vitaminpille - martin theill johansen

Ascorbinsyre
- indholdet i en C-vitaminpille -
© Martin Johansen – 3.u
Teknisk Gymnasium Viby
Rapporten afleveret d. 14. marts 2003

© Martin Johansen
3.u – Teknisk Gymnasium Viby
Formål:
Ved en potentiometrisk titrering skal indholdet af ascorbinsyre bestemmes C-vitaminpiller og
sa mmenholdes med det deklarerede indhold.
Teori:
Ascorbinsyre er C-vitamin – hvilket er essentielt for kroppen. Det bruges især til dannelsen af
collagen (hvilket er en speciel proteinstruktur) i bindevæv primært i negle og muskler. Det er denne
type proteiner som gør, at disse vævstyper er meget hårdføre og har en stor strækstyrke.
C-vitamin er vandopløseligt og det daglige behov er ret stort – ca. 75 mg 1 . Ascorbinsyre findes
primært i citrusfrugter samt diverse grøntsager og frugter. Ascorbinsyre er også et E-nummer
(E300); I levnedsmiddelindustrien anvendes det blandt andet som næringsstof, antioxidant,
surhedsregulerende middel eller som et melbehandlingsmiddel.
Molekyleformlen er C6H8O6 og den kemiske struktur ser således ud:
Selve indholdet af ascorbinsyre bestemmes med en potentiometrisk titrering med NaOH.
Undervejs noteres løbende den pH ændring som sker med tilsætningen af NaOH – for således at
kan optegne titreringskurven.
Det som sker ved tilsætning af natriumhydroxid er følgende:
CHO (aq) + OH (aq) → CHO (aq) + HO (l)
- -
6 8 6 6 7 6 2
Ascorbinsyren (svag syre) omdannes til ascorbat (svag base)
Syrens styrkeeksponent (pKs) er 4,1 – og basens styrkeeksponent (pKB)er derfor 9,9 (pKs + pKB = 14)
I kolben har vi et puffersystem indtil ækvivalenspunktet nås – indtil da er OH - tilsat i underskud og
opløsningen indeholder både ascorbinsyre og ascorbat; som er et korresponderende syre-base par.
1 Kilde: Gads Fagleksikon Kemi s. 182
Kemi Side 1 af 4
Ascorbinsyreindholdet i C-vitaminpiller

© Martin Johansen
3.u – Teknisk Gymnasium Viby
Forsøgsbeskrivelse og anvendte materialer:
Se vedlagte øvelsesvejledning – bilag 1.
Helt kort og groft skitseret lavede vi følgende:
1 pille (vægt 0,63 gram – hvilket er irrelevant) opløst i 30 mL vand.
Anvendelse af 0,1M NaOH
Der noteres pH-værdier for hver 1 mL NaOH tilsat – ca. indtil ækvivalenspkt. Hvorefter en meget
mere detaljeret pH-værdi notering foretages
Resultater:
Dataresultaterne fra titreringen kan ses i bilag 2. Opmålingerne indsat i et koordinatsystem giver
os en titreringskurve:
Større udgave ses i bilag 3.
pH
12
10
8
6
4
2
0
Ascorbinsyre titrering
0 5 10 15 20 25 30 35
mL NaOH (C=0,1M)
Kemi Side 2 af 4
Ascorbinsyreindholdet i C-vitaminpiller

© Martin Johansen
3.u – Teknisk Gymnasium Viby
Resultatbearbejdning:
1. Titreringskurven kan ses på foregående side samt i bilag 3.
2. Beregning af pH i ækvivalenspunktet og sammenligning af denne med kurven.
Ved ækvivalenspunktet er der ikke mere ascorbinsyre og beregningen af pH sker på følgende måde
(beregning af pH ved opløsning af svag base):
Tilsat volumen ved ækvivalenspkt. er 27,8 mL (ud fra resultaterne, idet dette område er her hvor
pH stiger mest) – det totale volumen er 57,8 mL, idet vi opløste pillen i 30 mL dem. vand.
Ved ækv: n = n
-
OH
- -
OH CHO 6 7 6
n = n = C × V = 0, 1M × 0,0278 L = 0,00278 mol
NaOH NaOH NaOH
n 0,00278 mol
B
C = = = 0,048 M
B
V 0,0578 L
total
pOH = ½(pK - logC ) , pOH + pH = 14
⇕
B B
pH = 14 - ½(pK - logC ) = 14 - ½(9,9 - log(0,048M) = 8,39
B B
pH er hvis der kigges på tabellen i bilag 2/kurven ca. 8,7 (bestemt på klassen). Dette er en relativt
stor afvigelse fra det udregnede, men dette kan skyldes fejlkilder! (Se afsnittet ”diskussion og
vurdering”)
3 & 4. Aflæsning af pKs og sammenligning af denne med tabelværdi:
Tabelværdien er 4,1.
På grafen (bilag 3) kan pKs værdien aflæses ved, at man på x-aksen indlægger pct. base(form).
Ved ækvivalenspkt. er 100% på baseform – ved ½ækvivalenspkt. er 50% på baseform (altså er
stofmængden af base lig stofmængden af syre)
Jeg vil nu påstå at ved ½Vækvivalenspkt. er pH = pKs og det gør jeg med udgangspunkt i pufferligningen:
- [ AC
]
⎛ ⎞
⎛ n -
A ⎞ C
⎜ ⎟ ⇔
⎜ ⎟
⎝[ HAC] ⎠ ⎝nHA C ⎠
pH = pK + log pH = pK + log
S S
(Idet n = C × V (volumet er ens for både tæller og nævner og udgår derfor))
Kemi Side 3 af 4
Ascorbinsyreindholdet i C-vitaminpiller

