavelzuuroplossing 2 M
|
|
maatcilinder
|
50 mL
|
2M kaliumjodide-oplossing
|
|
3 maatcilinders
|
5 mL
|
0,0030 M kaliumjodaatoplossing1
|
|
maatkolf
|
100 mL
|
kaliumjodide
|
|
buret
|
50 mL
|
zetmeeloplossing2
|
|
|
uitgekookt gedestilleerd water
|
1 Weeg nauwkeurig 0,642 gram kaliumjodaat af en breng dit kwantitatief over in een maatkolf van 100 mL.
Los de stof, vul aan de streep en homogeniseer.
2 Maak van 1 gram oplosbare zetmeel en 100 mL kokend water een papje en kook dit 1 minuut.
Voeg na afkoelen 3 gram kaliumjodide toe. Los de stof en homogeniseer.
Uitvoering
Poeder 1 vitamine C-tablet en weeg hiervan ongeveer 300 mg nauwkeurig af. Los de afgewogen stof op in 50 mL uitgekookt water. Het bindmiddel in de meeste tabletten lost niet op; dit stoort verder niet. Voeg achtereenvolgens 3 mL 2 M zwavelzuuroplossing, 2 mL 2 M kaliumjodide-oplossing en 1 mL zetmeeloplossing toe. Titreer met de kaliumjodaatoplossing tot blijvende blauwkleuring.
Voer de proef in triplo uit.
Bereken het massapercentage vitamine C in de tablet.
Titratie met Tillmansreagens
Tillmansreagens is een oplossing van 2,6 dichloorindofenol.
Het Tillmansreagens is een selectief reagens voor Vitamine C. Vandaar dat deze methode wordt toegepast op het Centraal Instituut voor Voedingsonderzoek. De oplossing moet wel van te voren worden gesteld met zuiver ascorbinezuur.
Benodigdheden + Chemicaliën
|
3 erlenmeyers
|
250 mL
|
vitamine C-tabletten
|
|
maatkolf
|
100 mL
|
2,6 dichloorindofenol (molecuulmassa = 268)
|
|
maatcilinder
|
25 mL
|
azijnzuuroplossing 5 massa-%
|
|
volpipet
|
10 mL
|
zwavelzuuroplossing 2 M
|
|
buret
|
50 mL
|
|
|
mortier met stamper
|
|
|
trechter
|
|
Uitvoering
Uitvoering
Los 50,0 mg 2,6 dichloorindofenol op in 100 mL water. Schud enige tijd en filtreer door een vouwfilter.
Deze donkerblauwe oplossing is bij 5o C in het donker goed houdbaar; bij kamertemperatuur loopt het gehalte in 6 dagen ongeveer 10% terug.
Maak een ascorbinezuuroplossing door in een maatkolf van 100 mL 20,0 mg ascorbinezuur op te lossen in 25 mL azijnzuuroplossing (5 massa-%) en aan te vullen met water tot de streep.
Pipetteer 10 mL ascorbinezuuroplossing in een erlenmeyer en titreer met het reagens tot een zwak rozerode kleur 15 seconden blijft. Bereken hoeveel ml van de indicatoroplossing overeenkomt met 2,0 mg ascorbinezuur.
Voer deze bepaling in duplo uit.
Weeg ongeveer 100 mg gepoederde vitamine C-tabletten nauwkeurig af in een erlenmeyer, voeg 100 mL water en 25 mL 5% azijnzuuroplossing toe. Het bindmiddel in de meeste tabletten lost niet op; dit stoort verder niet. Titreer de verkregen oplossing met de indicatoroplossing tot een zwak rozerode kleur.
Voer de proef in triplo uit.
Bereken het massapercentage vitamine C in het poeder.
Conclusie
De toepasbaarheid van elke methode is voornamelijk afhankelijk van aanwezige vreemde stoffen. Voor ascorbinezuur en voor vitamine C-tabletten doen ze weinig voor elkaar onder; zoals uit tabel I blijkt.
Tabel I
|
methode
|
% vitamine C in tablet (gemiddelde van 5 metingen)
|
|
loog
|
18,7 ± 0,1
|
|
jood (na I)
|
18,6 ± 0,1
|
|
jood (direct)
|
18,6 ± 0,1
|
|
thio
|
19,3 ± 0,2 (voor te hoge waarde is geen verklaring gevonden)
|
|
jodaat
|
18,4 ± 0,1
|
|
Tillmans reagens
|
18,4 ± 0,1
|
Bij de voedingsstoffen blijft het altijd de vraag in hoeverre het gebruikte reagens selectief is, met andere woorden of het gemeten percentage gelijk gesteld mag worden aan het percentage vitamine C.
De gevonden waarden voor sinaasappelsap, spinazie, sla en aardappelen ( Tabel II) komen overeen met de waarden in de voedingsmiddelentabel. Bij de metingen moet altijd rekening worden gehouden met het teruglopen van het vitamine C-gehalte bij staan (bewaren) en bij verwarmen (koken), zie tabel II.
Tabel II: Vitamine C-gehalte in mg/100 g volgens methode IV
|
|
|
Na 1 uur koken
|
Na 72 uur staan
|
|
sinaasappelsap (vers)
|
51,4
|
45,8
|
18,7
|
|
sinaasappelsap (uit pak)
|
49,6
|
46,0
|
37,1
|
|
citroensap
|
60,5
|
-
|
-
|
|
Spinazie
|
27,0
|
18,4
|
17,2
|
|
Sla
|
8,6
|
-
|
6,1
|
|
aardappel
|
11,0
|
-
|
-
|
|
Vitamine C-tablet
|
18,8
|
14,6
|
10,3
|
Dit lager worden van het percentage vitamine C wordt veroorzaakt door de omzetting van ascorbinezuur in dehydro-ascorbinezuur. Deze omzettingsnelheid is afhankelijk van de temperatuur en van de aanwezigheid van enzymen (o.a. ascorbinezuuroxidase), van metaalionen als Fe2+ en Cu2+ en van bepaalde conserveringsmiddelen als zwaveldioxide, benzoëzuur of sorbinezuur.
Alhoewel de omzetting omkeerbaar kan zijn, betekent dit toch vaak een nadeel, omdat de dehydro-ascorbinezuur vooral in oplossing met pH > 4 ook andere irreversibele omzettingen kan ondergaan, waardoor het totale vitamine C-gehalte van de stof afneemt.
Literatuur
1 RIS, Research Instituut Schoolscheikunde, didactiek scheikunde, R.U. Groningen.
2m.m.v. A.J.A. Bos-Alberink; F.J. Duisterwinkel; M. Emmens; P.Hofman; G. Kransen en C. Laane
3 W.H. Sobrell, R.S. Harris, The Vitamins, vol I 204 Nederlandse Voedingsmiddelentabel 29e druk. A.F. Harmer, A.B. Ash, School Science Review 54, 97 (1972)
