Определение витамина С в условиях школьной лаборатории

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 23

ИМЕНИ С.В. ДОБРИНА ГОРОДА ЛИПЕЦКА

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

ВИТАМИН С

Автор:

Арнаутова Наталья Сергеевна,

9Б класс

Научный руководитель:

Грацианова Елена Александровна,

учитель химии

Липецк 2013

Оглавление

Страницы

Введение

3

1. Теоретическая часть

4

1. Наука о витаминах

4

2. Практическая часть

5

2.1. Методика определения и расчета количества аскорбиновой кислоты

5

2.2. Влияние различных факторов на стабильность аскорбиновой кислоты

6

2.2.1. Исследование стабильности витамина С при разной температуре

6

2.2.2. Определение витамина С в свежевыжатых соках.

7

2.2.3. Исследование содержания витамина С в апельсиновых соках разного приготовления

7

2.2.4. Исследование зависимости стабильности витамина С от присутствия солей железа

8

Выводы

9

Библиографический список

10

Приложения

11

Введение.

Актуальность выбранной темы заключается в возросшем уровне заболеваемости вирусными инфекциями, а также огромной ролью витаминных комплексов в стимуляции иммунной системы человека и снижении уровня заболеваемости.

Объект исследования - соки, содержащие витамин С, приготовленные различными способами.

Цель работы - изучить влияние внешних факторов на стабильность витамина С.

Задачи: 1) выявление роли витамина С на организм человека; 2) изучение методик определения витаминов в продуктах питания на примере витамина С; 3) проведение необходимых практических исследований для определения устойчивости витамина С;

4) обработка результатов практического этапа исследования.

Методы и приемы исследования: 1) изучение специальной литературы позволило выявить значение витамина С для организма человека; 2) использование метода титрования позволило установить факторы, влияющие на стабильность витамина С в продуктах питания.

1. Теоретическая часть.

   1. Наука о витаминах.

Учение о витаминах - витаминология - в настоящее время выделено в самостоятельную науку. Экспериментальное обоснование и научно-теоретическое обобщение многовекового практического опыта впервые стали возможны благодаря исследованиям русского учёного Николая Ивановича Лунина, изучавшего в лаборатории Г. А. Бунге роль минеральных веществ в питании.

В настоящее время известно около 20 различных витаминов. В подавляющем большинстве случаев установлена и их химическая структура; это дало возможность организовать промышленное производство витаминов не только путём переработки продуктов, в которых они содержатся в готовом виде, но и искусственно, путём их химического синтеза.

Витамины (от лат. Vita - жизнь + амины ) - группа низкомолекулярных органических химических веществ различной структуры, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма. Витамины являются веществами, абсолютно необходимыми для нормального протекания процессов обмена веществ в организме. Состояние недостаточности витаминов (одного или нескольких) носит название Авитаминоз, и характеризуется глубоким нарушением обмена веществ в организме. Организм человека не способен синтезировать витамины (за исключением никотиновой кислоты). Основным источником витаминов для человека являются пищевые продукты; часть витаминов синтезируется микрофлорой кишечника.

Различают две основные группы витаминов:

1. Водорастворимые витамины - представляют собой группу химических веществ хорошо растворяющихся в воде. К этой группе относятся все витамины группы В, витамин С.

2. Жирорастворимые витамины нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в жирах и других неполярных растворителя. К этой группе витаминов относятся витамины А, D, E.

Витамин С (аскорбиновая кислота) относится к водорастворимым витаминам. Он повышает защитные силы организма, ограничивает возможность заболеваний дыхательных путей, улучшает эластичность сосудов (нормализует проницаемость капилляров). Витамин оказывает благоприятное действие на функции центральной нервной системы, стимулирует деятельность эндокринных желёз, препятствует образованию канцерогенов.

Витамин С в достаточно больших количествах содержится в свежих растениях: шиповнике, чёрной смородине, рябине, облепихе, цитрусовых плодах, красном перце, хрене, петрушке, зелёном луке. При хранении овощей, фруктов и ягод содержание витамина С быстро уменьшается. Суточная доза витамина С необходимая взрослому человеку содержится в 30 г черной смородины или 10 г шиповника.

II. Практическая часть.

Определение устойчивости витамина С к внешним факторам проводилась для определения влияния: 1) различных температур; 2) различных способов приготовления; 3) присутствия солей тяжелых металлов; 4) в различных соках.

1. Методика определения и расчета количества аскорбиновой кислоты.

Структурная формула аскорбиновой кислоты.