© Martin Johansen
3.u – Teknisk Gymnasium Viby
Når mol syre er lig mol base kan molbrøken i bufferligningen erstattes med 1 – og med lidt
kendskab til logaritmen så vides det at log(1) = 0.
Så det vil altså sige, at når -
baseform) - så er pH = pKs.
n = n - hvilket jo er opfyldt ved ½ækvivalenspunkt (50%
AC
HAC
Ved aflæsning på grafen ses, at pKs er ca. 4,1 (volumen ved ½ækvivalenspunkt er 13,9 mL) – hvilket
jo stemmer meget godt stemmer overens med Ascorbins styrkekonstant som er 4,1
5. Beregn stofmængden i pillen og C-vitaminindholdet i mg – sammenligning med producentens
angivelse:
n = n = C × V = 0, 1M × 0,0278 L = 0,00278 mol
-
OH NaOH NaOH NaOH
[ ]
Ved ækvivalenspkt.: CHO = ⎡⎣OH ⎤⎦ ⇔ n = n
-
6 8 6 CHO 6 8 6
-
OH
g
m CHO = M 6 8 6 CHO × n 6 8 6 CHO = 176,124 × 0,00278 mol = 0,4896 g 489,6 mg
6 8 6
mol
⇔
Kemi Side 4 af 4
Ascorbinsyreindholdet i C-vitaminpiller

© Martin Johansen
3.u – Teknisk Gymnasium Viby
Diskussion og fejlkilder:
Ifølge producenten, Matas A/S, så er der 500 mg ascorbinsyre pr. pille – vores afvigelse er dermed
relativ lav:
målt-tabelværdi
489,9mg-500mg
Afvigelses% = × 100% = × 100% = -2,08%
tabelværdi 500mg
Afvigelsen kan skyldes følgende:
Konklusion:
Aflæsningsvanskeligheder (på buretten)
Måleusikkerheder på pH-meteret
Uopløst ascorbinsyre i glasset
At der ikke er 500 mg ascorbinsyre i C-vitaminpillerne fra Matas
Formålet med forsøget var at bestemme indholdet af ascorbinsyre i en C-vitaminpille ved en
potentiometrisk titrering og sammenholde resultatet med det deklarerede på emballagen.
Ydermere skulle adskillige spørgsmål besvares – hvilket er gjort under resultatberegningen.
Indholdet af ascorbinsyre i en pille blev analyseret til at være 489,9 mg – hvilket er en afvigelse på
~2,1% i forhold til de 500 mg som er deklareret.
Vi har dermed fået opfyldt vores formål med forsøget – og endda meget tilfredsstillende!
Kemi Side 5 af 4
Ascorbinsyreindholdet i C-vitaminpiller

© Martin Johansen
3.u – Teknisk Gymnasium Viby
Bilag 2 – dataresultater fra titrering
mL NaOH pH
0 2,66
2,2 3,12
3 3,23
4 3,36
5 3,48
6 3,57
7 3,65
8 3,78
9,1 3,81
10 3,87
11 3,94
12 4
13,1 4,07
14 4,12
15 4,19
16 4,25
17 4,32
18 4,39
19 4,46
20 4,58
21,1 4,62
22 4,7
22,5 4,76
23 4,81
23,5 4,87
24 4,94
24,5 5,01
25 fejl
mL NaOH pH
25,5 5,1
26 5,33
26,5 5,5
27 5,79
27,5 6,42
27,55 6,57
27,58 6,76
27,6 6,96
27,65 7,21
27,68 7,52
27,7 7,86
27,75 8,18
27,8 8,42 *
27,9 8,98 *
28 9,02
28,1 9,17
28,15 9,32
28,21 9,45
28,4 9,59
28,5 9,66
28,6 9,74
28,5 9,8
28,8 9,87
28,9 9,95
29,2 10,1
29,5 10,22
30 10,38
* ækvivalenspunktet ligger her omkring – det ses ved en forholdsvis stor pH stigning!
Kemi Side 6 af 4
Ascorbinsyreindholdet i C-vitaminpiller

© Martin Johansen
3.u – Teknisk Gymnasium Viby
Kemi Side 7 af 4
Ascorbinsyreindholdet i C-vitaminpiller