Определение аскорбиновой кислоты методом йодометрии в различных продуктах питания

Государственное образовательное учреждение

средняя образовательная школа-интернат №5

с углубленным изучением отдельных предметов

«Образовательный центр «Лидер»

г.о.Кинель Самарской области

Определение аскорбиновой кислоты методом йодометрии в различных продуктах питания

                                                            ( секция химия)

Выполнила: Шеина Надежда

ученица 10 класса «Б»

Руководитель: Попова Н.Н

учитель химии

                                                   Кинель, 2017 год

Аннотация:

Данная работа относится к числу экспериментальных исследований, проводимых в школьной лаборатории с использованием  техники традиционного химического эксперимента и эксперимента с использованием возможностей цифровой лаборатории «Архимед».

В ходе выполнения работы были поставлены следующие задачи:

• Ознакомиться с теорией вопроса о витаминах, в частности, с аскорбиновой кислотой
• Провести химический эксперимент, в ходе которого автор работы научилась готовить сырье для эксперимента;  работать с электронными весами, закрепить технику выполнения экспериментальных манипуляций при разделении смесей веществ; приготовлении растворов
• Освоить интерфейс  программы «МультиЛаб» цифровой лаборатории «Архимед»
• Провести замеры кислотности среды и концентрации аскорбиновой кислоты в  исследуемых растворах
• Провести сравнительную характеристику результатов, вывести закономерности и оформить выводы по работе.

В результате проведенного  йодометрического определения содержания витамина С в соках установлено, что содержание аскорбиновой кислоты в свежеприготовленных соках значительно выше, чем в консервированных.  Также на основании полученных данных исследования, можно сделать вывод о содержании витамина С в фруктах в зимний период: наиболее богатыми витамином С являются: лимон и грейпфрут (7 мг), а менее богатыми являются консервированный горох, картофель печеный и вареный(2,1 мг) и банан (1,05 мг) в 100 граммах сока и водной вытяжки.

Результаты исследовательской работы и ее презентацию можно использовать во время уроков химии в 8 классе при изучении основных классов неорганических веществ и в ходе изучения темы «Карбоновые кислоты» в курсе органической химии 10 класса.

Список ключевых слов:

витамины, аскорбиновая кислота, физиологическое  влияние аскорбиновой кислоты на организм, эксперимент, аналитическая химия, титрование, Иодометрия, кислотность среды, датчики цифровой лаборатории «Архимед», магнитная мешалка, рН-метр, концентрация

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………….....................................................................................3

РАЗДЕЛ 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. История открытия витамина С…………………………………………………………...………5

1.2. Строение и биохимические свойства аскорбиновой кислоты …….……………………..….…7

1.3. Источники содержания витамина С……….……………….………………………………….....8

1.4. Физиологическое действие витамина С на организм человека……………………………......8

1.5. Суточная потребность витамина С………… ………………………………………………….10

РАЗДЕЛ 2 МЕТОДЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

2.1. Предмет аналитической химии…………………..……………………………………………..12

2.2. Хроматографический метод анализа……………..………………………………………..…...12

2.3. Титриметрический метод анализа………………………………..……..……………………. .13

2.4. Методика определения наличия витамина С методом йодометрии………………………....14

РАЗДЕЛ 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………..17

ВЫВОДЫ …………………………………………………………………….…..………...................19

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ РЕСУРСОВ …………………….………………………………………….…………….....................20

РАСПЕЧАТКА ПРЕЗЕНТАЦИИ………………………………………………………..…………..24

ПРИЛОЖЕНИЯ....................................................................................................................................28

ВВЕДЕНИЕ

Витамины (от латинского слова vita-жизнь) - группа органических
соединений разнообразной химической природы, необходимых для питания
человека, животных и других организмов в ничтожных количествах по сравнению с основными питательными веществами (белками, жирами, углеводами и солями), но имеющих огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности. 

Иммунная система защищает нас от воздействия внешних неблагоприятных факторов, это своего рода "линия обороны" против агрессивного действия бактерий, грибков, вирусов и т.д. Без здоровой и эффективно работающей иммунной системы организм ослабевает и чаще страдает от вирусных и бактериальных инфекций.

