氫氧化鈉濃度對維生素C直接碘量法測量實驗影響的研究*

李金桃 杜凱欣 陳健輝

（廣州大學生命科學學院 廣東廣州 510006）

人教版生物7年級下冊第2 章第1 節(jié)“食物中的營養(yǎng)物質”，以“長時間無法攝入維生素C 的水手患壞血病，從而發(fā)現(xiàn)維生素C”的故事引入維生素的作用。在北師大版生物7年級下冊第8 章第1 節(jié)中，教材設計了維生素C 的檢測實驗，以及探究食物中的營養(yǎng)成分的實驗活動。雖然教材中對于食物中維生素的探究活動難度降低了，只提及可利用直接碘量法原理測定維生素C 的存在，但有條件的學校可深入開展食物中維生素C含量的測定實驗，培養(yǎng)學生設計實驗、關注維生素C在不同種類水果的含量差異。

維生素C 是一種多羥基化合物，由于很容易解離出H+，又稱為抗環(huán)血酸。維生素C 可溶于水，普遍存在人體內，可通過攝食水果補充維生素C，維生素C 在人體內具有很強的抗氧化能力，能消除自由基、促進膠原合成，因此，體內維生素不足，會引起壞血癥［1］。維生素C 具有很強的還原性，暴露在空氣中很容易被氧化為脫氫維生素C，利用碘能將維生素C 氧化為脫氫維生素C，甚至繼續(xù)氧化生成二酮古樂糖酸（C6H8O7）。在酸性溶液中，碘不易被氧化［2］，且碘能與淀粉起顏色反應，碘遇淀粉變藍；而維生素C 不與淀粉反應，淀粉作為滴定終點指示劑，其滴定反應式為：C6H8O6+3I2＝C6H6O6+2HI。直接碘量法操作簡單、試劑易得，有良好的效果［3］，因此利用直接碘量法測定維生素C 是中學開展相關實驗的好方法。

但在操作過程中也會發(fā)現(xiàn)：由于使用NaOH濃度及用量的不同，導致實驗結果有差異。為此，本研究利用直接碘量法的原理，設計在其他條件不變的情況下，探究維生素C 在滴加不同濃度的NaOH 溶液下，耗碘量的變化。

1 實驗試劑

1%碘-碘化鉀液、1%淀粉液、1 mg／mL 維生素C、100 mg／mL 氫氧化鈉溶液。

2 實驗結果與分析

配制濃度為100 mg／mL 的NaOH 溶液作為母液，分別配制濃度為5 mg／mL、7.5 mg／mL、10 mg／mL、20 mg／mL、30 mg／mL、40 mg／mL、50 mg／mL、60 mg／mL、70 mg／mL、80 mg／mL、90 mg／mL、100 mg／mL 的NaOH 溶液。

取2 mL 1 mg／mL 的維生素C 液于試管中，滴加5 滴1%淀粉液（滴管出口大小為20 滴／mL，下同），搖勻，滴入5 滴上述不同濃度的NaOH 溶液（編號為1～12），搖勻。邊用碘液滴定邊搖晃試管，直至溶液變藍維持30 s 不褪色，記錄耗碘量。重復5 次實驗。數(shù)據(jù)如表1、圖1。

表1 滴加不同濃度NaOH 溶液的耗碘量

圖1 滴加不同濃度NaOH 溶液的耗碘量折線圖

由圖1可知，1～4 號的耗碘量曲線趨勢平緩，平均耗碘量是0.76 mL，方差S2=0.003，說明NaOH溶液濃度為5 mg／mL、7.5 mg／mL、10 mg／mL、20 mg／mL 4 種濃度時，所滴加的NaOH 量對碘的消耗微乎其微，可忽略不計，此5～20 mg／mL 濃度范圍的NaOH 對直接碘量法測量維生素C 含量的實驗影響較小。滴加碘液后，碘先與維生素C 反應生成脫氫維生素C，待試管中維生素C 反應完后，再滴加稍過量的碘液，碘即與淀粉發(fā)生顯色反應。

當NaOH 溶液濃度為30 mg／mL 時，耗碘量為1.18 mL，比4 號濃度20 mg／mL 耗碘量增多，并且在5～12 號中，隨著NaOH 溶液濃度呈梯度增加，耗碘量也增加，通過Excel 計算，線性回歸方程為y=0.3819x+0.6964，R2=0.985，說明實驗5～12號的數(shù)據(jù)符合線性相關關系。由此可得結論，在NaOH 溶液濃度為30 mg／mL 以上時，NaOH 與碘發(fā)生反應，反應式為：

6NaOH+3I2=5NaI+NaIO3+3H2O

滴加碘液后，碘與NaOH 反應生成碘化鈉和碘酸鈉，消耗部分碘液，碘再與維生素C 反應生成脫氫維生素C，直至溶液中NaOH 和維生素C被完全反應，再滴加的碘液與淀粉發(fā)生顯色反應。從濃度30 mg／mL NaOH 溶液開始，隨著NaOH 溶液濃度越來越高，NaOH 與碘發(fā)生反應，整個實驗消耗碘量越來越多，呈正比例關系。

3 小結

利用直接碘量法，研究NaOH 溶液的濃度、滴加的量對測定維生素C 的影響說明：低濃度的NaOH 溶液對碘的影響較小，可忽略不計；當NaOH溶液濃度為30 g／mL 時，隨著NaOH 溶液濃度升高，NaOH 會與碘發(fā)生反應，消耗碘量越多。因此，用直接碘量法測定果蔬中維生素C 含量，NaOH溶液應該使用5～20 mg／mL 范圍內的濃度為宜；維生素C 應當保存在低溫、避光條件下，碘液應保存在棕色瓶中、常溫保存。