비타민 C의 정량 보고서

 이 글은 비타민 C의 정량과 손실의 정량, 그리고 일상적으로 일어나는 산화 환원 반응에 대한 보고서입니다

비타민C는 아스코르브산(ascorbic acid)이라고도 불리는 비타민의 한 종류로, 거의 모든 음식물에 들어있고, 가장 쉽게 접할 수 있는 비타민이다

모든 포유류는 비타민C를 자체적으로 합성할 수 있다. 인간 역시 인류 초기에는 합성할 수 있었다고 알려져 있었지만 언제부터인지는 모르게 그 기능이 사라져 그 이후부터 여러 관련된 질병들이 발생했다고 믿어지고 있다

비타민C의 산화-환원 반응을 통해 화학적 성질 및 비타민C의 함량과 가열에 의한 손실된 비타민C의 질량을 정량한다

비타민C 의 화학적 성질을 살펴보면 L-ascorbic acid는 dehydro-L-ascorbic acid로 쉽게 산화된다

둘 사이의 변환은 가역적 산화-환원 반응이며 비타민C는 dehydro-L-ascorbic acid로 산화되면서 다른 물질을 환원시키는 환원제로서 작용할 수 있는 물질이다

산화·환원 적정(oxidation-reduction titration)은 산화제 또는 환원제의 표준용액을 사용하여 시료 물질을 산화 또는 환원시키는데 소모된 산화제 또는 환원제의 양을 측정하여 시료물질중의 산화 물질 또는 환원 물질을 정량하는 방법입니다

비타민C의 정량의 실험 방법은 아래와 같습니다

1.구입한 고체상의 비타민C제품을 막자사발에 넣고 막자로 곱게 간다

2. 비타민C 0.50g을 전자저울에 재어 250mL삼각플라스크에 넣고 증류수150mL를 가하여 전부 용해시킨다

(주의- 공기 중의 산소에 의해 비타민C는 산화될 수 있다

또한 알약을 만들 때 사용되는 타정 물질들이 물에 녹지 않고 잔류할 수 있다

잔류물이 있을 경우 여과하여 여과액만을 사용한다)

3. 준비된 용액에 1.0M HCl 5mL를 넣고 0.6M KI용액을 10mL넣고 녹말지시약5mL를 넣은 후 0.0500M KIO3용액으로 노란색이 푸른색이 될 때까지 적정한다

4. 이상의 실험을 두 번 더 반복하여 평균값을 구하고 이 값으로부터 비타민C제품의 정확한 함량을 구한다

비타민 C의 정량

 

	1회
비타민 C의 질량(g)	0.501 g
KIO3의 농도 (M)	0.0500 M
KIO3의 부피 (mL)	23.3 mL
비타민 C의 몰수 (mol)	0.0035 mol
실제 비타민 C의 질량 (g)	0.615 g
비타민 C의 함량 (%)	122.5%

실제 비타민 C의 질량 계산식 : 

KIO3의 농도(M)*KIO3의 부피(L)*3(산화-환원 반응식에 따라)*176.12g/mol(Ascorbic acid의 분자량)

=0.0500*0.0233*3*176.12=약 0.615g

농도 계산식 : 

KIO3의 농도 0.05M=(KIO3의 질량/KIO3의 분자량)/용액의 부피 L=(5.35/214)/0.5=0.05M

따라서, 0.05M KIO3 수용액 500mL을 제조하였다

비타민 C의 함량

=(실제 비타민 C의 질량/비타민 C의 질량)*100=(0.615/0.502)*100=약 122.5%

비타민 C의 몰수(mol)= 실제 비타민 C의 질량/Ascorbic acid의 분자량

=0.615/176.22=약 0.0035 mol

실제 비타민 C의 질량이 기존보다 높게 나온 이유는 실험적 실수라 판단되어지며, 이것은 KIO3의 부피를 측정할 때, 정확하게 측정하지 못하고 KIO3를 정상값보다 많이 넣은 것으로 판단된다