Дефицит витаминов, обладающих антиоксидантными свойствами, обеспечивающих устойчивость организма человека к инфекционным заболеваниям, способствует снижению иммунитета. Одним из важнейших природных антиоксидантов является витамин С (аскорбиновая кислота), который, кроме того, принимает участие в целом ряде биохимических процессов. 

Поэтому одним из наиболее востребованных человеком витаминов является аскорбиновая кислота - витамин С, который большинство биохимиков считают одним из величайших чудес живой природы. В отличие от растений и некоторых видов животных, организм человека  не способен сам синтезировать витамин С,из-за отсутствия необходимых для синтеза ферментов, поэтому необходимо систематическое ежедневное поступление этого витамина с пищей.

Недостаточное поступление витаминов в организм человека – проблема мирового масштаба. В развивающихся странах она тесно связана с голоданием. Однако и в развитых странах потребление витаминов большей частью населения не соответствует рекомендуемым нормам.

Исследования института питания РАМН за последние годы выявили существенное отклонение рациона жителей от формулы сбалансированного питания, в первую очередь по уровню употребления микронутриентов. К которым относятся: витамины, макро- и микроэлементы, т.е. незаменимые компоненты питания человека. Особенно катастрофическое положение складывается с обеспечением витамином С, дефицит которого по обобщенным данным выявляется у 80-90% обследуемых, а глубина дефицита достигает 50-80%.

Тепловая обработка, хранение и биохимическая переработка приводят к разрушению большей части витамина С, который мы в ином случае могли бы получать из пищи. Ещё больше его сгорает в организме под влиянием стресса, курения и других источников повреждения клеток, наподобие дыма и смога. Повсеместно используемые медикаменты, такие как аспирин и другие, в огромной степени лишают наш организм тех количеств витамина, которые нам всё-таки удалось получить.

Актуальность работы: Недостаточное поступление витаминов в организм человека – проблема мирового масштаба. В развивающихся странах она тесно связана с голоданием. Однако и в развитых странах потребление витаминов большей частью населения не соответствует рекомендуемым нормам.

Цель работы: экспериментально определить содержание витамина С в отдельных продуктах питания в условиях школьной лаборатории и наиболее богатые рекомендовать для регулярного употребления.

Объектом исследования является аскорбиновая кислота (витамин С).

Предмет исследования – продукты, уровень содержания аскорбиновой кислоты в них.

Для выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- проанализировать и изучить научную, популярную, учебную литературу по данному вопросу;

- изучить строение и физико-химические свойства аскорбиновой кислоты;

- проанализировать влияние витамина С на организм человека, его биологическую роль;

- изучить методы количественного определения витамина С;

- ознакомиться с методикой проведения эксперимента – йодометрии и экспериментально определить содержание аскорбиновой кислоты;

- проанализировать полученные результаты и выяснить в каких фруктах и соках содержится наибольшее количество витамина С и, сравнив полученные результаты с литературными данными, разработать рекомендации для их употребления;

- выяснить причины недостаточного поступления витамина С в организм человека и попытаться найти возможные пути её решения.

РАЗДЕЛ 1

1.1. История открытия витамина С

Учение о витаминах начало развиваться сравнительно недавно и относится к концу XIX века и началу XX столетия. Однако первые сведения о цинге (авитаминоз С) относят к XIII столетию. Когда римские легионы вторглись во владения своих северных соседей и надолго задержались за Рейном, им пришлось познакомиться с заболеванием, поразившим многих воинов и, судя по описанию древнеримского историка Плиния, весьма похожим на цингу. Интересно, что врачи, не имея истинного представления о природе бедствия, постигшего подопечное им воинство, быстро нашли спасительное средство. Им оказалось какое-то растение, названное римлянами «британская трава». К сожалению, более определенных сведений об этом целебном растении история не сохранила, и мы не можем сейчас точно указать, какой именно представитель европейской флоры оказал столь ценную услугу древнему Риму. Так римляне, возможно впервые, познакомились с авитаминозом. Жак Картье в 1953 году описал эту болезнь, поразившую его спутников во время путешествия по реке Св. Лаврентия: «Они лишились всех своих сил и не могли стоять на ногах... Да к тому же появились на коже багровые пятна крови, которые покрывали голени, колени, бёдра, ягодицы, плечи, руки, изо рта стал идти зловонный запах, дёсны так загнили, что было видно всё мясо до корней зубов, а сами зубы почти все выпали»

В дальнейшем цинга стала довольно частым гостем в странах Европы. Так, например, по подсчётам некоторых историков, с 1556 по 1856 г. в Европе имело место 114 эпидемий, унесших в могилу многие тысячи человеческих жизней. В России было зарегистрировано 101 тыс. случаев цинги. Большой вред цинга наносила экипажам флотов европейских стран, особенно в период открытия морских путей в Индию и Америку. В 1848 году Васко да Гама, прокладывая путь в Индию, потерял от цинги 100 из 160 членов своей команды.

