台南市第四十七屆中小學科學展覽會 作品說明書 類別 : 化學類科別 : 理化科組別 : 國中組作品名稱 : 酸度與維生素 C 的關係關鍵詞 : 水果中維生素 C 含量 酸鹼中和 編號 :
酸度與維生素 C 含量的關係摘要 維生素 C 藥罐紙上印有檸檬, 似乎代表維生素 C 含量和檸檬的酸度之間有某種關係存在 研究中, 以碘溶液為氧化劑, 澱粉為指示劑, 對含有維生素 C 之水果溶液進行滴定, 發現水果中維生素 C 的含量順序為 : 芭樂 > 木瓜 > 椪柑 > 檸檬 > 楊桃 > 柳丁 > 蕃茄 > 葡萄 > 蓮霧 再利用已知濃度的氫氧化鈉溶液當標準鹼液來對酸性水果溶液進行滴定, 發現水果中所含酸度大小依序為 : 檸檬 > 柳丁 > 椪柑 > 蓮霧 > 葡萄 > 木瓜 > 芭樂 > 楊桃 > 蕃茄 比較水果中維生素 C 含量與酸度大小, 可以得知維生素 C 含量和酸度沒有直接的關係 酸度最大的檸檬, 維生素 C 含量卻不是最多的 而維生素 C 含量最多的芭樂 木瓜, 其酸度卻不大 建議藥盒上的檸檬換成芭樂將會更貼切實際 壹 研究動機 維生素 C 藥罐紙上印有檸檬, 而檸檬很酸, 這使我懷疑是不是維生素 C 含量和酸度之間存在有某種的關係呢? 於是就開始動手進行實驗 貳 研究目的 一 測定數種水果間維生素 C 含量的大小關係 二 測定數種水果間酸度的大小關係 三 試著找出酸度的大小和維生素 C 含量間存在的關係 參 實驗原理 一 維生素 C 含量的測定 : 維生素 C 是一種己醣之衍生物其結構可分為氧化型和還原型, 一般所稱維生素 C 乃指還原型而言, 因其具有烯醇式的結構, 故易被氧化 本實驗以碘溶液為氧化劑, 澱粉為指示劑, 對含有維生素 C 之溶液進行滴定, 當碘溶液與維生素 C 反應後, 過多的碘溶液會使澱粉變成藍色, 由溶液顏色的改變, 可知已達滴定終點 碘溶液與維生素 C 之化學反應, 如下 : 1
二 酸度的測定 : 本實驗中, 我們將利用已知濃度的氫氧化鈉溶液當標準鹼液來對酸性溶液進行滴定, 藉廣用指示劑來得知滴定進行之情形, 當指示劑顏色轉變為綠色 (ph 7), 可知滴定已達終點 比較各酸液所用鹼液之量, 而知其間酸度的大小關係 肆 藥品和器材 碘溶液澱粉溶液氫氧化鈉溶液 (0.1M) 廣用指示劑廣用試紙數種水果 量筒 (10ml) 燒杯 (100ml,250ml) 錐形瓶 (50ml,100ml) 滴定管及滴定架試管水果刀 伍 藥品配製 一 澱粉指示劑 : 2 克可溶性澱粉和 0.01 克碘化汞, 加水使成糊狀, 倒入 1 公升沸水中煮沸幾分鐘, 直到溶液變成澄清為止 二 碘溶液 <500ml>: 加入約一 二片的碘固體, 加水 470ml 攪拌使溶解, 加約 3ml 的碘化鉀溶液幫助溶解 三 氫氧化鈉溶液 <0.1M>: 稱 1.2 克的氫氧化鈉固體, 加水攪拌使溶解, 並稀釋到 300ml 陸 實驗步驟 一 維生素 C 含量的測定 : ( 一 ) 數種水果外表洗淨, 切片 搗碎 擠汁 過濾 分別置於燒杯中, 並標上名稱 ( 二 ) 乾淨滴定管中注入約 25ml 碘溶液, 放掉一些碘溶液以趕走管中空氣泡, 並記下最初滴定管刻度 (V 1 ) ( 三 ) 用量筒取步驟 ( 一 ) 中之果汁液各 2ml, 分別置於錐形瓶中, 並加入幾滴澱粉溶液 ( 四 ) 以碘溶液滴定, 直到溶液呈藍色, 表示反應已達終點, 記下此時滴定管上之刻度 (V 2 ), 每一種果汁液均依此步驟進行滴定 ; 並記下數據 ( 五 ) 整理數據 2
數種水果 搗碎擠汁 搗碎擠汁 搗碎擠汁 以碘溶液滴定 以碘溶液滴定 二 酸度的測定 : ( 一 ) 乾淨滴定管中, 注入約 25ml 的 NaOH 溶液, 放掉一些 NaOH 溶液以趕走管中空氣泡, 並記下最初滴定管刻度 (K 1 ) ( 二 ) 取果汁液各 4ml, 分別置於錐形瓶中, 並加入幾滴廣用指示劑 ( 三 ) 以 NaOH 溶液滴定, 直到溶液變綠色 ( 因為果汁本身顏色的干擾, 故終點顏色為加成色 ), 表示反應已達終點, 記下此時滴定管上之刻度 (K 2 ), 每一種果汁液均依此步驟進行滴定 ; 並記下數據 3
