Xác định hàm lượng vitamin c trong nước ép dưa hấu va thrio cam bằng phương pháp vôn ampe

Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội MỞ ĐẦU VitaminC (Vit.C) hay gọi axit L-ascobic loại hợp chất phổ biến có vai trò quan trọng sống người Vit.C đóng vai trò thiết yếu trình sinh hóa xảy thể người, tham gia vào trình trao đổi chất, điều tiết trình sinh tổng hợp hoormon, chất đề kháng cho thể sinh vật, chất chống lão hóa tế bào Nếu thiếu Vit.C gây bệnh Scrobut, biểu ban đầu: mệt mỏi, đau cơ, xương khớp, chán ăn, da khô ráp, chảy máu chân răng, xuất huyết da, vết thương chậm liền sẹo, thiếu máu, … Nếu không điều trị kịp thời bị phù tiểu cầu, thần kinh bị kích thích, xuất huyết não chết Vit.C sử dụng ngành công nghiệp thực phẩm với vai trò chất chống oxi hóa Nó giúp cho sản phẩm giữ tươi ngon trình bảo quản Nhiều loại hàng hóa thị trường nước giải khát, nước ép trái đóng hộp, bột dinh dưỡng trẻ em… chứa Vit.C nhằm trì chất lượng sản phẩm Các loại trái tươi nước ép Dưa hấu nguồn cung cấp Vit.C tự nhiên, rât tốt cho sức khỏe Ngoài Vit.C tổng hợp theo đường nhân tạo nước uống đóng hộp (Triocam) đáp ứng nhu cầu cao vitamin thể người ngành công nghiệp có liên quan Vitamin C có hầu hết loại rau tươi, trái xanh chua, có thịt Tuy nhiên Vit.C chất dễ bị phân hủy điều kiện nhiệt độ ánh sáng bình thường Do đó, việc xác định đối tượng cách xác, nhanh chóng yêu cầu hàng đầu đặt Ở Việt Tạ Thị Liên K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội Nam, phương pháp xác định hàm lượng Vit.C phòng thí nghiệm chủ yếu phương pháp chuẩn độ thể tích, có độ xác độ nhạy không cao Theo nghiên cứu Vit.C hợp chất có tính khử, phân tích phương pháp điện hóa, đặc biệt phương pháp vôn-ampe (cực phổ) Đây phương pháp phân tích hợp chất hữu nhanh đạt độ xác cao, chi phí cho máy móc hóa chất phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm Việt Nam Vì em chọn đề tài: “XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG VITAMIN C TRONG NƢỚC ÉP DƢA HẤU VÀ THRIO CAM BẰNG PHƢƠNG PHÁP VÔN-AMPE” Nhiệm vụ đặt ra: - Nghiên cứu quy trình xác định Vit.C phương pháp vôn-ampe (cực phổ) cách nhanh chóng, độ xác cao, chi phí thấp, dễ thực thi phòng thí nghiệm Việt Nam - Đánh giá độ tin cậy quy trình phân tích - Ứng dụng xác định Vit.C đối tượng thị trường: sản phẩm nước đóng hộp, nước trái tươi… Tạ Thị Liên K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội NỘI DUNG Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 ĐẠI CƢƠNG VỀ VITAMIN C 1.1.1 Công thức nhận định Vitamin C tên thường gọi axit L-ascobic, có tên quốc tế là: 2-oxo-L-threo-hexono-1,4-lactone-2,3-enediol hoặc: (R)-3,4-đihydroxy-5-((S)-1,2-đihydroxylethyl)furan-2-(5H)-one Công thức phân tử: C6H8O6 Khối lượng phân tử: 176,1 Nhiệt độ nóng chảy: 193°C Công thức cấu tạo: 6CH2OH OH O HO O OH (*) pK1 (C3-OH): 4,2 pK2 (C2-OH): 11,6 Trong công thức cấu tạo axit ascobic, C4*, C5* Cacbon bất đối, tồn đồng phân quang học: axit L-ascobic, axit izo L-ascobic, axit Dascobic, axit izo D-ascobic Trong đồng phân có axit L-ascobic axit izo L-ascobic có tác dụng chữa bệnh, đồng phân D iso D antivitamin chất ức chế tác dụng vitamin Trong thiên nhiên tồn dạng axit L-ascobic, đồng phân khác thu đường tổng hợp Tạ Thị Liên K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội Axit ascobic rắn tinh thể đơn tà, không màu, không mùi, có vị chua, nóng chảy 193°C Axit asscobic dễ tan nước, tan rượu không tan dung môi hữu không phân cực Axit ascobic dễ bị phân hủy tác dụng ánh sáng, nhiệt độ Vì cần bảo quản axit ascobic bóng tối nhiệt độ thấp 1.1.2 Tính chất hóa học a Tính khử Axit ascobic chất khử mạnh, có bán phản ứng sau: CH2OH OH O HO CH 2OH OH O O OH O Ax it L- ascobic O 2H + 2e- O Ax it L- dehidr oascobic Thế khử phụ thuộc nhiều vào pH môi trường Axit ascobic dạng khan, bền vững, phân tử có nhóm OH đính vào C chưa no (C2, C3) nên bị ẩm ướt dung dịch dễ bị oxi hóa, oxi không khí, có mặt ion kim loại: đồng, sắt, magiê… theo phản ứng sau: CH 2OH CH2OH OH