В 1747 году шотландский врач Джеймс Линд, пребывая в длительном плавании, провёл своего рода эксперимент на больных матросах. Вводя в их рацион различные кислые продукты, он открыл свойство цитрусовых предотвращать цингу. В 1753 году Линд опубликовал «Трактат о цинге», где предложил использовать лимоны и лаймы для профилактики цинги.

Путём накопления многовекового опыта создавались методы борьбы с цингой. О противоцинготных свойствах фруктов и овощей  был осведомлён английский мореплаватель Джеймс Кук. В одном из длительных плаваний ни один член экипажа не заболел цингой, потому что все участники экспедиции пили морковный и лимонный сок и ели квашеную капусту.

О причинах цинги высказывались самые различные предположения. Ясность в этот вопрос внесли работы норвежских учёных Хольста и Фрелиха .

Учёные пришли к выводу, что цинга у морских свинок вызывается особым фактором, который почти отсутствует в зёрнах злаков, солонине, но в большом количестве содержится в свежих овощах, фруктах и лимонном соке. Работы Хольста и Фрелиха были опубликованы в 1912 году, они оказали большое влияние на формирование теории Казимира Функа о витаминах и позволили ему причислить цингу к авитаминозным заболеваниям.

Позже накопилось много данных о связи некоторых болезней с недостатком в пище каких-то специфических веществ. В 1912 году польский учёный К. Функ назвал существующие в продуктах питания жизненно важные вещества витаминами (от лат. vita – «жизнь»).

Русский ученый Н.И. Лунин в 1880 году опубликовал данные опытов на мышах. Если белых мышей вскармливать цельным молоком, то они развиваются и растут нормально. Но если мышей кормить пищей, состоящей из основных частей молока: казеина, молочного жира, сахарозы и дистиллированной воды, то они быстро гибнут. Из этого Лунин сделал вывод, что в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся ещё и другие вещества, незаменимые для питания.

Начались поиски способов выделения противоцинготного витамина, которые с переменным успехом продолжались до 1932 года. В 1932 г. американский биохимик Чарльз Глен Кинг выделил витамин, предотвращающий цингу из лимонного сока. В 1927 г. венгерский биохимик Альберт Сент-Дьёрди выделил вещество, которое назвал гексуроновой кислотой. В опытах на морских свинках Дьёрди показал, что гексуроновая кислота предохраняет животных от цинги. Но глубокое изучение химической природы гексуроновой кислоты показало, что она всё-таки не является изомером глюкуроновой кислоты, а представляет собой вполне самостоятельное соединение, в связи, с чем учёный в 1933 г. дал ему название - аскорбиновая кислота («против скорбута», от лат.скорбут—цинга).

Строение аскорбиновой кислоты было установлено в 1932-33 гг. двумя английскими учёными Хирстом и Эйлером независимо друг от друга была установлена структурная формула аскорбиновой кислоты .

1.2. Строение и биохимические свойства аскорбиновой кислоты

Аскорбиновая кислота (витамин С), С6Н8О6, водорастворимый витамин.

Синтезируется растениями (из галактозы), животными (из глюкозы), за исключением человека и приматов и некоторых других животных, которые получают аскорбиновую кислоту с пищей.

Аскорбиновая кислота находится в тесной структурной связи с моносахаридами и является производным L-гулоновой кислоты (γ-лактон 2,3-дегидро- L-гулоновая кислота).

Представляет собой белый кристаллический порошок с температурой плавления 1920 по Цельсию. Хорошо растворим в воде (1:3,5) с образованием кислых растворов, хуже - в спирте, плохо - в глицерине и ацетоне. Кислота является неустойчивым соединением. Наиболее быстро витамин С разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щелочной среде при нагревании. Витамин С разрушается не только при нагревании, но и при длительном хранении, при соприкосновении с железом; он очень чувствителен к свету.