( 四 ) 取果汁液各 1ml, 分別置於試管中, 並加入幾滴廣用指示劑, 觀察其所呈顏色, 比照 ph 值表, 估計其 ph 值 ( 五 ) 取廣用試紙沾果汁液製成表, 並比照 ph 值表, 估計其 ph 值 以 NaOH 溶液滴定 以 NaOH 溶液滴定 廣用試紙沾果汁液 沾果汁液製成表 4
柒 實驗結果 一 維生素 C 含量的測定 : ( 一 ) 實驗數據 果汁液 蓮霧 椪柑 蕃茄 楊桃 葡萄 柳丁 木瓜 芭樂 檸檬 體積 2ml 2ml 2ml 2ml 2ml 2ml 2ml 2ml 2ml 次數 一二一二一二一二一二一二一二一二一二 碘液 V 1 0.6 0.1 10.5 2.5 4.3 11.5 9.3 0.4 8.6 14.4 6.7 1.6 0.9 12.2 12.1 4.0 5.3 14.8 碘液 V 2 0.8 0.4 11.9 3.9 4.9 12.2 10.3 1.5 9.1 14.7 9.7 2.5 3.9 14.4 18.4 10.1 6.5 15.9 V 2 -V 1 0.2 0.3 1.4 1.4 0.6 0.7 1.0 1.1 0.5 0.3 1.0 0.9 2.0 2.2 6.3 6.1 1.2 1.1 V 2 -V 1 平均值 0.3 1.4 0.7 1.1 0.4 1.0 2.1 6.2 1.2 C 含量的測量結果 7 6 5 4 3 2 1 0 蓮霧椪柑蕃茄楊桃葡萄柳丁木瓜芭樂檸檬 ( 二 ) 實驗結果 滴定時, 所需之碘液量愈多, 則其維生素 C 含量愈多 故其維生素 C 含量依序為 : 芭樂 > 木瓜 > 椪柑 > 檸檬 > 楊桃 > 柳丁 > 蕃茄 > 葡萄 > 蓮霧 C 含量的測定結果 C 含量的測定結果 蓮霧椪柑蕃茄楊桃葡萄柳丁木瓜芭樂檸檬 5 No. 1
二 酸度的測定 : ( 一 ) 實驗數據 果汁液 蓮霧 椪柑 蕃茄 楊桃 葡萄 柳丁 木瓜 芭樂 檸檬 體積 4ml 4ml 4ml 4ml 4ml 4ml 4ml 4ml 4ml 次數 一二一二一二一二一二一二一二一二一二 NaOH 溶 6.4 9.2 22.1 2.3 9.4 12.8 14.8 8.2 16.1 0.0 11.3 5.1 19 11.7 20.5 17.5 5.0 0.0 液 K 1 NaOH 溶 9.0 11.6 24.8 5.1 10.3 13.7 15.8 9.2 18.2 2.3 14.6 8.2 20.3 12.8 21.7 18.5 31.4 26.6 液 K 2 K 2 -K 1 2.6 2.4 2.7 2.8 0.9 0.9 1.0 1.0 2.1 2.3 3.3 3.1 1.3 1.1 1.2 1.0 26.4 26.6 K 2 -K 1 平均值 2.5 2.8 0.9 1.0 2.2 3.2 1.2 1.1 26.5 酸度的測量結果 30 25 20 15 10 5 0 蓮霧椪柑蕃茄楊桃葡萄柳丁木瓜芭樂檸檬 ( 二 ) 實驗結果滴定時, 所需之 NaOH 溶液愈多, 則表示其酸度愈大 故其酸度大小依序為 : 檸檬 > 柳丁 > 椪柑 > 蓮霧 > 葡萄 > 木瓜 > 芭樂 > 楊桃 > 蕃茄 酸度的測定結果 酸度的測定結果 蓮霧椪柑蕃茄楊桃葡萄柳丁木瓜芭樂檸檬 No. 1 6