OH O HO O O O 1/ O2 OH O H 2O O Sản phẩm tạo axit L-đehiđroascobic, chất có hoạt tính sinh học tương tự axit L-ascobic, không bền, dễ bị thủy phân Tạ Thị Liên K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội phá vòng tạo axit 2,3-đixetogulonic CH2OH-(CHOH)2-CO-CO-COOH, chất tác dụng sinh hóa Tốc độ oxi hóa axit ascobic thành axit L-đehiđroascobic lớn pH tăng Các chất saccarozơ, carotenoit, flavonoit,… có khả làm chậm trình oxi hóa axit ascobic nên dùng làm chất ổn định hóa Vit.C Cơ chế phân hủy axit ascobic chất oxi hóa biểu diễn theo sơ đồ sau: CH 2OH CH 2OH OH OH O O O - 2e- 2H + O +2e +2H + HO OH HO C HO OH [ O] H 2O HO O Ax it L- ascobic COOH C O O HO CH 2OH CH 2OH C HO HO HO C O [ O] CH 2OH HO C O OH [ O] HO C OOH [ O] HO [ O] CH 2OH C O C O CH 2OH CH 2OH C HO OH CH 2OH C HO CH 2OH CH 2OH CH 2OH COOH H 2O Ax it 2,3- dix etogulonic [ O] CH 2OH COOH CH 2OH Ax it L- dehidr oascobic COOH OH [ O] COOH [ O] COOH COOH [ O] COOH [ O] C O CH 2OH Có thể thấy, axit L-ascobic bị oxi hóa thành axit Lđehiđroascobic Dưới tác dụng nước, axit L-đehiđroascobic bị thủy phân mở vòng tạo thành axit 2,3-đixetogulonic không hoạt tính vitamin Phản ứng không thuận nghịch, tăng nhanh theo pH nhiệt độ dung dịch Tiếp theo, axit 2,3-đixetogulonic bị phân hủy thành loạt sản phẩm trung gian khác, cuối tạo axit oxalic Tạ Thị Liên K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội Ngoài phân hủy theo kiểu oxi hóa, axit ascobic có xu hướng phân hủy theo kiểu thủy phân môi trường kiềm axit mạnh thành fufurol sản phẩm khác qua phản ứng decacboxyl hóa dehydrat hóa Tương tự vậy,axit ascobic dễ dàng nhường hiđro cho peoxit, ngăn không cho peoxit oxi hóa hợp chất khác Do đó, người ta sử dụng axit ascobic làm chất chống oxi hóa công nghiệp chế biến b Tính axit Trong dung dịch nước axit ascobic axit yếu nấc 1, pK a,1=4,2 tương ứng với trình phân ly H+ nhóm OH đính vào C3 (*), yếu nấc 2, pKa,2 = 11,6 tương ứng với phân li H+ nhóm OH đính vào C2 (*) Axit ascobic dễ dàng phản ứng với dung dịch bazơ mạnh NaOH, KOH, Ca(OH)2 tạo muối CH OH CH2OH OH OH O HO O O O NaOH OH NaO H 2O OH Các muối dễ tan nước axit ascobic nên công nghiệp họ sử dụng dạng muối axit ascobic làm chất bảo quản dung dịch nước Trong dung dịch kiềm đặc, vòng  -lacton bị phá vỡ tạo muối gluconat CH 2OH OH O HO O NaOH CH OH ( CHOH) C OH COONa H 2O O Tuy nhiên, axit hóa đun nhẹ vòng lacton lại lặp lại Tạ Thị Liên K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội c Tác dụng với axit hữu tạo este Trong CTCT axit ascobic có nhiều nhóm OH nhóm chức rượu, có khả tạo este với axit hữu cơ, đặc biệt axit béo axit panmitic, axit stearic Sản phẩm este dạng 6-O-axyl L-ascobic (ascobyl panmitat, ascobyl stearat) có mạch cacbon dài, dễ tan dầu Những este tổng hợp dùng làm chất bảo quản chất béo công nghiệp chế biến Một số dẫn xuất khác axit ascobic sử dụng là: CH2OH CH2OH OH O HO OH O O RO OR 2- O- ankyl ax it ascobic O HO O OH 6- O- ankanoyl ascobat HO OH 5,6- O- ankyliden ax it ascobic CH 2OH OH O O HO OH CH 2OH OH O O O 3- O- ankyl ax it ascobic CH 2OCOR O R OH O O OCOR 2- O- ankanoyl ascobat ROCO O OH 3- O- ankanoyl ascobat Trong đó, R gốc hiđrocacbon mạch dài, no không no, giúp cho dẫn xuất axit ascobic dễ tan dầu béo 1.1.3 Hoạt tính sinh hóa Vit.C có tác dụng tăng cường sức đề kháng cho thể, chống lại tượng choáng ngộ độc hóa chất, độc tính vi trùng tính chất khử mạnh Vit.C Vit.C tham gia vào trình oxi hóa khử khác thể như: Chuyển hóa hợp chất thơm thành phenol; trình hyđroxyl hóa triptophan thành hyđroxyltritophan; điều hòa tạo AND từ ARN; chuyển procolagen Tạ Thị Liên K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội thành colagen, nhờ có trình hyđroxyl hóa prolin thành oxyprolin cần thiết cho việc tổng hợp colagen, Vit.C làm cho vết thương mau lành Vit.C có vị trí quan trọng trình hình thành hoormon tuyến giáp trạng tuyến thận Khi thể thiếu Vit.C xuất triệu chứng bệnh lí như: chảy máu lợi, răng, lỗ chân lông quan nội tạng Đó thành