따라서, 농도가 더 높아진 것도 실험적 실수라고 본다

 

비타민 C 손실의 정량 실험 방법은 아래와 같습니다

1.실험1과 같이 구입한 고체상의 비타민C제품을 이용하여 용액150mL를 만든다

2. 이 용액을 끓는 물에 30분간 가열하고 수돗물로 냉각한다

3. 준비된 용액에 1.0M HCl 5mL를 넣고 0.6M KI용액을 10mL 넣고 녹말지시약5mL를 넣은 후 0.0500M KIO3용액으로 노란색이 푸른색이 될 때까지 적정한다

4. 이상의 실험을 두 번 더 반복하여 평균값을 구하고 가열에 의한 비타민C의 손실을 확인한다

비타민 C 손실의 정량

 

	1회
비타민 C의 질량(g)	0.501 g
KIO3의 농도 (M)	0.0500 M
KIO3의 부피 (mL)	16.7 mL
비타민 C의 몰수 (mol)	0.0025 mol
실제 비타민 C의 질량 (g)	0.441 g
손실된 비타민 C의 질량 (g)	0.060 g

실제 비타민 C의 질량 (실험 1과 같음) = 0.0500*0.0167*3*176.12=약 0.441g

손실된 비타민 C의 질량은 가열에 의해 손실된 비타민 C의 양이므로

손실된 비타민 C의 질량=실험1의 실제 비타민 C의 질량-실험2의 실제 비타민 C의 질량=0.615-0.441=0.174g

농도 계산식 : 

KIO3의 농도 0.05M=(KIO3의 질량/KIO3의 분자량)/용액의 부피 L

=(5.35/214)/0.5=0.05M 

따라서, 0.05M KIO3 수용액 500mL을 제조하였다 (실험 1과 동일)

비타민 C의 몰수(mol)=0.441/176.22=약 0.0025mol

비타민 C의 몰수가 실험 1보다 작아진 것은 가열로 인한 비타민 C의 손실로 판단되어진다

일상 생활에서 일어나는 산화-환원 반응에 대하여 기술하여라

산업적으로 사용되는 기구와 장치들에서 일어나는 산화-환원 반응에 대하여 설명하여라

비타민 C는 활성 산소에 대한 항산화제로 작용한다

이와 관련된 산화-환원 반응에 대하여 기술하여라

1. 일상 생활에서 볼 수 있는 산화-환원 반응은 사과의 갈변현상(산화)이 있다.

Polyphenol Oxydase라는 효소와 공기 중의 산소와 만나 반응하면서 catechol(카테골)과 같은 폴리페놀 성분들을 퀴논(quinone)과 같은 물질로 산화시켜 멜라닌색소와 같은 갈색 또는 검은색의 효소를 형성하게 된다 -[1]

2. 산업적으로 사용되는 기구와 장치들에서 일어나는 산화-환원 반응은 대표적으로 철이 산화철로 변하는 것이다

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 철에 녹이 스는 현상으로 철이 공기 중의 산소와 반응하여 산화철로 변하는 것이다

3. 활성 산소에 대한 산화-환원 반응에서 활성 산소는 과산화수소와 초과산화물이며 세포 내 신호를 조절하는 요소에 해당한다

과산화수소와 초과산화물은 산화질소(NO)와 상호작용하여 과산화질소(ONOO-)와 같은 활성질소와 산화지질과 같은 활성지질(reactivelipid species)을 발생시킬 수 있다 -[2] 

따라서, 활성 산소으로 인한 조직과 생체 분자를 대신하여 항산화제, 비타민 C를 섭취한다

 

참고 자료 : 

[1] 서울특별시 식품안전정보 FSI

[2] Gueraud F, Atalay M, Bresgen N, Cipak A, Eckl PM, Huc L, et al. Chemistry and biochemistry of lipid peroxidation products. Free Radic Res 2010;44:1098-124.

이에 대한 추가적인 보고서를 확인하려면 아래 링크에서 확인하실 수 있습니다

http://adf.ly/1Zqn0a