Аскорбиновая кислота—сильный восстановитель и легко окисляется даже слабыми окислителями, превращаясь при этом в дегидроаскорбиновую кислоту:

Это химическое свойство аскорбиновой кислоты имеет большое биологическое значение, в частности она участвует в окислительно-восстановительных процессах.

1.3. Источники содержания витамина С

Аскорбиновая кислота является одним из наиболее широко распространенных в природе витаминов.

Основным источником аскорбиновой кислоты является растительная пища, в значительных количествах она содержится в овощах, фруктах, плодах, ягодах, хвое, шиповнике, в листьях чёрной смородины. Семена и зёрна высших растений лишены витамина С. Однако с первых дней прорастания в них появляется аскорбиновая кислота. Богаты витамином С листья, плоды, несколько беднее корнеплоды. Синтез и накапливание аскорбиновой кислоты в одном и том же виде растений варьируют в зависимости от многих условий: почвы, агротехники, удобрений, освещённости, водного режима, температуры. Так концентрация аскорбиновой кислоты в разных сортах чёрной смородины колеблется от 69 до 250 мг, а в яблоках – от 1 до 30 мг.

Основные источники витамина С и его содержание в мг на 100 г продукта: шиповник (470 мг), облепиха (200 мг), чёрная смородина (250 мг), болгарский перец (125 мг), хрен (110 – 200 мг). Немного меньше содержит витамина: клубника (60 мг), апельсин и лимон (50 мг), мандарин (30 мг), яблоки (от 5 – 30 мг), капуста белокочанная (свежая 40 мг и квашеная 69 мг), шпинат (30 мг), салат (15 мг), листья лука (27 мг), картофель свежесобранный (25 мг) и др.

Травы, богатые витамином С: люцерна, коровяк, корень лопуха, песчанка, очанка, семя фенхеля, пажитник сенной, хмель, хвощ, ламинария, мята перечная, крапива, овёс, красный перец, петрушка (зелень - 150 мг), сосновые иглы, тысячелистник, подорожник, лист малины, красный клевер, листья фиалки, щавель.

В продуктах животного происхождения - витамин С представлен незначительно (печень, надпочечники, почки, икра трески).

1.4. Физиологическое действие витамина С на организм человека

1.Витамины, содействующие защите иммунной системы, относятся к группе сильных антиоксидантов и способствуют в первую очередь борьбе организма со свободными радикалами — молекулами, образующимися вследствие воздействия на организм сильнодействующего излучения (в том числе - ультрафиолетового), вредных химических веществ и газов, а также из-за микромутаций в клетках, которые происходят в нашем теле каждый день.

2.Физиологическое значение витамина С теснейшим образом связано с его окислительно-восстановительными свойствами.

3.Биологическая роль аскорбиновой кислоты связана с участием в окислительно-восстановительных процессах в организме и входит в состав ряда сложных ферментов, обусловливающих процессы клеточного дыхания.

4.Самостоятельно участвует в организме во многих ферментативных реакциях. Он активирует пищеварительные ферменты, необходим для синтеза белка соединительной ткани животных – коллагена, входящего в состав тканей суставов, стенок кровеносных сосудов.

5.Витамин С участвует в процессах углеводного и белкового обмена, в обмене фолиевой кислоты, в нормальном функционировании желудка, кишечника и поджелудочной железы.

6.Влияет на различные функции организма: совместно с витамином Р нормализует эластичность и проницаемость стенок кровеносных капилляров, регулирует свёртываемость крови, необходим для кроветворения.

7.Аскорбиновая кислота применяется при лечении цинги, инфекционных заболеваний, ревматизма, туберкулеза, язвенной болезни, при гепатитах, шоковом состоянии и др.

8.Оказывает влияние на рост и развитие костной ткани, повышает иммунобиологическую сопротивляемость к неблагоприятным воздействиям, стимулирует продукцию гормонов надпочечников, способствует регенерации.

9.Витамин С улучшает способность организма усваивать кальций и железо, выводить токсичные медь, свинец и ртуть.

10.Витамин C обеспечивает устойчивость к стрессу. Во время стресса в организме идёт интенсивная выработка гормонов – например, кортизола и адреналина. Он принимает участие в биосинтезе и превращениях этих гормонов.