mạch máu bị mỏng Cơ thể bình thường có nhu cầu Vit.C 24h là: 60÷80 mg 1.1.4 Các nguồn cung cấp Vit.C Trong tự nhiên, thực vật tổng hợp Vit.C, Vit.C có nhiều rau xanh đặc biệt ớt loại rau cải, rau ngót….; Trong loại như: cam, chanh, bưởi, ổi, khế, táo, dưa hấu… không thấy xuất Vit.C sản phẩm từ động vật như: thịt, trứng, sữa… Một số thể sống có khả tổng hợp vitamin C từ D-glucozo nhờ tác dụng enzim theo sơ đồ sau: HOHC H OH HO H H OH O H CH 2OH HOHC H OH HO H H OH O H COOH [ O] enzim [ H] enzim CH 2OH H OH HO H H OH H OH COOH D- glucozo CH 2OH CH 2OH OH O enzim OH H HO O OH O [ O] enzim HO H O OH Ax it L- ascobic Tạ Thị Liên K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội Ngoài người tổng hợp Vit.C nhằm mục đích khác Các chế phẩm dược chứa Vit.C, hay viên vitamin tổng hợp có Vit.C dùng mục đích chữa bệnh, tăng cường sức đề kháng cho người ốm Các loại nước hoa quả, giải khát, bột dinh dưỡng trẻ em, sữa… chứa lượng nhỏ Vit.C, tiêu trí quảng cáo cho sản phẩm Một lượng lớn Vit.C làm chất bảo quản thực phẩm Trong công nghiệp dược phẩm, Vit.C tổng hợp qua giai đoạn sau: CH O CH 2OH CH 2OH CH 2OH H OH H OH C O H 3C O C HO H H 2/Ni HO H C oxi hóa HO H + 2CH 3COCH O H H OH H OH Acetobacter xylinum H OH H 3C H+ CH H O O HO H HO H HO H H C CH 2OH CH 2OH CH 2OH CH CH O D- Sobozo D- glucozo D- Sobitol [ O] HO C O HO C H HO H CH 2OH COOH CO CO H+ T automehóa C OO HO H H HO H + 2H 2O, H + - 2CH 3COCH CH 2OH H 3C O C C O H H 3C H O O H CH C CH O Vitamin C CH 1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VIT.C Có thể chia phương pháp xác định Vit.C thành nhóm lớn: - Nhóm phương pháp phân tích hóa học - Nhóm phương pháp phân tích công cụ 1.2.1 Phƣơng pháp phân tích hóa học Trong phương pháp phân tích hóa học, phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử sử dụng nhiều nhất, dựa vào tính chất dễ bị oxi hóa thành axit Tạ Thị Liên K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội đehiđroascobic axit ascobic Để oxi hóa người ta sử dụng thuốc thử khác như: 2,6-điclophenolindophenol, brom, iot, thuốc thử Feling… 2,6-điclophenoindophenol coi thuốc thử chuẩn dùng để chuẩn độ xác Vit.C cách trực tiếp Nó chất oxi hóa có màu xanh đậm, có công thức phân tử là: C12H6Cl2NO2,  max dung dịch nước 602 nm Khi phản ứng với axit ascobic bị khử thành hợp chất không màu C6H8O6 – 2H+ - 2e  C6H6O6 C12H7Cl2NO2 + 2H+ + 2e  C12H9Cl2NO2 Người ta theo dõi trình chuẩn độ mắt, đo quang hay đo điện Việc chuẩn độ axit ascobic thông thường tiến hành cách nhỏ từ từ dung dịch thuốc thử từ buret vào dung dịch nghiên cứu chứa axit ascobic môi trường có pH thích hợp Điểm cuối chuẩn độ nhận có xuất màu giọt thuốc thử dư Trong đối tượng khác rau quả, lương thực, thực phẩm thường chứa chất khử khác dung dịch nghiên cứu thường có màu đục, gây khó khăn cho việc xác định điểm cuối chuẩn độ Thực chất xảy phản ứng: 5Br   BrO3  6H   3Br2  3H 2O C6 H8O6  Br2  C6 H 6O6  2Br   2H  Khi hết axit ascobic lượng BrO3- cho vào sinh Br2 không phản ứng tiếp Sau xác định lượng Br2 dư phương pháp chuẩn độ iot dung dịch natri thiosunfat chuẩn Tuy nhiên phương pháp chuẩn độ tiến hành phức tạp, đồng thời có độ chọn lọc, độ nhạy độ xác không cao Vì từ phương Tạ Thị Liên 10 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội Bảng 3.6: Đánh giá độ xác đƣờng chuẩn iP = f(CVit.C) Giá trị đo lặp lại Nồng độ Vit.C thực (mg/l) 1,20 4,80 1,180 4,856 1,176 4,815 1,216 4,735 1,167 4,735 1,224 4,815 1,188 4,775 1,180 4,856 1,200 4,735 Giá trị trung bình 1,191 4,790 Giới hạn tin cậy 0,017 0,044 Độ lệch chuẩn S 0,020 0,053 Độ lệch chuẩn giá trị trung bình 0,007 0,019 Sai số tương đối q% 1,05 0,84 Sai số tương đối lí thuyết 0,73 thực nghiệm % 0,21 Hằng số Student thực nghiệm 1,230 0,530 Hằng số Student lí thuyết 2,365 2,365 So sánh tTN với tb(0,05; 7) = 2,365 tTN < tb Vậy khác giá trị nồng độ C tính theo đường chuẩn giá trị µx pha ngẫu nhiên với độ tin cậy 95% Xác định nồng độ khoảng 0,5÷30 mg/l (2,84.10 -6 ÷ 1,70.10-4M) có độ tốt, phương pháp đo không mắc sai số hệ thống Tạ Thị Liên 46 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội Khi xác định mẫu thực tế, tiến hành đo khảo sát trước, sau pha loãng dung dịch mẫu cho nồng độ nằm khoảng tối ưu xác định 3.1.5.3 Giới hạn phát phƣơng pháp Sử dụng đường chuẩn, tính theo quy tắc 3σ Cmin  3  0, 2589mg / l  0, 26mg / l  1, 48.106 M a Thực nghiệm cho thấy điều kiện xác định đường chuẩn, đo sóng cực phổ Vit.C nồng độ 0,25 mg/l không xác định pic Vit.C Kết phù hợp với lý thuyết tính độ nhạy phương pháp 0,26 mg/l Các kết đường chuẩn, giới hạn phát tính dựa kết ghi đường cực phổ theo chương trình đo bảng 2.1 Vì thay đổi chương trình đo, gồm kích thước giọt, biên độ xung, tốc độ quét… dẫn đến thay đổi giá trị chiều cao pic đo được, hệ số a, b đường chuẩn giới hạn phát thay đổi Tuy nhiên mục đích khóa luận tăng độ nhạy mà cần xác định khoảng nồng độ tối ưu xác định Vit.C điều kiện đo cố định chọn Kết định hướng cho nghiên cứu mẫu thực tế 3.1.6 Khảo sát chất ảnh hƣởng Nghiên cứu tài liệu cho thấy đối tượng thực tế như: thuốc, loại quả, loại dược phẩm số loại nước đóng hộp, số chất thường xuất Vit.C Đặc biệt vitamin nhóm B thuốc, hay axit hữu rau quả, có hàm lượng tương đối lớn,bằng nhiều lượng Vit.C Tuy nhiên vitamin có thuốc với Vit.C tính chất cực phổ vùng nghiên cứu, vitamin không ảnh hưởng đến phép đo Trong rau, thành phần mẫu phức tạp, ảnh hưởng nhiều đến quy trình đo Tạ Thị Liên 47 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội 3.1.6.1 Khảo sát ảnh hƣởng axit hữu Axit oxalic, axit tactric, axit xitric axit hữu có nhiều loại rau Công thức cấu tạo pKa tương ứng là: COOH HOOCH 2C C HO C CH COOH OH H OH Axit xitr ic Axit D- tactric CH 2COOH HOOC pKa1=3,128 HOOC Axit oxalic pKa1=3,036 pKa2=4,761 COOH pKa1=1,27 pKa2=4,366 pKa2=4,25 pKa3=6,396 Tiến hành thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng chúng lên pic Vit.C Đo đường cực phổ Vit.C mg/l có mặt axit với tỷ lệ khối lượng gấp k lần, kết đưa bảng 3.7 Bảng 3.7: Kết khảo sát ảnh hƣởng axit oxalic, axit xitric, axit tactric lên sóng cực phổ Vit.C Axit tactric Axit xitric Axit oxalic Ca/C0 iP(nA) %iP/i0P Ca/C0 iP(nA) %iP/i0P Ca/C0 iP(nA) %iP/i0P 115 0,00 114 0,00 115 0,00 25 109 5,50 25 103 9,65 50 112 2,61 50 108 6,48 50 103 9,65 100 107 6,96 200 102 12,75 100 102 10,53 150 105 8,70 400 99,5 15,58 200 101 11,40 200 103 10,43 500 98 17,35 300 101 11,40 250 102 11,30 400 98,3 13,77 300 98,8 14,09 500 97,8 14,21 Tạ Thị Liên 48 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội Nhận xét: Kết cho thấy có mặt axit hữu khác gấp đến hàng trăm lần khối lượng, pic Vit.C nồng độ mg/l cho kết tốt, pic cân đối, dịch chuyển phía dương hơn, chiều cao pic có bị giảm Trường hợp có mặt axit oxalic gấp 200 lần khối lượng chiều cao pic giảm 10%, axit tactric khoảng 150 lần axit xitric 100 lần Pic Vit.C bị giảm hàm lượng axit oxalic, axit xitric, axit tactric lớn, độ nhớt dung dịch tăng làm giảm hệ số khuếch tán Phân tử chúng cồng kềnh, độ linh động dung dịch ảnh hưởng mạnh đến chiều cao pic, thấy axit xitric cồng kềnh axit oxalic nên cần hàm lượng gấp 100 lần làm giảm pic 10% axit oxalic phải đến 200 lần Tuy nhiên việc giảm chiều cao pic không gây khó khăn cho phân tích phân tích nồng độ 10-5M, mục đích sóng cực phổ Vit.C xuất với chất lượng tốt Hơn ta thấy axit không chứa nhóm chức dễ bị oxi hóa Vit.C Do chúng hoạt tính cực phổ khoảng Vit.C Đây ưu điểm phương pháp vôn-ampe (cực phổ) có độ chọn lọc cao Có thể phân tích chất chất có mặt lượng lớn chất khác Kết phù hợp với kết đưa phương pháp phân tích Vit.C điện cực biến tính điện cực sinh học 3.1.6.2 Khảo sát ảnh hƣởng ion clorua Trong loại thực phẩm thường chứa lượng định ion clorua Ion có mặt nồng độ lớn gây cản trở quy trình phân tích Vì em tiến hành khảo sát giới hạn nồng độ cho phép ion clorua phương pháp phân tích cực phổ Vit.C Theo tài liệu nghiên cứu ion clorua ảnh hưởng chủ yếu đến oxi hóa giọt thủy ngân, nồng độ lớn Tạ Thị Liên 49 