恒电流库仑法测定维生素C药片中的抗坏血酸含量

1、恒电流库仑法测定维生素C片和中药片中抗坏血酸的含量匡明森(16327048)*(中山大学化学学院，广州，中国，510275)。在这个实验中，根据确定的电化学反应，获得了一定的定量关系。用恒电流库仑法测定片剂中抗坏血酸的含量。以等体积的冰醋酸和0.3摩尔-1溴化钾混合溶液为电解质，进行了阳极产生的Br2与抗坏血酸的氧化还原反应。基于这一定量反应，用恒电流库仑法测定抗坏血酸的量。结果表明，片剂中抗坏血酸含量和相对平均偏差分别为849.6mgg-1和0.38%。该方法可直接用于维生素C片和其他样品中抗坏血酸的测定。该方法简便、快速、灵敏，结果令人满意。抗坏血酸；库仑滴定法；维生素C；双铂指示电极；安

2、培法；1引言维生素C(抗坏血酸)，又称左旋抗坏血酸，是一种水溶性维生素，缺乏这种维生素C容易导致败血症。维生素C很容易被空气中的氧气氧化。在新鲜的蔬菜和水果中，如卷心菜、菠菜、西兰花等蔬菜，以及柑橘、哈密瓜、芒果、柠檬等水果中，稀有的玫瑰果、卡卡杜李、西印度樱桃、酸枣等的含量尤为丰富。抗坏血酸是维生素C的主要成分，具有重要的生理作用，可以促进胶原蛋白的生物合成，促进组织伤口的愈合。促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢，延长身体寿命；提高铁、钙和叶酸的利用率；改善脂肪和脂类的替代，尤其是胆固醇，可以预防心血管疾病；促进牙齿和骨骼的生长，防止牙龈出血；增强肌体抗应激能力和对外界环境的免疫力。大多数动物

3、可以自己合成维生素C，但人类、猿类等除外。不能将葡萄糖转化为维生素C，因为他们体内缺乏必需的古龙酸氧化酶，需要食物来满足他们的需要。因此，维生素c是参与人体生理代谢不可缺少的有机化合物。缺乏维生素C会导致坏血病，损害人体健康。维生素C对心血管疾病、肿瘤、感染和炎症、糖尿病等有一定的作用。然而，过量摄入维生素C也会对人体产生副作用。检测维生素c的常用方法主要有滴定法(如2，6-二氯靛酚滴定法和碘量法)、比色法、分光光度法、荧光分析法、化学发光法、流动注射法、电化学分析法和色谱法。测定蔬菜、水果及其制品中总抗坏血酸的国家标准(GB/T 5009.86-2016)是高效液相色谱法、荧光法和2，6-二

4、氯靛酚滴定法。库仑滴定是一种基于控制电流电解过程的库仑分析方法，是电化学分析的一个重要分支，具有较高的灵敏度、精密度和准确度，适用于痕量甚至痕量物质的准确测定。该方法比一般滴定分析具有更明显的优势。库仑滴定法采用电位或电流法来指示终点，可以减少一般容量分析中用指示剂变色法测定终点时的终点观察误差，提高准确度，特别适用于有色溶液和混浊溶液的测定。此外，库仑法不需要配制和校准标准溶液，而是直接使用电解质进行滴定，通过准确测量电量得到分析结果，因此具有快速、灵敏、精度高、易于实现自动化操作的特点，适用于各种容量分析中的滴定。滴定反应的终点可以通过以下方法判断：1 .化学指示剂法：只要系统合适，容量分

5、析中使用的化学指示剂仍可使用。2.电位法：将指示电极和参比电极插入电解槽中，终点由滴定过程中电极电位的突然跃变来指示。3.双铂指示电极安培法：在样品中插入一对微小电压的铂电极该反应包括：该反应可以快速定量地进行，因此Br2可以通过电解产生以“滴定”抗坏血酸。本实验以KBr为电解液电解Br2。电极反应如下：阳极：2Br=2e Br2阴极：2H 2e=H2 g。用双铂指示电极安培法测定滴定终点。实际测试装置如下图所示：图1在库仑滴定装置的终点之前，电解产生的Br2立即被抗坏血酸还原为Br离子，因此溶液没有形成Br2/Br的电对。没有电流流过指示电极(只有少量剩余电流)，但是当到达终点时，有过量的B

6、r2形成Br2/Br可逆电对，这使得电流表的指针明显偏转，表明终点达到7。根据法拉第定律：m=Q m:被滴定的抗坏血酸的质量，毫克；问：电极反应消耗的电量(本仪器显示的电量为毫安)；m:抗坏血酸的摩尔质量(176.1克摩尔-1)；f:法拉第常数，其值为96485 cmol-1；n:电极反应的电子转移数。2实验部分2.1实验仪器和试剂2.1.1实验仪器KLT-1万能库仑计、磁力搅拌器、超声波清洗机、500升微量移液管和电解池装置包括：双铂工作电极和双铂指示电极。2.1.2实验试剂电解液：冰醋酸与0.3毫升1kbr溶液等体积混合(各35毫升)。样品溶液：在小烧杯中准确称量维生素c片，将其浸泡在少量

