Bepaling van het vitamine C-gehalte

Transcriptie

1 Auteur Laatst gewijzigd Licentie Webadres Dick Naafs 07 October 2015 CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Dit lesmateriaal is gemaakt met Wikiwijs Maken van Kennisnet. Wikiwijs Maken is een onderdeel van Wikiwijsleermiddelenplein, hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, vergelijkt, maakt en deelt.

2 Inhoudsopgave Bronvermelding Inleiding Te analyseren materiaal Titratie met loog Benodigheden + Chemicaliën Titratie met jood Benodigheden + Chemicaliën A B Titratie met thio Benodigheden + Chemicaliën Titratie met kaliumjodaat Benodigheden + Chemicaliën Titratie met Tillmansreagens Benodigdheden + Chemicaliën Conclusie Literatuur Over dit lesmateriaal Pagina 1

3 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 / fax Dit voorschrift is eerder gepubliceerd als RIS-publicatie XV. RIS = Research Instituut Schoolscheikunde, didactiek scheikunde, R.U. Groningen. Pagina 2

4 Inleiding P.J. De Rijke, W. v.d. Veer 2 Vitamine C of ascorbinezuur (C 6 H 8 O 6 ) 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. Pagina 3

5 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% azijnzuuroplossing 3. 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 (HPO 2 ) 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 Fe 2+ - en Cu 2+ -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. Pagina 4

6 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 pk z van ascorbinezuur bedraagt 4,17 (20 o C). 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 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. Pagina 5

7 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. I 2 + 2e > 2 I - Totaalvergelijking: C 6 H 8 O 6 + I 2 > C 6 H 6 O 6 + 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 zetmeeloplossing 2 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. A Pagina 6

8 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. B 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. Pagina 7

9 Titratie met thio Dit is een terugtitratie. Het ascorbinezuur wordt geoxideerd met een overmaat jood. De overmaat jood wordt teruggetitreerd met een natriumthiosulfaatoplossing. C 6 H 8 O 6 + I 2 > C 6 H 6 O 6 + 2H + aq + 2I - aq I S 2 O 3 2- aq > S 4 O 6 2- 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 joodoplossing 1 buret 50 ml kaliumjodide maatcilinder 50 ml zetmeeloplossing 2 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. Pagina 8

10 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. Pagina 9

11 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: IO 3 - aq + 5I - aq + 6H + aq > 3I H 2 O Het vrijkomende jood oxideert het ascorbinezuur: I 2 + 2e > 2 I Totaalvergelijking: C 6 H 8 O 6 + I 2 > C 6 H 6 O 6 + 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 0,030 M kaliumjodaatoplossing 1 maatkolf 100 ml kaliumjodide buret 50 ml zetmeeloplossing 2 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. Pagina 10

12 Voeg na afkoelen 3 gram kaliumjodide toe. Los de stof en homogeniseer. 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. Pagina 11

13 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 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 5 o C in het donker goed houdbaar; bij kamertemperatuur loopt het gehalte in 6 dagen ongeveer 10% terug. Pagina 12

14 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. Pagina 13

15 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 Fe 2+ en Cu 2+ 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. Pagina 14

16 Literatuur 1 RIS, Research Instituut Schoolscheikunde, didactiek scheikunde, R.U. Groningen. 2 m.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 29 e druk. A.F. Harmer, A.B. Ash, School Science Review 54, 97 (1972) Pagina 15

17 Over dit lesmateriaal Colofon Auteur Dick Naafs Laatst gewijzigd 07 October 2015 om 18:25 Licentie Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om: het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden. Meer informatie over de CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Aanvullende informatie over dit lesmateriaal Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar: Leerniveau HBO; HAVO 5; HBO - Master; VWO 5; HBO - Bachelor; Leerinhoud en Scheikunde; doelen Eindgebruiker leraar Moeilijkheidsgraad gemiddeld Trefwoorden analysetechnieken, ascorbinezuur, gehalte vitamine c, onderzoeksvaardigheden, reken-/wiskundige vaardigheden, ris-publicatie, rispublicatie xv, technisch-instrumentele vaardigheden, vitamine Pagina 16