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội oxi hóa thủy ngân chuyển vùng âm hơn, nghĩa chuyển dịch phía pic Vit.C Đến nồng độ đó, đường cực phổ thủy ngân bao trùm lên pic Vit.C Tiến hành đo đường cực phổ Vit.C mg/l, thay đổi nồng độ ion clorua theo hàm lượng: 5, 10, 50, 100, 250, 500 mg/l tương ứng 1,4.10 M; 2,8.10-4M; 1,4.10-3M; 2,8.10-3M; 7.10-3M; 1,4.10-2M Kết cho hình 3.9 Hình 3.9: Sóng cực phổ Vit.C có mặt ion clorua với nồng độ tăng dần Nhận xét: Khi hàm lượng ion clorua dung dịch tăng dần, giá trị đỉnh pic Vit.C không thay đổi nhiều (từ -47,6 mV Cl- chuyển dịch theo chiều dương đến -41,7mV nồng độ Cl- lớn 100 mg/l) oxi hóa thủy ngân chuyển dịch theo chiều âm, gần pic cua Vit.C Do nồng độ lớn 10 -2 M, xuất pic Vit.C máy tính xác định chiều cao pic Có thể kết luận nồng độ ion clorua nhỏ 10-2M có khả phân tích Vit.C Tạ Thị Liên 50 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội phương pháp vôn-ampe Thêm hàm lượng ion clorua rau thực tế không vượt qúa số Trong trường hợp hàm lượng ion clorua lớn, phải xử lí với bạc nitrat lọc bỏ kết tủa 3.1.7 Độ bền Vit.C môi trƣờng khác Vit.C chất dễ bị phân hủy, dung dịch nên luôn phải pha mẫu chuẩn theo ngày Tuy nhiên ngày dung dịch Vit.C bị phân hủy lượng nhỏ Đặc biệt xử lí mẫu rau, quả, trình xử lí mẫu buộc phải lọc không khí, thời gian lọc có lúc kéo dài 10÷15 phút, lượng oxi không khí nằm cân với dung dịch làm giảm nồng độ Vit.C Để giảm tối đa hiệu ứng này, cần chọn dung dịch pha Vit.C, hay dung dịch dùng để chiết Vit.C mẫu thực tế cho độ bền Vit.C lớn Nghĩa môi trường hòa tan oxi hơn, kìm hãm tốc độ oxi hóa axit ascobic Theo tài liệu cho biết, Vit.C bền môi trường pH thấp, đồng thời môi trường axit, oxi hòa tan Có thể pha dung dịch đệm photphat, dung dịch hỗn hợp axit metaphotphat axit axetic hay đơn giản nước Tuy nhiên chế phân hủy Vit.C oxi phức tạp em tiến hành khảo sát độ bền Vit.C môi trường khác Do quy trình phân tích cực phổ Vit.C axetat nên em chọn môi trường dung dịch axit axetic 0,1M (pH=2,76), dung dịch đệm axetat 0,1M (pH=4,66) nước Tất dung dịch pha nước cất lần đuổi oxi hòa tan trước pha mẫu Pha loãng lần dung dịch Vit.C gốc dung dịch đuổi oxi: a Dung dịch axit axetic 0,1M b Dung dịch đệm axetat 0,1M (5:5) c Nước cất lần Tạ Thị Liên 51 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội Để dung dịch vừa pha tiếp xúc với không khí Theo dõi nồng độ Vit.C dung dịch theo thời gian, sau t phút, lấy 0,1ml dung dịch, đo sóng cực phổ Vit.C 10ml dung dịch đệm axetat theo quy trình ghi bảng 2.1, ghi lại chiều cao pic sau lần đo, t = 0, 30, 60, 180, 240 phút Kết thu bảng 3.8 Bảng 3.8: Chiều cao pic Vit.C theo thời gian môi trƣờng khác nhau: Thời gian Vit.C 200 mg/l (phút) Trong HAc Trong đệm Ac Trong nước 69,5 66,9 69,7 30 70,8 67,1 68,6 60 70,7 64,7 68,9 180 70,9 57,8 69,2 240 69,7 54,0 68,0 Nhận xét: Từ thực nghiệm cho thấy, sau 240 phút, Vit.C dung dịch axit axetic nước không thay đổi, để không khí, dung dịch đệm axetat (5:5, pH= 4,7) chiều cao pic giảm 5% sau 60 phút Vì pha dung dịch Vit.C gốc dung dịch chuẩn pha loãng từ dung dịch gốc nước dung dịch axit axetic loại oxi đảm bảo độ bền suốt thời gian làm việc Tuy nhiên để đơn giản em chọn dung môi nước để pha chế dung dịch chuẩn Tạ Thị Liên 52 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn độ bền dung dịch Vit.C theo thời gian môi trƣờng khác a Vit.C pha axit axetic 0,1M b Vit.C pha đệm axetat 0,1M c Vit.C pha nước Tóm tắt điều kiện tối ƣu xác định Vit.C: Qua khảo sát em chọn điều kiện tối ưu xác định Vit.C phương pháp vôn-ampe (cực phổ) ● Đo sóng cực phổ Vit.C đệm axetat 0,1M có pH = 4,66 tương ứng tỷ lệ CHAc= CAc , thời gian đuổi khí oxi hòa tan trước cho Vit.C vào bình đo 90s ● Khoảng nồng độ tối ưu phân tích rộng, từ 0,5 ÷ 30 mg/l tương đương 2,84.10-6M ÷ 1,70.10-4M ● Chương trình đo máy tính chọn tối ưu theo gợi ý nhà sản xuất, theo tài liệu tham khảo theo kinh nghiệm thực tế - Thời gian cân trước quét thế: 10s đủ để giúp cho dung dịch trở lại trạng thái