7、蒸馏水中一段时间，用玻璃棒小心捣碎，将溶液和少量不溶性辅料一起转移到50mL容量瓶中，用超声波清洗机溶解。溶解药片后，用蒸馏水将体积固定在刻度上。2.2实验过程2.2.1仪器调整(1)仪表板上的所有按钮弹出，并且“工作/停止”开关置于“停止”位置。(2)将“范围选择”转到10毫安，将“补偿极化电位”逆时针转到“0”，打开电源，预热10分钟。(3)指示电极电压调整：按“极化电位”键和“电流”及“向上”键调整“补偿极化电位”，使仪表指针摆动到20(此时，施加在指示电极上的电位为200毫伏)，然后“极化电位”键恢复并弹出。2.2.2电解池准备向清洁的电解池中加入70毫升电解液(使用量筒)，用滴管向电

8、解阴极管中注入足够的电解底液，滴管的体积不小于阴极管体积的2/3。红黑线与工作电极相连，红白线与指示电极相连，然后将电解槽放在搅拌器上。2.2.3由终点指示的底部液体状态被预设，以将“工作/停止”开关设置到“工作”位置。向电解槽中加入几滴抗坏血酸样品溶液，启动搅拌器，按下“开始”按钮，待电流计指针稳定后，再按下“电解”按钮。此时，电解开始，显示屏上显示增加的毫库仑数，直到红色指示灯亮，计数自动停止，表示滴定达到终点，仪表指针向右转动，表示有电流通过。此时，电解槽中几乎没有多余的Br2，形成Br2/Br可逆电对。这是终点指示的基本条件(滴定后，将储存相同的过量Br2)。2.2.4样品测定时，用微

9、量移液器向电解槽中加入500升样品溶液，并弹出“开始”键(此时数显表读数会自动归零)，然后按“开始”键，待电流计指针稳定后按“电解”键。此时，指示灯熄灭，电解开始，即库仑滴定开始，同时计数器开始同步计数。当电解接近终点时，指示电流上升，当达到一定值时，指示灯亮，计数器停止工作，即滴定终点到达。此时，显示表格中的值，即滴定终点消耗的毫库仑，并记录数据。几个拷贝的平行测定3实验结果3.1数据记录和结果计算表1。维生素C片中抗坏血酸含量的分析结果Vc片质量/克测定次数电耗/MC片抗坏血酸含量/mgg-1单次测定平均值相对平均偏差/% 0.1131 1 1058 853.7 849.6 0.38 2

10、1047 844.8 3 1054 850.4 3.2结论从表1中可以看出测定的相对平均偏差为0.38%，说明实验的精密度很好，重现性好并且实验过程耗时短，因此可以用库仑法测定抗坏血酸的含量。 考虑到抗坏血酸在片剂溶解和转移过程中可能被空气中的氧气氧化，可以推断维生素C片剂中抗坏血酸的含量应该略高于测量结果。4思考4.1电解液中KBr和冰醋酸的作用本实验以KBr为电解液，用电解产生的Br2测定抗坏血酸的含量。由于抗坏血酸在空气中很容易被氧气氧化，为了减缓抗坏血酸在空气中被氧气氧化的速度，整个测定过程应该保持溶液的酸性，而冰醋酸可以创造出所需的酸性环境。4.2如果使用的KBr被空气中的O2氧化，

11、会对测定结果产生什么影响？在实验过程中，如果部分KBr被空气中的氧气氧化，该部分产生的Br2会与抗坏血酸发生反应，这将降低电导率仪测量的功耗，使测定结果变小。为了防止KBr被氧化，可以在溶液中加入N2来消除氧气。4.3在电解过程中，从阴极连续沉淀的H2会如何影响电解液的酸碱度？由于电解过程中阴极产生H2，溶液中的氢含量会相对降低，溶液的酸碱度会升高。随着氢流量的增大，实验的精度会降低，误差会增大。4.4为什么电解电极的阴极要放在保护套内，而指示电极不需要将电解电极的阴极放在保护套内，以避免阳极氧化得到的Br2返回阴极放电，影响电流效率，给测量带来误差。由于加在指示电极两端的电压相对较低，Br2

12、/Br-的电位为1.066v，Br2不会在指示电极上放电，所以不需要加保护套。4.5如何确保本实验中库仑滴定的电流效率达到100%。根据本实验的原理，抗坏血酸的含量可以通过直接测量消耗的电量来间接测量。这要求电解中的电流效率必须达到100%，以确保测量的准确性，并且电流效率受到以下因素的影响：1。溶剂的电极反应；2.溶液中杂质的电解反应；3.水中的溶解氧；4.电解产品的反应；5.充电电容器。为了确保电解的电流效率达到100%，必须消除这些影响。具体措施如下：1 .可以更换溶剂并选择合适的溶剂；2.进行预电解是为了稳定电解液中的物质，而不影响测量；3.引入N2消除溶解氧；4.将电极与产生电解产品的电解液分开；5.使用辅助电极。此外，可以预先制备抗坏血酸标准溶液用于一次测量，然后通过计算可以判断电解的电流效率是否达到100%。1美国农业部食品成分数据库美国农业部农业再搜索服务。28 (2015) .2王