捌 討論 一 我們由結果知維生素 C 含量和酸度沒有直接的關係 酸度最大的檸檬, 維生素 C 含量卻不是最多的 而維生素 C 含量最多的芭樂 木瓜, 其酸度卻不大 建議藥盒上的檸檬換成芭樂將會更貼切實際 後排燒杯為各式果中維生素 C 含量的測定結果, 其中以芭樂的含量最高 前排燒杯為各式果所含酸度的測定結果, 其中以檸檬的含量最高 二 維生素 C 有多種功能, 諸如 : ( 一 ) 可以養顏美容 美白防老 ( 二 ) 可以增強免疫力 預防鉛中毒 減低過敏症狀 ( 三 ) 保護細胞增強白血球活性 消除自由基 加速傷口癒合 ( 四 ) 可以促進鐵質的吸收, 避免貧血 ( 五 ) 可以預防膽固醇過高 ( 六 ) 可以阻止亞硝酸鹽與胺類結合成亞硝酸胺致癌物, 降低得癌症的機會 三 一般人每日維生素 C 建議攝取量為 60 毫克, 若是孕產期婦女 骨折 感染 手術 拔牙 抽煙喝酒 精神病患 生活壓力大及容易暴露在污染物質中的人則需要更多的維他命 C 而缺乏維生素 C 又易引起壞血病 齒龈出血, 易骨折等現象 所以我們平日應多攝食維生素 C 含量高的食物 深綠色蔬菜是維他命 C 很好的來源, 水果中則以蕃石榴的含量最豐, 除此之外, 橘子 木瓜 柳丁 楊桃 葡萄柚 文旦 柚子 芒果等和蔬菜中的芥菜類 青 紅辣椒 九層塔 花菜等均為很好的來源 7
玖 未來研究方向 一 可就市面上銷售的不同牌子的維生素 C 片做檢驗, 了解其維生素 C 含量和酸度的關係 二 可就市面上銷售的不同牌子的果汁飲料, 了解其維生素 C 含量和酸度的關係 三 可依據滴定劑之莫耳數及其與 I 2 和抗壞血酸之化學計量關係, 去計算出各種水果中抗壞血酸之含量 (mg/100 ml), 及每片維生素 C 藥錠中抗壞血酸之含量 (mg/ 片 ), 及市售果汁飲料中抗壞血酸之含量 (mg/100 ml) 檢驗其包裝標示含量是否屬實 四 可依據 NaOH 滴定劑之莫耳數, 去計算出各種水果溶液的 ph 值, 及每片維生素 C 藥錠在固定溶劑量中之 ph 值, 及市售各種果汁飲料之 ph 值 亦可利用 ph 儀直接測定 壹拾 參考資料 一 http://www.healthhouse.com.tw/info/vitamins/v_c.htm 維他命 C 的功能二 http://www.dharma.com.tw/x1chinese/d32health/h203vitc.htm 維他命 C 的來源三 http://myweb.hinet.net/home9/dadado/u-6.htm 維他命 C 的成份四 http://www.wedar.com/library/lib10-4.htm 五 http://fda.tmu.edu.tw/cosmics/zcosmics-23.htm 六 http://www.wedar.com/health/show.asp?id=516 維他命 C 的含量七 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1206060406204 維生素 c 含量測定八 http://www.chemedu.ch.ntu.edu.tw/~genchem99/e-vitc.htm 維生素 C 之定量九 http://chemedu.pu.edu.tw/acidbase/titrationright.htm 酸鹼滴定十 http://content.edu.tw/primary/nature/ph_hs/phnet/overview/g3/h226-3.htm 酸鹼中和十一 http://www.miaolijh.mlc.edu.tw/team/mpclass/05science/%a4%c6%be%c7%c1%bf%b8q %BE%C7%A5%CD%A7%B9%BE%E3%AA%A9.doc 酸鹼中和滴定十二 http://blogimage.roodo.com/cosmetic/94d8c5c5.doc 酸鹼中和十三 http://science.boe.tcc.edu.tw/up43/33_%a7%a1%bf%c5%a4@%a4u-%b9q%b8%a3%c 0%C9.doc 酸鹼中和十四 http://www.ccis.nccu.edu.tw/conference%20material/discuss/321pdf/g3-4-%b1q%a6x%a7 @%A8%EC%A6%B3%B3%D0%B7N%AA%BA%BE%C7%B2%DF_%A9%F6%BE%E5 %B6%B2_.pdf 酸鹼中和實驗 8