1、庫(kù)侖滴定法測(cè)定維生素C藥片中的抗壞血酸含量化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 分析科學(xué)研究所 中山大學(xué)，廣東510275摘要 本實(shí)驗(yàn)利用恒電流庫(kù)侖分析（庫(kù)侖滴定法）結(jié)合永停法指示終點(diǎn)的方法，對(duì)一定質(zhì)量的某品牌維生素C片中抗壞血酸含量進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算過(guò)程運(yùn)用了法拉第電解定律。結(jié)果測(cè)得：維生素C藥片中抗壞血酸含量為858.8mg/g。關(guān)鍵詞 庫(kù)侖滴定法 維生素C 雙鉑極 永停法 抗壞血酸0 引言抗壞血酸，即維生素C（Vitamin C）是無(wú)色晶體，熔點(diǎn)為192，易溶于水及乙醇。在水溶液里該物質(zhì)極易被氧化，特別是有氧化酶及銅、鐵離子存在時(shí)，可促進(jìn)氧化破壞過(guò)程。維生素C是人體必需的維生素, 對(duì)維持人體正常生理機(jī)能有著非

2、常重要的作用1 斯琴格日樂(lè)，恩德，依德日等. 苦瓜中維生素C含量的測(cè)定J. 光譜實(shí)驗(yàn)室，2011，28（2）：847-849. 。對(duì)于抗壞血酸含量的測(cè)定，一般采用碘量法以及光度法2 中華人民共和國(guó)藥典M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990.等方法。除此之外，原子吸收光譜法3 董振明，殷海龍，鄭養(yǎng)珍等. 間接原子吸收法測(cè)定維生素C的含量J. 光譜學(xué)與光譜分析，2007，27 （9）1862-1865.和毛細(xì)管電泳法4 李向軍，熊輝，袁倬斌. 毛細(xì)管電泳法測(cè)定復(fù)方蘆丁片的蘆丁和維生素CJ. 分析試驗(yàn)室，2001，20（5）：41-43. 等均有應(yīng)用。相比于以上方法，庫(kù)侖滴定是由電解產(chǎn)生的滴定劑來(lái)滴定

3、待測(cè)物質(zhì)的一種電化學(xué)分析法。由于它不需要配制及標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液，以電解液直接進(jìn)行滴定，分析結(jié)果通過(guò)精確測(cè)定電量或電位而獲得，因而具有靈敏度高、精密度好和準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)5 俞潔敏，傅曉航，李成平. 庫(kù)侖滴定法測(cè)定Vitamin C片及黃瓜、青椒中抗壞血酸的含量J. 廣東微量元素科學(xué)，2008，15（4）：44-46。本實(shí)驗(yàn)是以電解產(chǎn)生的Br2來(lái)測(cè)定抗壞血酸的含量?？箟难崤c溴單質(zhì)能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如下式（1）所示：+ 2HBr （1）+ Br2 該反應(yīng)能快速而又定量地進(jìn)行，因此可通過(guò)電解即時(shí)生成Br2來(lái)“滴定”抗壞血酸，故該方法亦稱為庫(kù)侖滴定。本實(shí)驗(yàn)用KBr作電解質(zhì)來(lái)電解出Br2，電極反應(yīng)為陽(yáng)極：

4、2Br= 2e + Br2陰極：2H+ + 2e = H2(g)滴定終點(diǎn)用雙鉑極電流指示法來(lái)確定。即在雙鉑電極間加一小的電壓（50-200mV），在終點(diǎn)前，電生出的Br2立即被抗壞血酸還原為Br離子，因此溶液未形成電對(duì)Br2/Br。指示電極沒(méi)有電流通過(guò)（僅有微小的殘余電流），但當(dāng)達(dá)到終點(diǎn)后，存在過(guò)量的Br2形成Br2/Br可逆電對(duì)，使電流表的指針明顯偏轉(zhuǎn)，指示終點(diǎn)到達(dá)6 葉憲曾，張新祥等. 儀器分析教程M. 第2版. 北京：北京大學(xué)出版社，2007.1.。圖1 采用電流法指示終點(diǎn)的庫(kù)侖滴定裝置定量計(jì)算根據(jù)法拉第電解定律來(lái)計(jì)算，有 m=Q×MnF （2）上式中，m-被滴定抗壞血酸的質(zhì)量

5、（mg）；Q-電極反應(yīng)所消耗的電量（本儀器所示電量為mC）；M-抗壞血酸的分子量(176.1)；F- Faraday（法拉第）常數(shù)，其值為96485 C·mol-1；n-電極反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)(2e-)。1 實(shí)驗(yàn)部分1.1儀器和試劑儀器：（1）KLT-1型通用庫(kù)侖儀（江蘇電分析儀器廠）；（2）攪拌器；（3）超聲波清洗器；（4）移液槍（量程上限為1000L）；（5）電解池裝置：雙鉑極工作電極和雙鉑極指示電極。試劑：（1）電解液：冰醋酸與0.3 mol·L-1 KBr溶液等體積混合；（2）維生素C藥片；（3）蒸餾水若干。1.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程庫(kù)侖儀的調(diào)節(jié)與準(zhǔn)備（1）將儀器面板上所有鍵全部