11.Витамин C — это здоровые десны и крепкие зубы. Повышенные дозы витамина C устраняют кровоточивость дёсен, так как он способен буквально за полчаса укрепить бесчисленные мелкие сосуды в тканях десен.

12.Витамин C убивает бактерии, вызывающие кариес зубов. Современные биохимики в качестве доказательства ссылаются на найденные при археологических раскопках челюсти людей, живших 5 или даже 10 тысяч лет назад, у которых все зубы были здоровыми, хотя тогда не было ни зубной пасты, ни дантистов.

13.Витамин C стабилизирует вес тела, т.к. он принимает участие в синтезе карнитина из аминокислоты лизина. Карнитин «подхватывает» из крови молекулы жира и доставляет их внутрь клеток для окисления и получения энергии.

14.Отсутствие или недостаток витаминов в организме приводит к нарушению обмена веществ и в конечном итоге вызывает гиповитаминоз, а в тяжёлых случаях — авитаминоз (цинга, скорбут - язва во рту).Особенно часто             С-гиповитаминозные состояния возникают в период повышенной потребности организма в витамине С при беременности, кормлении, усиленной физической и умственной работе, при инфекционных заболеваниях. Чаще гиповитаминоз можно наблюдать в весенние месяцы, когда, с одной стороны, уменьшается употребление овощей, а с другой – содержание в них витаминов вследствие длительного хранения.  При скрытой недостаточности наблюдается: уменьшение аскорбиновой кислоты в плазме крови и лейкоцитах, повышенная ломкость кровеносных капилляров. У детей — задержка роста, неустойчивость к инфекциям. При выраженной недостаточности наблюдается цинга: утомляемость, сухость кожи, болезненность и отёчность дёсен, кровоточивость, гингивит, расшатываются и выпадают зубы, наблюдаются боли в конечностях, снижается сопротивляемость к инфекциям. В конечном итоге, цинга приводит к летальному исходу.

1.5. Суточная потребность витамина С

Витамины (лат. vita жизнь + амины) - низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, абсолютно необходимые для нормальной жизнедеятельности организмов.

Являются незаменимыми пищевыми веществами, т.к. они не синтезируются организмом человека и поступают главным образом в составе продуктов питания. Витамин С – водорастворимый витамин, поэтому запас его в организме должен постоянно пополняться.

Суточная потребность человека в витамине С составляет от 50 до 100 мг (в среднем 70 мг).

В то же время, в некоторых случаях (тяжёлые физические нагрузки, простудные заболевания) показаны увеличенные (ударные) дозы аскорбиновой кислоты (до 0,5-1,0 г и более на приём).

Суточная потребность человека в витамине С зависит от ряда причин:

• возраста, пола, выполняемой работы, состояния беременности или кормления грудью, климатических условий, вредных привычек.

• Болезни, стрессы, лихорадка и подверженность токсическим воздействиям (таким, как сигаретный дым) увеличивают потребность в витамине С.
• В условиях жаркого климата и на Крайнем Севере потребность в витамине С повышается на 30-50 процентов.
• Молодой организм лучше усваивает витамин С, чем пожилой, поэтому у лиц пожилого возраста потребность в витамине С несколько повышается. 

Рекомендуемая суточная потребность в витамине С

РАЗДЕЛ 2

МЕТОДЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

2.1. Предмет аналитической химии

Аналити́ческая хи́мия — раздел химии, изучающий химический состав и отчасти структуру веществ; имеет целью определение химических элементов или групп элементов, входящих в состав веществ. 

Предмет её как науки — совершенствование существующих и разработка новых методов анализа, поиск возможностей их практического применения, исследование теоретических основ аналитических методов.

В зависимости от задач, аналитическая химия подразделяется на качественный анализ, нацеленный на определение того, что (или какие вещества), в какой форме находится в образце, и количественный анализ, нацеленный на определение, сколько данного вещества (элементов, ионов, молекулярных форм и др.) находится в образце.

Определение элементного состава материальных объектов называют элементным анализом. Установление строения химических соединений и их смесей на молекулярном уровне называют молекулярным анализом. Одним из видов молекулярного анализа химических соединений является структурный анализ, направленный на исследование пространственного атомного строения веществ, установление эмпирических формул, молекулярных масс и др.

В задачи аналитической химии входит определение характеристик органических, неорганических и биохимических объектов. Анализ органических соединений по функциональным группам называют функциональным анализом.

