Визначення глюкози йодометричним методом – МАНЛаб


Визначення глюкози йодометричним методом

Автор Шаповалов Євгеній
Науковий співробітник НЦ «Мала академія наук України». Сфера наукових інтересів: екологія, біотехнологія, аналітична хімія, загальна хімія, органічна хімія, біохімія, харчова експертиза, фізіологія харчування. Переможець Всеукраїнського конкурсу студентських наукових робіт за напрямом «Хімічні технології» (2014 р.), ІІ місце у конкурсі найкращих дипломних робіт за напрямом «Біотехнологія» (2014 р). Автор посібників по використанню цифрових вимірників на уроках хімії та біології

Завдання роботи:

  1. Ознайомитися з теоретичними відомостями про глюкозу.
  2. Ознайомитися з функціями глюкози в організмі людини.
  3. Ознайомитися з йодометричним методом дослідження проби на вміст глюкози.
  4. Навчитися проводити дослідження проби на вміст глюкози в лабораторних умовах.

Обладнання:

  1. Ступка з товкачем.
  2. Ваги.
  3. Мірна колба, 100 мл.
  4. Фільтр паперовий (синя лінія).
  5. Лійка.
  6. Колба конічна, 100 мл, 2 шт.
  7. Магнітна мішалка (опціонально).
  8. Піпетка, 10 мл, 2 шт.
  9. Піпетдозатор (можна замінити грушкою).
  10. Гумовий корок для колб об’ємом 100 мл.
  11. Бюретка, 25 мл (можна замінити будь-якою іншою бюреткою, піпеткою, або, в крайньому разі, медицинським шприцем).

Реактиви:

  1. I2, 0,1 н. розчин йоду.
  2. Na2S2O3 ,0,1 н. розчин натрій тіосульфату.
  3. H2SO4, 0,1 н. розчин сульфатної кислоти.
  4. NaOH, 0,1 н. розчин натрій гідроксиду.
  5. 1,0%-й розчин крохмалю.

Теоретична частина

Глюкоза, С6Н12О6  – виноградний цукор (у великій кількості міститься в дозрілому винограді), декстроза; належить до гексоз. Глюкоза зустрічається в різних фруктах та ягодах, входить до складу мальтози, сахарози, лактози, рафінози. З глюкози побудовані полісахариди – крохмаль, клітковина, глікоген.

Глюкоза наявна в соці винограду, в багатьох фруктах, а також у крові тварин і людей.

М’язова робота виконується передусім за рахунок енергії, яка виділяється при окисленні глюкози.

Глюкозу отримують при гідролізі полісахаридів крохмалю і целюлози (під дією ферментів або мінеральних кислот). Її використовують як засіб посиленого харчування або як лікарську речовину, а також при обробці тканини. Крім того, препарати на основі глюкози і саму глюкозу використовують у медицині при визначенні наявності та типу цукрового діабету в людини.

Розчин глюкози містить молекули в α- і β-формі; рівноважний стан досягається при співвідношенні цих форм 37% і 63%. Глюкоза оптично активна, обертає поляризований промінь направо.

Природна кристалічна глюкоза (виноградний цукор) – це циклічна альфа-форма. При розчиненні в воді вона переходить у ланцюгову, а через неї – в бета-форму; при цьому встановлюється динамічна рівновага між усіма формами.

Бета-форма також може бути виділена в кристалічному вигляді; у водному розчині вона утворює рівноважну систему з іншими формами.

Ланцюгова форма існує лише в розчинах, причому в дуже невеликій кількості, а у вільному вигляді не виділена.

Ізомерні форми сполук, які здатні переходити одна в одну, називають таутомерними формами чи таутомерами. Явище таутомерії дуже розповсюджене серед органічних сполук.

Принцип методу

Ґрунтується на здатності йоду в лужному середовищі окислювати тільки альдози, не впливаючи на кетози. Йод, який не прореагував із глюкозою, визначають у кислому середовищі титруванням розчином тіосульфату натрію.

Приготування реактивів

1. 0,1 н. розчин йоду.

У хімічному стакані ємністю 250 мл зважте 40 г калій йодиду та додайте 25 мл води. Додайте 12,7 г молекулярного йоду (зважуйте на технічних вагах), перемішуйте до повного розчинення йоду. Розчин кількісно перенесіть у мірну колбу на 1 літр і доведіть до мітки.

Увага: концентрація розчину йоду може змінюватися внаслідок летючості йоду, тому розчин необхідно зберігати в посудині зі шліфованою скляною пробкою. При концентрації йодиду калію не менше 4% розчин йоду стійкий. Установлення титру стандартного розчину йоду проводиться по натрій тіосульфату.

2. 0,1 н. розчин натрій тіосульфату.

25 г натрій тіосульфату Na2S2O3∙5H2O розчиніть у свіжопрокип’яченій охолодженій дистильованій воді, додайте 0,2 г натрій карбонату (Nа2СО3) і доведіть об’єм до 1 дм3.

3. 0,1 н. розчин сульфатної кислоти.

Налийте в мірну колбу на 1 л 200 мл дистильованої води і обережно, перемішуючи, додайте по 5,107 г  (2,8 мл) концентрованої сульфатної кислоти. Доведіть до мітки дистильованою водою.

4. 0,1 н. розчин натрій гідроксиду.

Наважку масою (4,0 ± 0,1) г натрій гідроксиду розчиніть у дистильованій воді, що не містить карбон(IV) оксиду (вуглекислого газу); в мірній колбі об’ємом 1 дм3 розчин доведіть водою до мітки. Розчин можна приготувати зі стандарт-титру.

5. 1,0%-й розчин крохмалю.

У стаканчику на 100 мл до 1 г розчинного крохмалю додайте 10 мл дистильованої води і при постійному перемішуванні додайте 90 мл киплячої дистильованої води. Розчин охолодіть.

Хід роботи

Увага: для дослідження необхідно провести холостий дослід (із дистильованою водою замість досліджуваної проби).

1. Подрібніть зразок у ступці.

2. Зважте 1 г подрібненої наважки і кількісно перенесіть у мірну колбу 100 мл.

3. Доведіть водою до мітки та перемішайте.

4. Профільтруйте пробу через паперовий фільтр.

5. Відберіть 10 мл профільтрованої проби в конічну колбу.

6. Додайте в досліджувану пробу 25 мл розчину йоду.

7. Перемішуйте пробу протягом 3 хв.

8. Перемішуючи вміст колби, додайте 35 мл розчину натрій гідроксиду.

9. Закрийте колбу гумовою пробкою та залиште в темному місці на 20 хв.

10. Додайте 5 мл. розчину сульфатної кислоти.

11. Протитруйте розчином натрій тіосульфату до появи світло-жовтого забарвлення (відео: наливання натрій тіосульфату)

12. Додайте 4 краплі крохмалю індикаторного.

13. Продовжуйте титрування до зникнення синього забарвлення.

14. Результат обчисліть за формулою, наведеною далі.

Аналіз даних

Проведіть кількісні розрахунки вмісту глюкози (%):

Г=(((А-В)*0,009*V1)/(n*V2))*100%,

де А і В – кількість натрій тіосульфату, витраченого на титрування контрольної і дослідної проб, мл, відповідно;

0,009 – кількість глюкози, еквівалентна 1 мл 0,1 н розчину йоду, г/мл;

п – маса наважки, г;

V1 – об’єм розчинення наважки, мл;

V2 – об’єм, взятий для титрування, мл;

100 – коефіцієнт перерахунку у відсотки.