tĩnh, ổn định sau khuấy trộn Tạ Thị Liên 53 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội - Khoảng quét từ -250 mV ÷ +100 mV: khoảng thu từ kinh nghiệm thực tế, không nên hẹp không quét hết chân phổ, nhiên không nên rộng tốn thời gian đo - Biên độ xung: 50 mV - Bước nhảy thế: mV - Thời gian cho xung: 40 ms - Thời gian bước nhảy: 0,4s - Tốc độ quét: 15 mV/s ● Dung dịch Vit.C gốc dung dịch chuẩn pha loãng từ dung dịch gốc phải pha theo ngày pha nước cất lần loại oxi hòa tan Các dung dịch đảm bảo độ bền thời gian phân tích ● Các axit hữu axit oxalic, axit xitric, axit tactric ion clorua không ảnh hưởng đến sóng cực phổ Vit.C khoảng nồng độ cho phép Dựa kết phần nghiên cứu bản, em tiến hành định lượng Vit.C mẫu thực tế 3.2 XÁC ĐỊNH VIT.C TRONG MẪU THỰC TẾ ● Mẫu nƣớc ép dƣa hấu ( nƣớc trái tƣơi) Ruột dưa hấu cắt nhỏ, ép lấy nước Nước dưa hấu ép có nồng độ Vit.C Cm g/l DH1: Hút 10ml nước ép vào bình định mức 25ml, thêm nước đến vạch, nồng độ Cm1 mg/l, Cm1 = (10Cm)/25 DH2: Hút 10ml nước ép + 2,5ml dung dịch Vit.C gốc 1g/l, định mức thành 25ml, nồng độ Cm2 = (Cm1 + 100) mg/l Xác định Vit.C mẫu DH1 theo phương pháp thêm chuẩn: thêm lần (x 0,1mg/l) dung dịch Vit.C chuẩn 200mg/l vào (10ml đệm +0,5ml mẫu), đo lặp lần Tạ Thị Liên 54 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội Xác định Vit.C mẫu DH2 theo phương pháp thêm chuẩn: thêm lần(x 0,1ml) dung dịch Vit.C chuẩn 200mg/l vào (10ml đệm + 0,1ml mẫu) đo lặp lần, thu kết bảng Bảng 3.9: Số liệu xác định nồng độ Vit.C hai mẫu nƣớc dƣa hấu theo phƣơng pháp thêm chuẩn Mẫu dưa hấu STT x 0,00 20 1,89 3,74 Mẫu dưa hấu Y1 STT x Y2 19,8 0,00 26,3 26,5 59,6 59,3 1,96 70,6 70,4 96,6 98,6 3,88 113 113 Xử lí số liệu Excel Đường thêm chuẩn: Y1 = (20,2 ± 0,3)x + (20 ± 1) Y2 = (22,3 ± 0,4)x + (26,5 ± 1,1) Hệ số tương quan: r = 0,99999 xm1 = (0,9637 ± 0,0619) mg/l xm2 = (1,19 ± 0,07) mg/l Cm1 = (20,2 ± 1,3) mg/l Cm2 = (120,2 ± 6,9) mg/l Sai số tương đối: q1 = 6,42% , q2 = 5,71% ΔCTN = (Cm2 – Cm1) = 100 Hiệu suất thu hồi: H% = 100% Hàm lượng Vit.C nước ép dưa hấu: Cm = 50,5mg/l Tạ Thị Liên 55 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội ● Mẫu nƣớc Thrio cam (nƣớc đóng hộp) Đặc điểm mẫu: Không ghi hàm lượng Vit.C nhãn, dung dịch nước đồng nhất, chất lơ lửng Phân tích mẫu trực tiếp, không cần xử lý.Xác định Vit.C theo phương pháp thêm chuẩn, thêm lần (  0,1 ml) dung dịch Vit.C chuẩn 200 mg/l vào (10 ml đệm + 0,1 ml mẫu) Đo lặp lần với hộp khác lô Thu kết bảng 3.10 STT xi mg/l yik mg/l 0,00 35,6 37,3 36,5 36,2 36,40 1,96 111 111 111 110 110,75 3,88 185 184 183 183 183,75 5,77 256 255 254 255 255,00 yi , nA xi giá trị nồng độ Vit.C thêm vào sau hiệu chỉnh thể tích theo công thức (2.16) yi chiều cao pic Vit.C Xử lý đường thêm chuẩn theo phương pháp hồi quy tuyến tính Excel y = (37,9 ± 0,1).x + (36,4 ± 0,2) Hệ số tương quan: r = Đường thêm chuẩn cắt trục hoành xm, giá trị xm x xác định theo định luật lan truyền sai số (công thức 2.17) Đường thêm chuẩn cắt trục hoành tại: Xm= (0,9616 ± 0,0078) mg/l Nồng độ Vit.C mẫu nước Thrio cam là: Cm = (97,1 ± 0,8) mg/l Sai số tương đối q% = 0,82% Tạ Thị Liên 56 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội Bảng 3.11: Kết xác định Vit.C mẫu nƣớc Thrio Cam Tên mẫu Hàm lượng (mg/l) Sai số (%) Nước Thrio Cam (97,1±0,8) 0,82 Nhận xét: Xác định Vit.C mẫu nước trái tươi phương pháp vônampe (cực phổ) cho kết có độ tốt Khi cần xác định lượng mẫu lớn không cần làm thí nghiệm đối chứng nữa, kết xác định đáng tin cậy Vit.C mẫu nước ép không bị mát trình đo Hàm lượng Vit.C nước ép loại trái tươi thường lớn vài chục đến vài trăm mg/l tùy loại Trong thí nghiệm em đo thử nghiệm nhiều ép lấy nước trộn lẫn với chưa khảo sát theo loài hay theo địa lý Do chưa có kết thống kê tổng quát Các loại nước đóng hộp phân tích đơn giản, nhanh, mẫu thường trạng thái suốt, đồng nhất, hàm lượng Vit.C không cao mẫu thuốc nên không cần pha loãng, phân tích trực tiếp mẫu Các mẫu nước đóng hộp dung dịch sản xuất công