市售果汁中维生素C的含量测定实验探究

来源:用户上传      作者:李燕敏 谢志强

　　[摘 要] 该文以“市售果汁中维生素C的含量测定”为目的，探究开发一例既符合新课程理念又贴近学生生活且具有较强的可操作性的实验。原理是：用直接碘量法测定市售果汁中维生素C的含量，果汁中的维生素C可以和I2发生氧化还原反应，淀粉作为指示剂，当滴加的碘滴定液稍过量时，溶液显蓝色，到达滴定终点，根据碘滴定液的用量计算果汁中维生素C的含量。
　　[关键词] 实验教学探究;维生素C;含量测定;碘量法
　　[作者简介] 李燕敏，谢志强，就职于北京卫生职业学院。
　　[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）23-0391-02    [收稿日期] 2019-11-18
　　 一、实验教学探究的背景和目标
　　（一）实验教学探究的背景
　　维生素C，又叫L-抗坏血酸，是一种水溶性维生素，水果和蔬菜中含量丰富，是人体所需的重要的微量元素。当体内维生素C缺乏时，会出现贫血、四肢乏力、牙龈肿胀、皮下出血、肌肉和骨骼疼痛等症状，当摄入严重不足时就会引起坏血病;如果摄入过多也会导致儿童易患骨病、容易得尿路结石和肾结石[1]。虽然机体对维生素C需要量很少，但由于其在体内不能合成或合成的量不足，所以必须从饮食中摄取[2]。果汁饮料是饮料市场的第三大品类，其销售量占市场销售总量的16.5%[3]，果汁是获得维生素C的重要途径，市售果汁饮料中是否含有维生素C以及其含量的高低，对顾客选购果汁有重要指导意义。
　　（二）实验教学探究的目標
　　1.知识与技能目标。掌握维生素C的物理化学性质;掌握直接碘量法滴定操作技能。
　　2.过程与方法目标。体验实验探究的过程，培养同学们的观察能力、思维能力、动手操作能力以及合作能力。
　　3.态度、情感和价值观目标。增强对药学专业的学习兴趣，培养科学探究意识。
　　二、实验教学设计探究
　　（一）市售果汁的基本情况
　　促使学生积极调查市售果汁的品牌和种类，认真咨询他们的购买情况，最终挑选出本实验所用的样品。样品的基本信息如下见表1。
　　（二）查阅文献和书籍获取维生素C的理化性质
　　维生素C，又叫L-抗坏血酸，为白色结晶或结晶性粉末，无臭，味酸;久置渐变微黄，在水中易溶，在乙醇中略溶，在三氯甲烷或乙醚中不溶，沸点190℃～192℃。由于分子中含有连二烯醇结构，两个烯醇羟基极易游离，释放出H+，虽不含有羧基，水溶液仍显酸性;也是由于分子中特殊的烯醇式结构，维生素C容易释放出H原子而呈现强还原性，在水溶液中易被空气中的氧所氧化，生成去氢维生素C;维生素C具有共轭结构，在稀盐酸溶液中于243nm波长处有最大吸收。
　　（三）通过查阅文献确定维生素C含量测定的方法
　　目前测定维生素C的常见方法有：2，6-二氯靛酚法[4]、滴定法[5]、紫外分光光度法[6]、原子吸收法[7-8]、高效液相色谱法[9]等。结合学生已经学习的理论知识，最终选择采用滴定法，利用直接碘量法测定市售果汁中维生素C的含量。
　　（四）市售果汁中维生素C的含量测定
　　1.直接碘量法的原理。果汁中的维生素C可以和I2发生化学反应，淀粉作为指示剂，当碘滴定液滴加稍过量时，溶液中少量的碘单质与淀粉指示剂络合生成蓝色物质，到达滴定终点，根据碘滴定液的用量计算出果汁中维生素C的含量：
　　C6H8O6+I2=C6H6O6+2HI
　　2.仪器与药品。25ml滴定管，25ml移液管，100ml锥形瓶，10ml量筒，淀粉指示剂，0.0025mol/L碘滴定液，0.1mol/L盐酸溶液。
　　3.测定方法。（1）用移液管移取25ml样品1橙汁于锥形瓶中，加入0.1mol/L盐酸溶液1ml，淀粉指示剂3滴。（2）在滴定管中加入碘滴定液，润洗三次，排气泡调零点。（3）控制滴定管的活塞，使滴定液逐滴滴入锥形瓶中，注意左手滴定右手摇晃锥形瓶，在接近终点时半滴半滴的滴加，直至锥形瓶内试液变成蓝色且半分钟内不褪色。（4）记录样品1橙汁第一份样品消耗的碘滴定液的体积V11。（5）平行测定三次，重复（1）—（4）记录样品1橙汁第二份第三份的体积V12V13。（6）重复（1）～（5）记录样品2苹果汁消耗的体积V21V22V23。（7）重复（1）～（5）记录样品3桃汁消耗的体积V31V32V33。（8）重复（1）～（5）记录样品2葡萄汁消耗的体积V41V42V43。
　　4.测定结果。由反应原理可知维生素C和碘是1∶1的物质的量反应的，计算橙汁中维生素C的含量，具体结果见表3。
　　三、小结
　　1.采用的是直接碘量法，淀粉作为指示剂，应该在滴定前加入，如果是间接碘量法应该在接近终点时加入，因为如果指示剂加入过早，溶液中大量的I2被淀粉牢固吸附，使蓝色退去迟钝而产生误差。
　　2.根据最终测定结果得出维生素C的含量橙汁>桃汁>葡萄汁>苹果汁，对同学们日常选用果汁提供一定的参考价值，身体需要补充维生素C时，橙汁是最佳的选择。
　　3.学生经过一步步探究实验，收获的不仅仅是实验结果，而在于探究的过程，同学们在围绕设计解决实验方案的过程中，教师只是起到引导作用，转变了传统的单纯接受式的学习方式，学生的学习主体地位得到凸现，整个探究过程体现了学生对知识主动探求的学习态度和方式，也掌握了科学探究的一般方法。
　　参考文献
　　[1]张歆皓，高竹婷，王卫东，等.果汁中维生素C含量的测定及其稳定性研究[J].内蒙古民族大学学报，2018，33（3）：213-218.
　　[2]郑集，陈钧辉，普通生物化学（第三版）[M].北京：高等教育出版社.1998：236-239. 　　[3]葉德华，穆维松，史岩，等.我国城镇居民果汁饮料消费行为及品牌特征分析[J].莱阳农学院学报，2005，22（4）：318-321.
　　[4]李书静，李可，姚新建，等.2，6-二氯靛酚钠测定果汁饮料中维生素C[J].光谱实验室，2011，28（5）：2391-2394.
　　Experimental Study on the Determination of Vitamin C Content in Commercial Juice
　　LI Yan-min，XIE Zhi-qiang
　　（Beijing Vocational College of Health，Beijing 100053，China）
　　 Abstract：To determine the vitamin C content in commercial juice，this paper explores and develops an experiment which is not only in line with the new curriculum concept，but also close to the students' life and has strong operability.The principle is that the content of vitamin C in juice can be determined by direct iodometric method.Vitamin C in juice can undergo redox reaction with I2，and with starch used as an indicator，when the iodine titration solution is slightly excessive，the solution appears blue.At the end of titration，the content of vitamin C in juice is calculated according to the amount of iodine titration solution.
　　 Key words：experimental teaching study;vitamin C;content determination;iodometric method
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