В молекуле витамина С нет карбоксильной группы (-СООН) - носителя кислотных свойств в органической химии. Кислотные свойства этого вещества обусловлены лёгкой подвижностью водорода у третьего углеродного атома.

При определении витамина С можно воспользоваться легкой окисляемостью этого вещества. Аскорбиновая кислота крайне легко окисляется, даже кислородом воздуха. Именно поэтому витамин С так быстро разрушается, особенно при контакте с металлами, которые катализируют процесс окисления. При окислении аскорбиновая кислота переходит в дегидроаскорбиновую кислоту, которая уже не проявляет витаминных свойств. В качестве окислителя в данном методе используется элементарный йод (I₂), который количественно переводит аскорбиновую кислоту в дегидроаскорбиновую, при этом образуется йодоводородная кислота. Схема реакции:

С₆Н₄0₂(ОН)₄ + I₂ = C₆H₄O₄(OH)₂ + 2HI.

Методика выполнения.

Реактивы, необходимые для проведения исследования: раствор йода 0,125 % для титрования. Готовят разведением аптечной йодной настойки в 40 раз. 1 мл такого раствора соответствует 0,875 мг аскорбиновой кислоты. Коллоидный раствор крахмала (индикатор). Готовят разведением 1 г крахмала в небольшом количестве холодной воды. Смесь выливают в 1/2 стакана горячей воды и перемешивают. Такой раствор годен в течение недели. Соляная кислота 10%. Кислота необходима для замедления процесса окисления витамина С кислородом воздуха.

Оборудование: химические стаканы, коническая колба, штатив, бюретка, ступка с пестиком, весы и гири.

Ход определения: прежде чем приступить к анализу сока, провели титрование раствора с известной концентрацией аскорбиновой кислоты. Для этого использовали аскорбиновую кислоту в таблетках, которую продают в аптеках. Одна таблетка содержит 0,1 г чистого витамина. Её растворили в дистиллированной воде в мерной колбе на 500 мл, тщательно перемешали раствор и отобрали из него пипеткой 25 мл в колбу для титрования. В этом количестве раствора аскорбиновой кислоты в 20 раз меньше, чем в таблетке. Добавили к нему 8 - 10 капель раствора крахмала и осторожно, по каплям, титровали разбавленным раствором йода, постоянно взбалтывая содержимое. Внимательно следили за цветом раствора. Как только вся аскорбиновая кислота прореагировала с йодом, следующая же его капля окрасила раствор в синий цвет. Титрование вели до появления устойчивого синего окрашивания.

объем раствора, израсходованного на титрование, мл

расчет массы витамина

погрешность при проведении анализа

6

m (витамина) = V*0,875 = 5,25мг;

m (витамина) _общая = 5,25*20 = 105 мг

5 %

Расчет результатов:

Количество витамина С в пробе (мг) находят по формуле:

m (витамина) = V*0,875

2.2. Влияние различных факторов на стабильность аскорбиновой кислоты.

2.2.1. Исследование стабильности витамина С при разной температуре.

Цель: исследовать зависимость стабильности от температуры. Ожидаемые результаты исследования: при повышении температуры содержание витамина С уменьшается, так как температура способствует его окислению. Ход работы: для работы приготовили свежевыжатый сок. Измерили температуру сока при комнатной температуре, затем два образца нагрели на водяной бане до температуры 50 и 70^о С соответственно. Все эти растворы оттитровываем по описанной методике.

Результаты представлены в таблице и на диаграмме (Приложение 1).

температура исследуемого сока, ^оС

объем раствора, израсходованного на титрование, мл

масса витамина, мг на 100 мл продукта

18

6

22

50

4

15

70

3

10

Вывод: при повышении температуры содержание витамина С уменьшается, полезнее есть свежие овощи и фрукты, не подвергая их тепловой обработке.

2.2.2. Определение витамина С в свежевыжатых соках.

Цель работы: показать, что в разных овощах и фруктах содержится разное количество витаминов. Ожидаемые результаты исследования: витамина С больше содержится в желтых овощах и фруктах, он очень хорошо сохраняется в свежей и квашеной капусте (по научным данным).

Выполнение работы. Для работы были приготовлены следующие соки: капустный, апельсиновый, картофельный. Содержание витамина С в них определялось по методике, описанной выше. Результаты представлены в таблице и на диаграмме (Приложение 2).