2.2. Хроматографический метод анализа

Хроматография - это физико-химический метод разделения смеси веществ, заключающийся в перемещении смеси потоком подвижной фазы вдоль слоя сорбента. Этот метод широко применяется в пищевой промышленности для определения микроэлементов и стабильности витаминов.

Хроматографический метод разделения и очистки органических веществ был открыт М. С. Цветом в 1903 г. Он изучал состав хлорофилла и сумел разделить его на слои с различной окраской, пропуская раствор хлорофилла через трубку с порошком мела. Цветовая гамма подсказала ему, вероятно, название метода (по-гречески «хрома» - «цвет»; «графо» - «пишу»). В большинстве современных методик анализа цвет исследуемых образцов не играет никакой роли, но название этого способа исследования сохранилось.

В хроматографии разделение смесей основывается на различной способности веществ, адсорбироваться на поверхности какого – либо инертного материала. ( Инертным считается материал, который не подвергается при этом химическому превращению.) Различные компоненты раствора перемещаются с разной скоростью в зависимости от степени их адсорбции наполнителем. Если адсорбирующим материалом является бумага и раствор, содержащий разделяемую смесь, движется вверх по бумаге, такая методика называется хроматографией на бумаге (метод бумажной хроматографии). По мере перемещения вверх по бумаге жидкость переносит с собой разделяемую смесь. Те компоненты смеси, которые прочнее адсорбируются бумагой, движутся с меньшей скоростью. 

2.3. Титриметрический метод анализа

Титриметрические методы анализа имеют ряд преимуществ: скорость выполнения, относительную простоту операций, достаточную точность получаемых результатов (0,1–0,2 %). Эти преимущества ставят титриметрические методы анализа на одно из первых мест в лабораторной практике химических, пищевых, металлургических и других производств.

Титриметрическими называют методы анализа, основанные на точном измерении объёма раствора реагента, вступившего в реакцию с данным количеством анализируемого вещества.

Термин «титриметрический» получил название от слова «титр» – масса растворенного вещества в 1 см3 раствора (г/см3). 

Методика титриметрического анализа состоит в следующем.

Берётся строго определённый объём исследуемого раствора. Готовится раствор вещества, которое может вступать в химическую реакцию с исследуемым веществом. Тем или иным методом определяют точно концентрацию (титр) этого раствора. Полученный раствор называют титрованным раствором или титрантом. К раствору исследуемого вещества небольшими порциями прибавляют титрант. Этот процесс называется титрованием (поэтому объёмный анализ называют титриметрическим). Для приготовления растворов используют мерные колбы и пипетки, а титрование производят с помощью бюретки. 

Титрование производят до достижения точки эквивалентности, т. е. момента, когда количество добавленного титранта эквивалентно количеству определяемого вещества.

Момент титрования, в который достигается стехиометрическая эквивалентность соединяемых количеств веществ, называется точкой эквивалентности титрования.

Для определения содержания аскорбиновой кислоты используют различные методы окислительно-восстановительногo титрования. Наиболее часто в качестве окислителя применяют натриевую соль 2,6-дихлорфенолиндофенола (краску Тильманса), которая одновременно является индикатором.

Поскольку в школьном кабинете химии такой реактив отсутствует, я использовала для определения содержания аскорбиновой кислоты один из вариантов йодометрии.

2.4. Методика определения наличия витамина С методом йодометрии

Йодометрия - метод окислительно-восстановительного титрования, основанный на реакциях, связанных с окислением восстановителей свободным йодом I2.

Взаимодействие аскорбиновой кислоты с йодом происходит по уравнению:

С6Н8О6 + I2 = С6Н606 + 2 НI.

В качестве рабочего раствора используется титрованный раствор йода, который готовится из 5% аптечной йодной настойки. Окончание реакции фиксируется по изменению окраски раствора крахмала на синюю.

Цель работы : исследовать содержание витамина С методом титрования в овощах и фруктах, чаще используемых нами в зимний период.

Объекты исследования: овощи и фрукты, соки и аскорбиновая кислота. (приложение 1)

Оборудование:

• 5% раствор йода;
• вода, крахмальный клейстер, 1% раствор соляной кислоты HCl;
• пестик, ступка, нож, колба, воронка;
• химический стакан, пипетка.
• счетчик капель DT293 (приложение 2 )
• магнитная мешалка(приложение 2)

Счетчик капель DT293:

Диапазон измерений:счетчик капель 0-4095 капель; датчик объема 0-4095*объем одной капли.