6、彈出，“工作/停止”開(kāi)關(guān)置于“停止”位置。（2）“量程選擇”旋至10mA檔，“補(bǔ)償極化電位”沿逆時(shí)針旋至“ 0 ”，開(kāi)啟電源，預(yù)熱10 min。（3）指示電極電壓調(diào)節(jié)：按下“極化電位”鍵和“電流”、“上升”鍵，調(diào)節(jié)“補(bǔ)償極化電位”，使表指針擺至 20（這時(shí)表示施加到指示電極上的電位為200 mV），然后使“極化電位”鍵復(fù)原彈出。1.2.2 測(cè)量（1）樣品溶液配制：準(zhǔn)確稱取一片維生素C藥片于小燒杯中，用少量蒸餾水浸泡片刻，用玻璃棒小心搗碎，在超聲波清洗器中（振動(dòng)20min左右）助溶。藥片溶解后（藥片中有少量輔料不溶），把溶液連同殘?jiān)哭D(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中，用蒸餾水定容。（2）電解池準(zhǔn)備：向

7、電解池中加入70 mL電解液（使用量筒），用滴管向電解陰極管填充足夠的電解底液。連接好電極接線，然后將電解池置于攪拌器上。（3）終點(diǎn)指示的底液條件預(yù)設(shè)：“工作/停止”開(kāi)關(guān)置于“工作”位置。向電解池中加幾滴抗壞血酸樣品溶液，開(kāi)動(dòng)攪拌器，按下“啟動(dòng)”鍵，再按一下“電解”按鈕。這時(shí)即開(kāi)始電解，在顯示屏上顯示出不斷增加的毫庫(kù)侖數(shù)，直至指示紅燈亮，記數(shù)自動(dòng)停止，表示滴定到達(dá)終點(diǎn)，可看到表的指針向右偏轉(zhuǎn)，指示有電流通過(guò)，這時(shí)電解池內(nèi)存在少許過(guò)量的Br2，形成Br2/Br-可逆電對(duì)，這就是終點(diǎn)指示的基本條件（以后滴定完畢都存在同樣過(guò)量的Br2）（4）樣品測(cè)定：用移液器向電解池中加入500 mL樣品溶液，令“

8、啟動(dòng)”鍵彈出（這時(shí)數(shù)顯表的讀數(shù)自動(dòng)回零），再按下“啟動(dòng)”鍵及按一下“電解”按鍵。這時(shí)指示燈滅并開(kāi)始電解，即開(kāi)始庫(kù)侖滴定，同時(shí)計(jì)數(shù)器同步開(kāi)始計(jì)數(shù)。電解至近終點(diǎn)時(shí)，指示電流上升，當(dāng)上升到一定數(shù)值時(shí)指示燈亮，計(jì)數(shù)器停止工作，即滴定終點(diǎn)到達(dá)。此時(shí)顯示表中的數(shù)值，即為滴定終點(diǎn)時(shí)所消耗的毫庫(kù)侖數(shù)，記錄數(shù)據(jù)。（5）平行測(cè)定樣品溶液三份。2 結(jié)果與討論2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 實(shí)驗(yàn)中藥片質(zhì)量以及三次平行測(cè)定的消耗電量如下，注意到單次測(cè)量的樣品溶液中抗壞血酸含量為原來(lái)的1%，故由式（2）可計(jì)算得表中數(shù)據(jù)。表1 維生素C藥片中抗壞血酸含量的分析結(jié)果維生素C藥片的重量/g測(cè)量次數(shù)消耗電量/mC藥片中抗壞血酸含量/(mg/g

9、)單次值平均值相對(duì)平均偏差/%0.116711045817.2815.90.2121040813.331045817.2實(shí)驗(yàn)得出結(jié)果為維生素C藥片中抗壞血酸含量為815.9mg/g。2.2 結(jié)果討論 由測(cè)定的維生素C藥片中抗壞血酸含量為815.9mg/g，則質(zhì)量分?jǐn)?shù)為81.6%，亦即0.1167g的一片藥片中含有952.2mg的維生素C有效成分。過(guò)程中結(jié)果測(cè)定的重現(xiàn)性好，靈敏度高，該方法值得推廣和應(yīng)用。3 思考題1KBr提供Br-離子來(lái)形成電對(duì)Br2/ Br-；冰醋酸則起到緩沖溶液（調(diào)節(jié)pH）的作用。2實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)盡量避免氧氣存在，若O2濃度過(guò)高將會(huì)與Br-、Br2等物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致抗壞血酸消耗過(guò)快，終點(diǎn)提前，最終導(dǎo)致結(jié)果偏低。3. 由于陰極不斷析出H2，同時(shí)產(chǎn)生OH-，使溶液堿化。如果不使用冰醋酸組成緩沖體系，在較高的pH值條件下，生成的Br2發(fā)生歧化反應(yīng)，生成的Br含氧酸根氧化能力下降，原反應(yīng)無(wú)法定量進(jìn)行。4. 陰極需要增加保