свежевыжатый сок

объем раствора, израсходованного на титрование, мл

масса витамина, мг на 100 мл продукта

капустный

9

33

апельсиновый

6

22

картофельный

2

7

Выводы. Из представленных продуктов витамина С больше содержится в жёлтых овощах и фруктах. Так как эксперимент проводился в осеннее время (ноябрь), то фрукты и овощи использовались после длительного хранения, поэтому наиболее высокое содержание витамина С в капустном соке, где он лучше сохраняется.

2.2.3. Исследование содержания витамина С в апельсиновых соках разного приготовления.

Цель: исследовать зависимость содержания витамина С в апельсиновых соках от способа их приготовления. Ожидаемые результаты исследования: разные способы приготовления соков приведут к разному содержанию витамина С.

Ход работы: приготовим свежевыжатый сок и возьмем готовые соки, оттитруем их по описанной методике. Результаты представлены в таблице и на диаграмме (Приложение 3).

сок

объем раствора, израсходованного на титрование, мл

масса витамина, мг на 100 мл продукта

свежевыжатый

6

22

«Рич»

3

11

«Добрый»

1,5

4

«Фруктовый сад»

0,8

2

«Моя семья»

2

6

«Тонус»

3

10

Вывод: содержание витамина С в соках зависит от способа их приготовления, больше всего витамина С содержится в свежевыжатом соке.

2.2.4. Исследование зависимости стабильности витамина С от присутствия солей железа.

Цель работы: исследовать зависимость стабильности витамина С от присутствия солей железа. Ожидаемые результаты исследования: в присутствии солей железа и увеличении их концентрации содержание витамина С уменьшается, так как ионы железа способствуют его окислению. Ход работы: для работы приготовили раствор аскорбиновой кислоты определенной концентрации, затем в несколько образцов этой кислоты добавили раствор сульфата железа (III) разной концентрации. Все эти растворы (их объемы одинаковы) оттитровываем по описанной методике.

Результаты представлены в таблице и на диаграмме (Приложение 4).

исследуемый раствор с добавлением ионов железа

(концентрация железа в моль/л)

объем раствора, израсходованного на титрование, мл

масса витамина, мг на 100 мл продукта

свежевыжатый

6

22

5*10 ^-6

3

9

10*10 ^-6

2

6

22,5*10 ^-6

1

3

Вывод: При увеличении концентрации солей железа содержание в растворе витамина С уменьшается, при хранении свежих овощей и фруктов не следует использовать металлические емкости. Повышенное содержание тяжелых металлов приводит к ухудшению качества овощей и фруктов, а следовательно вредно для человека.

Выводы:

При увеличении концентрации солей железа содержание в растворе витамина С уменьшается, при хранении свежих овощей и фруктов не следует использовать металлические ёмкости. Повышенное содержание тяжелых металлов приводит к ухудшению качества овощей и фруктов, а, следовательно, вредно для человека.

Результатами нашей научной работы является:

1. Подробное изучение предлагаемой литературы и детальное рассмотрение каждого из витаминов в отдельности: история открытия витамина, его химическое строение, значение в жизни человека, а также основные источники рассматриваемого витамина.

2. Изучение необходимых норм витаминов для нормальной жизнедеятельности организма человека: суточная потребность в витаминах, основные признаки недостаточности их в организме человека, детальное рассмотрение основных болезней, обусловленных витаминной недостаточностью.

3. Проведение экспериментальных исследований витаминов, на примере аскорбиновой кислоты: определение витамина С в свежевыжатых соках, исследование стабильности витамина С при разной температуре, а также исследование содержания аскорбиновой кислоты в апельсиновых соках различного приготовления.

Библиографический список.

1. Мильская А.Д. Исцеляющие продукты. М. ЮНИТИ. 2005.

2. Губергриц А.Я. Лечебное питание М. Изд. «Норма». 2009.

3. Вишнёв В.Н. Гиповитаминоз - профилактика и лечение. Самара. 2011.

4. Интернет - ресурсы med.help.info

5. Башарова Н. Первая медицинская помощь для детей. Справочник для всей семьи. М. Изд «Экопресс», 2011. С.298.

Приложение 1.

Исследование стабильности витамина С при разной температуре (18, 50, 70 ^оС)

Приложение 2.

Определение витамина С в свежевыжатых соках

Приложение 3

Исследование содержания витамина С в апельсиновых соках разного приготовления

Приложение 4

Исследование зависимости стабильности витамина С от присутствия солей железа (при концентрации железа 0, 5*10 ^-6, 10*10 ^-6, 22, 5*10 ^-6 моль/литр)