Счетчик капель можно подключать к таким регистраторам данных, как Nova5000, USBLink или TriLink. Оптический датчик точно подсчитыает количество капель титрана, добавляемого при титровании. Его программа позволяет автоматически пересчитывать количество капель в их суммарный объем, а также записывать значения рН и температуры, вычислять первую и вторую производные значения рН для упрощения определения точки эквивалентности. Датчик можно использовать при кондуктометрическом или потенциальнометрическом титровании совместно с датчиком электропроводности или ион-селективными электродами.

Принцин действия

Датчик имеет оптическую щелевую апертуру длиной 5,7 см (2,25 дюйма). Инфракрасный луч из источника попадает на детектор, и, когда падающая капля (например, титранта) пересекает луч, в регистратор данных поступает цифровой сигнал, который фиксируется программой для сбора данных. При помощи функции калибровки программы MultiLab можно перевести количество капель в их объем (например, в миллилитрах).

Применение датчика

• Подсчет капель
• Построение графиков кислотно-щелочного титрования (рН-объем)
• Построение графиков кондуктометрического титрования (электропроводность-объем)
• Построение графиков зависимости температуры от объема, а также одновременный контроль изменений температуры и рН

Технические характеристики

• Диапазон измерений в режиме «датчик объема»  0-4095 * объем одной капли
• Диапазон измерений в режиме «счетчик капель»  0-4095 капель
• Время нарастания сигнала                                        < 70 нс
• Время затухания сигнала                                          < 70 нс
• Разрешение(12 бит) - счетчик капель                      1 капля
• Разрешение(12 бит) - датчик объема                       1 * объем одной капли
• Число замеров при титровании                                до 1 в секунду
• Источник инфракрасных излучений                       максимум при 890 нм
• Выходной сигнал                                                      цифровой

Ход работы:

1) приготовить все продукты для проведения работы.

2) на весах взвешиваем 10 г сырья,  измельчаем в ступке, затем количественно переносим в мерную колбу, добавляем дистиллированную воду, перемешиваем и фильтруем через складчатый бумажный фильтр (приложение 3)

3) отмеряем 20 мл отжатого сока и разбавляем его водой до объёма 100 мл; (приложение 4)

Свежевыжатый сок необходимо получать механически, руками выжимая сок из свежих фруктов, чтобы избежать контакта витамина С с металлическими деталями соковыжималок.

4) добавляем 1 мл крахмального клейстера (1г крахмала развести в небольшом количестве воды и вылить в стакан кипятка, прокипятить 1 мин);

5) добавляем по каплям 5% р-ра йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего, в течение 10-15 сек; (приложение 5)

6) с  помощью счетчика капель посчитаем, сколько капель содержится в 1 мл;

7) зная объём одной капли, можно точно определить объём раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой кислоты.

8)зная, объём затраченного раствора йода можно определить количество аскорбиновой кислоты в определённом объёме исследуемого материала. 

РАЗДЕЛ 3

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Определение витамина С в овощах и фруктах

1. Последовательность действий по методике йодометрии:

-приготовить все продукты для выполнения работы

-на весах взвешиваем 10 г сырья,  измельчаем в ступке, затем количественно переносим в мерную колбу, добавляем дистиллированную воду, перемешиваем и фильтруем через складчатый бумажный фильтр

-отмеряем 20 мл свежевыжатого сока апельсина и разбавляем его водой до объёма 100 мл;

-добавляем 1 мл крахмального клейстера;

- добавляем по каплям 5% раствора йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего, в течение 10-15 сек.

-с помощью счетчика капель посчитаем, сколько капель содержится в одном мл, зная объём одной капли, можно точно определить объём раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой кислоты.

2. Выполнение расчётов:

Концентрация раствора йода нам известна:

1 мл р-ра йода-30 капель р-ра йода

Х мл р-ра йода- количество затраченного капель  р-ра йода

1 мг 5%р-ра йода-35 мг аскорбиновой кислоты

Количество затраченного капель р-ра йода- х мг аскорбиновой кислоты

Вывод

1. Изучение информации о витамине С в литературных источниках и ресурсах Интернет позволило прийти к выводу, что витамин С играет в организме человека фундаментальную биохимическую и физиологическую роль. Аскорбиновая кислота - необходимый компонент в ежедневном рационе человека, так как выполняет целый ряд незаменимых биохимических функций. Её дефицит может быть восполнен за счёт целого ряда пищевых источников и витаминных препаратов.