nghiệp theo dây chuyền công nghệ nên thành phần không phức tạp, không cần xử lý mẫu, xác định trực tiếp, không cần mẫu đối chứng cho kết đáng tin cậy, thể tương quan r gần độ lệch nhỏ 10% Có thể dùng phương pháp vôn-ampe (cực phổ) theo dõi hàm lượng Vit.C sản phẩm theo thời gian bảo quản theo điều kiện bảo quản Theo tài liệu tham khảo có nghiên cứu cho biết tùy vào chất lượng bao bì mà hàm lượng Vit.C sản phẩm bị giảm theo tốc độ khác Tuy nhiên thời gian có hạn nên chưa tìm nguyên nhân chưa theo dõi trình giảm nồng độ Vit.C sẩn phẩm Tạ Thị Liên 57 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu tài liệu, tiến hành thực nghiệm, phân tích số liệu em thu đƣợc số kết nhƣ sau Xây dựng quy trình xác định hàm lượng Vit.C phương pháp vôn-ampe (cực phổ) với điều kiện tối ưu: ● Đo sóng cực phổ Vit.C đệm axetat có nồng độ: CHAx = CAx = 0,05M; pH = 4,66 ● Loại ảnh hưởng oxi hòa tan sau 90s ● Quét từ -250 mV ÷ 100 mV ● Tốc độ quét 15 mV/s ● Biên độ xung 50 mV ● Pic Vit.C xuất khoảng -41,7 ÷ -37,5 mV Đo máy phân tích điện hóa đa VA 757 Computrace Metrohm, điện cực giọt Hg treo, điện cực so sánh Ag/AgCl Chất lượng sóng cực phổ tốt ổn định Xây dựng đường chuẩn phụ thuộc chiều cao pic nồng độ Vit.C: iP(nA) = (24,754 ± 0,007)Cvit.C (mg/l) + (10 ± 2), r = 0,9999; khoảng tuyến tính rộng từ 0,5 mg/l ÷ 30 mg/l Kiểm tra đường chuẩn hai nồng độ 1,2 mg/l 4,8 mg/l có sai số tương đối tương ứng 1,05% 0,84% Giới hạn phát phương pháp tính theo đường chuẩn 0,2589 mg/l, phù hợp với thực nghiệm 0,25 mg/l Khảo sát axit oxalic, axit xitric, axit tactric giới hạn nồng độ gấp 300 lần không ảnh hưởng tới sóng cực phổ Vit.C Hàm lượng ion clorua dung dịch nhỏ 10-2M không gây ảnh hưởng đến tín hiệu cực phổ Vit.C Tạ Thị Liên 58 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội Pha dung dịch Vit.C gốc dung dịch chuẩn nước cất hai lần loại oxi đảm bảo độ bền Vit.C khoảng thời gian ngày Ứng dụng xác định Vit.C mẫu thực tế ● Các mẫu nước đóng hộp nước ép trái tươi không cần xử lý mẫu trước, cần pha loãng dung dịch mẫu cho nồng độ nằm khoảng tối ưu Phân tích đơn giản, dễ dàng, không bị ảnh hưởng chất mẫu, cho kết tốt ● Kết xác định hàm lượng Vit.C mẫu thực tế sau: Mẫu nƣớc trái tƣơi: Tên mẫu Thí nghiệm đối chứng C thêm vào theo C theo thực lý thuyết nghiệm(mg/l) Nước ép dưa hấu 0,0 100,0 20,2 120,2 Hàm lượng Hiệu suất Vit.C H% mẫu nước ép 100,0 50,5 mg/l Mẫu nƣớc đóng hộp: Tên mẫu Hàm lượng (mg/l) Sai số (%) Nước Thrio Cam (97,1 ± 0,8) 0,82 Do thời gian có hạn nên em dùng phương pháp vôn-ampe (cực phổ) xác định Vit.C vài đối tượng số loại Tuy nhiên thấy phương pháp áp dụng cho nhiều loại đối tượng từ tự nhiên đến sản phẩm công nghiệp, nhiều khoảng nồng độ khác cho kết tin cậy Tạ Thị Liên 59 K32C - Hoá học Khóa luận tốt nghiệp đại học Trường ĐHSP Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Luận, Từ Vọng Nghi, 1990, Cơ sở lý thuyết số phương pháp phân tích điện hóa đại, Trường ĐHTH [2] Lê Đức Ngọc, 1999, Xử lý số liệu kế hoạch hóa thực nghiệm, ĐHQGĐHKHTN, Hà Nội [3] Nguyễn Duy Ái, Nguyễn Tinh Dung, Trần Thành Huế, Trần Quốc Sơn, Nguyễn Văn Tòng, 2002, Một số vấn đề chọn lọc Hóa Học, Tập 3, Nxb GD [4] Nguyễn Tinh Dung, 2000, Hóa học phân tích, phần II, Nxb GD Tạ Thị Liên 60 K32C - Hoá học [...]... nghiên c u rộng, c hợp chất vô c và hàng nghìn hợp chất hữu c c c loại Trong đó Vit .C là một trong những hợp chất hữu c đư c nghiên c u ứng dụng theo nhiều c ch kh c nhau dưới lý thuyết c a c c phương pháp phân tích điện hóa 1.2.2.2.2 Ứng dụng c c phƣơng pháp phân tích điện hóa x c định Vit .C Phương pháp phân tích điện hóa đư c dùng chủ yếu là c c phương pháp phân tích c c phổ và phương pháp vôn- ampe. .. tiền c a, c ng s c mà c thời gian cho xã hội Với sự hỗ trợ c a c c phương pháp phân tích c ng c và những thiết bị hiện đại, vi c x c định Vit .C cũng đã đạt đư c những yêu c u đó Đ c biệt, quy trình phân tích nhanh và đa số trường hợp không phải xử lí mẫu trư c khi giảm thiểu đư c sự mất mát Vit .C trong quá