비타민C의 분석 실험

1. 실험 목적

2. 실험 원리

3. 실험 방법

4. 관찰

5. 실험 결과

6. 고찰

 

 

1. 실험 목적

산화-환원에 대한 개념을 이해하고 이 반응을 이용한 산화-환원 적정법에 대하여 알아보며, 미지의 시료 또는 비타민에 포함되어 있는 비타민C의 함량을 정량분석 하며 실제 비타민C의 음료와 어느 정도의 오차를 가지며 만약 실제보다 적다면, 실제 함유량에 도달하기 위해서는 어느 정도의 비타민C가 첨가되어야 하는지 정량 분석한다.

 

2. 실험 원리

*산화-환원의 정의

산화	환원
전자를 잃음	전자를 얻음

 

산화제: 자기 자신은 환원되며 동시에 남은 산화시키는 물질

환원제: 자기 자신은 산화되며 남은 환원시키는 물질

*비타민C:
비타민 C는 수용성 비타민으로, 우리 몸의 건강을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 대표적인 기능으로는 항산화 작용, 면역력 강화, 콜라젠 합성, 그리고 철분 흡수 촉진이 있습니다. 특히 피부 건강과 상처 회복, 감기 예방, 빈혈 예방 등에 효과적입니다.
우리 몸은 비타민 C를 스스로 만들 수 없기 때문에, 과일(특히 감귤류, 키위, 딸기)이나 채소(파프리카, 브로콜리 등)를 통해 매일 섭취하는 것이 중요합니다. 수용성이라 몸에 저장되지 않으므로 꾸준한 섭취가 필요하며, 일반적으로 하루 100mg 정도가 권장됩니다.

비타민C의 산화:C₆H₈O₆ → C₆H₆O₆ + 2H⁺ + 2e⁻ 
위에서 본 것처럼 비타민C는 수로와 전자를 잃으며 산화한다.


*비타민 c의 산화-환원 적정:

-아이오딘 적정법
 >아이오딘이 산화제로 작용하여 다른 물질을 산화시키고 자신이 환원된다.     이번 실험에는 비타민을 산화시킨다.
 >아이오딘은 승화성 물질임으로 적정시 승화에 주의한다.
 >아이오딘은 I-I 결합으로 전기적인 쌍극자 모멘트의 합이 0이므로 무극성 유기 용매에서 잘 녹는다. 그러므로 이번 실험에서는 KIO3를 이용하여 간접 적정한다.

 

3. 실험 방법

실험 준비물

 

실험 가구 : 뷰렛(50 mL), 삼각 플라스크(250 mL), 자석 교반기, 자석 교반바, 

실험 시약: 비타민 C가들어 있는 물질(각자가 준비해 올것), KI(고체), 1 M HCI 용액, 0.5% 전분 용액, 0.01 M KIO 3 용액,

증류수. 

 

실험 방법

 

1. 비타민 C 정제

 

1) 뷰렛에 0.01 M KIO 3 용액을 채운다.

2) 비타500 20ml를 삼각 플라스크에 넣고, 중류 수 50mL를 가한다.

3) 플라스크에 KI 1g을 넣고 플라스크를 흔들어서 KI를 완전히 녹인다.

4) 1M HCl 5mL와 0.5% 전분 용액 2~3mL를 가한 후, 플라스크를 흔들어 완전히 혼합시킨다.

5) 이제 아스코르브산 용액을 0.01 M KIO 3 용액으로 적정하게 된다. 적정하기 전에 뷰렛의 눈금을 읽어 기록한다.

6) KIO 3 용액을 서서히 가하여 종말점 근처에 도달하면 암청색이 나타난다. KIO 3을 가하면서 플라스크를 흔들어 주면 색이 없어지게 된다. 20초 이상 플라스크를 흔들어도 엄청나게 색이 유지되면 종말점에 도달한 것이다. 이때 뷰렛의 눈금을 기록한다.

7) 동일한 방법으로 두 번 더 실험한다. 

 

4. 관찰

용액이 종말점에 도달하니까 탁한 갈색으로 변했다.

 

5.결과

비타민C 적정에서 균형된 전체 반응식

반응식

이 반응식을 토대로 비타 500에 들어있는 비타민의 양을 알아보겠다.



일단 실험에서 0.01M KIO3을 22.2ml만큼 넣었더니 용액이 종말점에 이르렀다. 따라서 용액에 있던 비타민C의 몰수는 0.000666mol이다. 여기다가 비타민C의 몰 질량을 곱해주면 117mg이 나온다. 비타500 음료는 100ml에 비타민이 500mg 들어있으므로 20ml에는 100mg 들어있다. 따라서 실제값과 실험값 사이에 17mg만큼의 오차가 생겼다. 이러한 오차에 왜 생겼는지에 대해서 고찰에서 알아보자.

 

 

6. 고찰

우선 실제값보다 실험값이 더 크게 나왔다 즉 KIO3 용액이 적정량보다 더 많이 들어갔다는 것이다.



그렇다면 왜 이러한 종말점이 당령 점 이후에 나타난 걸까?

-전분 지시약의 변질:

전분이 변질되면 전분 분자가 부분적으로 가수분해되거나 구조가 변화해 요오드와 복합체 형성이 잘되지 않는다. 즉 감도가 떨어져 KIO3 용액을 적정량 보다 많게 넣어야지 색 변화가 관찰될 수 있다.



-전분 지시약을 필요 이상으로 사용함:

이 이유는 위의 이유와 밀접한 관련이 있다. 지시약이 변질됬기 때문에 더 많은 양을 넣어서 반응을 보이도록 보완했기 때문이다. 그 결과 전분이 요오드를 과도하게 흡착했고, 자유로운 I2가 아주 많지 않아서 색이 느리게 나타났다. 그에 따라 과잉 적정이 나타났다.