2. При подготовке к работе я изучила научную литературу по вопросу содержания и определения витамина С в продуктах питания. После  проведённого анализа методов был выбран метод йодометрии, поскольку он  оптимально подходит под условия школьной лаборатории. Я выяснила, что йодометрическое титрование – является доступным и точным способом для определения количественного анализа вещества.

3. Научилась определять содержание витамина С методом йодометрии в продуктах питания. Метод количественного определения витамина С основан на характерной особенности аскорбиновой кислоты - лёгкости её окисления. Для анализа в качестве окислителя используется йод.

4. В ходе йодометрического определения содержания витамина С в соках установлено, что содержание аскорбиновой кислоты в свежеприготовленных соках значительно выше, чем в консервированных. Поэтому поступление в организм витамина С, так необходимого для здоровья, возможно только при употреблении свежих овощей и фруктов.

5. На основании полученных данных исследования, можно сделать вывод о содержании витамина С в фруктах в зимний период: наиболее богатыми витамином С являются: лимон и грейпфрут(7 мг), а менее богатыми являются консервированный горох, картофель печеный и вареный(2,1 мг) и банан (1,05 мг).

6. Можно порекомендовать, включать в рацион питания продукты, содержащие витамины, особенно витамин С, а именно свежие фрукты, овощи, цитрусовые, пить свежевыжатые соки. В зимнее время употреблять чай обогащённый витамином С, вместо консервированных соков использовать отвар чёрной смородины. К чаю вместо печенья и конфет лучше всего употреблять варенье или джем из чёрной смородины, малины, облепихи, клубники. Рекомендую включать в свой рацион соки, компоты домашнего приготовления, хранящиеся не больше года.

Список используемых ресурсов

ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамова Ж.И. Справочник по лечебному питанию для диет-сестер и поваров. - М.: Медицина, - 1984. - 304с.

2. Авакумов В.М. Современное учение о витаминах. М.: Химия, 1991. - 214 с.

3. Алексенцев В.Г. Витамины и человек. - М.: Дрофа, 2006.- 156 с.

4. Н.И. Белова Справочник медицинской сестры, Медицина, 1989г.

(режим доступа: http://medicina.dobro-est.com/vitamin-c-askorbinovaya-kislota-opisanie-istochniki-i-funktsii-vitamina-c.html)

5. Видаль: Лекарственные препараты в России: Справочник.- М.: Астра Фарм Сервис.- 2001.

6. Габриелян О. С., Остроумов И. Г. Настольная книга учителя. Химия: 10 класс. – М.: Дрофа, 2004. – 480с.

7. Гауптман З., Грефе Ю. Органическая химия.—М.: «Химия» 1979.

8. Гессен А. Аскорбиновая кислота и ее практическое применение. - Л.: 1953. - С. 9.

9. В.А. Крицман Энциклопедический словарь юного химика, Педагогика, 1989г

10. Кролевец А. А. Витамины с пользой для здоровья. // Химия в школе. – 2008. - №3. – С. 7-16.

11. Машковский М.Д. Лекарственные средства.—М.: «Медицина» 2002.

12. О.М. Ольгин Опыты без взрывов, Москва: Химия, 1986г.

 13. Сизова Л.С., В.П. Гуськова Аналитическая химия. Титриметрический и гравиметрический методы анализа: учебное пособие для студентов вузов/ Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - 2-е изд. испр. и доп. - Кемерово, 2006. - 132 с.

14. Шульпин Г.Б. Химия для всех. - М.: Знание. 1997. - 135 с.

.15. Яковлева Н.Б. Химическая природа нужных для жизни витаминов. - М.: Просвещение, 2006. - 120 с.

ИНТЕРНЕТ РЕСУРСЫ

1. http://www.vitaminius.ru/vitaminy-dlja-immuniteta.php

2. http://medicina.dobro-est.com/vitamin-c-askorbinovaya-kislota-opisanie-istochniki-i-funktsii-vitamina-c.html

3. http://www.scienceforum.ru/2014/pdf/6785.pdf