trình định lượng C c phương pháp phân tích c ng c c thể x c định Vit .C gồm nhóm c c phương pháp. .. phƣơng pháp phân tích điện hóa 1.2.2.2.1 Sơ lƣ c về c c phƣơng pháp c c phổ và phƣơng pháp vôn ampe  Nguyên t c của phương pháp Nhóm c c phương pháp phân tích c c phổ và vôn- ampe là những phương pháp quan trọng nhất trong số c c phương pháp phân tích điện hóa C c phương pháp này đều dựa trên lý thuyết về quá trình điện c c, phụ thu c chủ yếu vào vi c đưa chất điện hoạt từ trong lòng dung dịch đến... điện c c calomen bão hòa Điện c c so sánh phải c thế ổn định  Sóng c c phổ khuếch tán - Sóng c c phổ c điển c dạng b c thang, dòng c c đại id tỷ lệ tuyến tính với nồng độ chất phân tích trong dung dịch id=f (C) , người ta lợi dụng tính chất này để phân tích định lượng Tuy nhiên sóng c c phổ c điển c độ phân giải không cao c ng như c dòng dư lớn Do đó hạn chế độ nhạy c a phương pháp chỉ x c định. .. nhiều mẫu thu c, rau, quả Nhiều c ng trình nghiên c u đã tìm đư c điều kiện thích hợp cho phép x c định Vit .C Tuy nhiên do giới hạn c a phương pháp c c phổ c điển mà vi c định lượng Vit .C vẫn bị gây c n trở bởi một số chất c thế khử gần với thế khử c a axit ascobic C c hợp chất sunfuhydryl thường c mặt trong c c mô th c vật là một trong số đó Vì vậy đối tượng phân tích c n hạn chế Gần đây c c kỹ thật... c a phương pháp là sử dụng hóa chất đơn giản, dễ kiếm, máy đo quang không đắt tiền, phổ biến trong c c phòng thí nghiệm Hơn nữa, theo nghiên c u thì c c chất kh c có mặt trong đối tượng nghiên c u c ng với Vit .C: c c hợp chất glucozo, fructozo, sucrozo, lactozo, saccarozo: c c axit thường xuất hiện trong trái c y như: axit xitric, axit oxalic, axit malic, axit tactric, c c muối natri clorua, caxi clorua... axetic băng ● Natri axetat, natri clorua, NaH2PO4.2H2O, K2HPO4.3H2O ● Axit pecloric, axit oxalic, axit tactric, axit citric C c hóa chất đều thu c loại tinh khiết phân tích (PA) C c dung dịch nghiên c u đều đư c pha từ lượng c n chính x c hóa chất chuẩn bằng bình định m c đã đư c kiểm tra độ chính x c thể tích Tạ Thị Liên 21 K3 2C - Hoá h c Khóa luận tốt nghiệp đại h c Trường ĐHSP Hà Nội 2 2.2 C C VẤN... C U 2.2.1 Nghiên c u c bản Trong bản khóa luận này, em tập trung nghiên c u điều kiện tối ưu x c định Vit .C trên c sở thiết bị, máy m c, hóa chất, môi trường phòng thí nghiệm ở Việt Nam M c đích là x c định Vit .C trong c c đối tượng th c tế một c ch nhanh chóng, chính x c và hiệu quả Bảng 2.1: Chƣơng trình ghi sóng c c phổ c a vit .C Chế độ đo DP Dòng 100nA/10Ma Điện c c HMDE Kích thư c giọt 4 T c. .. 29 K3 2C - Hoá h c Khóa luận tốt nghiệp đại h c Trường ĐHSP Hà Nội 2 Tính giới hạn phát hiện c a phương pháp, so sánh với th c nghiệm 2.2.1.6 Khảo sát c c chất ảnh hƣởng Em nhận thấy trong thu c, rau, quả, nư c đóng hộp…, ngoài Vit .C còn chứa một số chất c ng c hoạt tính c c phổ Vì vậy em tiến hành khảo sát m c độ ảnh hưởng c a c c chất đó đến pic c a Vit .C Trong c c loại nư c đóng hộp, c c chất c ảnh... tích Vit .C 1.2.2.2.3 Phƣơng pháp c c phổ xung vi phân Phương pháp c c phổ xung vi phân là phương pháp phân tích điện hóa hiện đại, đư c cải tiến c về kỹ thuật quét thế và kỹ thuật ghi dòng, kh c ph c đư c đa số như c điểm c a phương pháp c c phổ c điển và phương pháp xung thường Trong phương pháp xung vi phân, điện c c đư c phân c c bằng một điện áp một chiều biến thiên tuyến tính với t c độ chậm Ghi ... + - 2CH 3COCH CH 2OH H 3C O C C O H H 3C H O O H CH C CH O Vitamin C CH 1.2 C C PHƢƠNG PHÁP X C ĐỊNH VIT .C Có thể chia phương pháp x c định Vit .C thành nhóm lớn: - Nhóm phương pháp phân tích hóa... em chọn đề tài: “X C ĐỊNH HÀM LƢỢNG VITAMIN C TRONG NƢ C ÉP DƢA HẤU VÀ THRIO CAM BẰNG PHƢƠNG PHÁP VÔN-AMPE” Nhiệm vụ đặt ra: - Nghiên c u quy trình x c định Vit .C phương pháp vôn- ampe (c c phổ)... giúp cho vi c x c định vị trí chiều cao pic Vit .C cách rõ ràng x c Điều c nghĩa c khả x c định tr c tiếp Vit .C điện c c giọt Hg mà không c n xử lý mẫu để loại chất ảnh Tạ Thị Liên 17 K3 2C -