化學教室活動：維他命C含量的微量測定（Microscale Determination of Vitamin C by Iodine Titration）〔I〕

化學教室活動：維他命C含量的微量測定（Microscale Determination of Vitamin C by Iodine Titration）〔I〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

學生講義之一（Student Handout I）

實驗介紹

本實驗採用微量化學實驗，在進行氧化還原滴定之前，學生或教師事先組裝簡易滴定架、自製微量滴定管和自製小型電磁攪拌器（圖一的左圖和右圖），作為氧化還原滴定的裝置。以市售的優碘液中的有效碘及玉米粉所製成澱粉指示劑，進行碘直接滴定法，來測定市售的維他命C沖飲包中含抗壞血酸的毫克

圖一 自製微量滴定管及滴定架（左）和自製電磁攪拌器（右）

市售維他命C沖飲包中的主要成份為抗壞血酸（L-ascorbic acid, C₆H₈O₆），是一種還原劑，容易被氧化成去氫型的抗壞血酸（dehydro-L-ascorbic acid, C₆H₆O₆），因此可考慮以I₂為氧化劑，對維他命C進行氧化還原滴定，來測定此沖飲包中抗壞血酸的含量，其反應如反應式[1a]和[1b]所示：

I₂(aq) + C₆H₈O₆(aq) → 2I^–(aq) + 2H⁺(aq) + C₆H₆O₆(aq)    [1a]

反應式來源：http://www.chem.ubc.ca/courseware/123/tutorials/exp9A/

本次實驗所使用碘分子，係來自於一般藥局販售的優碘溶液（Povidone iodine Solution），此碘溶液先用硫代硫酸鈉標定，然後以此優碘溶液滴定維他命C沖飲液，並添加少許的玉米粉所製成的澱粉指示劑（starch indicator）。當達滴定終點時，維他命C沖飲液中的抗壞血酸完全被碘分子氧化，而溶液中多餘的碘分子便與澱粉指示劑作用，形成深藍色錯合物，如反 應式[2]所示：

I₂(aq) + starch(aq) → I₂-starch complex(aq)（藍色錯合物）    [2]

當滴定達當量點時，氧化劑（碘分子，I₂）和還原劑（抗壞血酸，C₆H₈O₆） 的當量數相等，進而計算維他命C沖飲包中抗壞血酸的毫克數。由反應式[1a]得知，1莫耳的碘分子能夠與1莫耳的抗壞血酸反應。若知道每次滴定使用碘分子 的濃度及體積，則可得知碘分子的莫耳數。若再知道抗壞血酸的莫耳質量（分子量），則可得知每次滴定使用維他命C沖飲液中抗壞血酸的毫克數。若知道一次滴定 使用沖飲液的體積為整包體積的倍數，則可以計算整包含抗壞血酸的毫克數。

A. 自組簡易滴定架

A1. 使用器材

1. T型壓克力展示板（A4 Size）  1個/組
（例如品名：Deflect-O Classic Image Stand-Up Double-Sided Plastic Sign Holder）
2. POP夾具（中紙夾含長盤）  1個/組
3. POP夾具（中夾含吸盤）  1個/組
4. 雙面膠  1個/組

A2. 組裝說明

1. 自書局購得T型壓克力展示板作為簡易滴定架 的主體。

2. 用雙面膠黏貼中紙夾（含長盤）在T型壓克力展示板上方，用來夾住並固定自製微量滴定管，如圖二所示。

3. 重壓中夾（含吸盤），使其吸住在T型壓克力展示板下方的適當位置，用來支撐注射針筒，如圖二所示。

圖二 簡易滴定架組件及組成外觀

B. 自製微量滴定管

B1. 使用器材

1. 吸量管（10 mL）  1支/組
2. 三通塑膠活栓  1個/組
3. 塑膠注射針筒（10 mL，含針頭）  1支/組
4. 細砂布  1/8張/組
5. 橡皮管（6號）  約2 cm/組
6. 細銅線（直徑約0.5 mm）  約10 cm/組
7. 塑膠杯（或燒杯）  1個/組

B2. 組裝過程

1. 取一段長約2 cm的橡皮管兩端分別連接一支10 mL的吸量管和一個三通塑膠活栓，用一小段細銅線緊密地環繞固定橡皮管與三通塑膠活栓的一端，以避免滴定液從連接的縫隙處漏出，如圖三所示。

圖三 微量滴定管的組裝

2. 為了降低滴定的液滴大小，提高滴定的精確性，在三通塑膠活栓的下方流出管口換成一支被磨平的注射針頭。為了避免在滴定過程中刺傷皮膚，此注射針頭的尖端可以放置在粗砂布上以旋轉方式磨平尖端。然後套入三通塑膠活栓的出口處，組裝成微量滴定管，如圖四所示。

圖四 磨平的注射針頭套入三通塑膠活栓

3. 用簡易滴定管架的中紙夾夾住微量滴定管，其高度恰好使一支注射針筒能夠緊密地插入三通塑膠活栓的左側孔，形成一套微量滴定裝置，如圖五的左圖所示。然後，旋轉三通塑膠活栓成為三箭頭不朝下的位置，此時滴定管呈現關閉狀態，如圖五的右圖所示。

圖五 微量滴定裝置（左）及滴定管關閉狀態（右）

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