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Nr. 98/3 d
Application Bulletin
Von Interesse für:
Allgemein analytische Laboratorien; Lebensmittel;
Pharmazie; Biologie
B C G 1, 3, 4, 7, 8
Bestimmung von Ascorbinsäure (Vitamin C) und
deren Verbindungen
Zusammenfassung
Ascorbinsäure sowie deren Salze und Ester können durch Titration mit 2,6-Dichlorphenolindophenol (DPIP) oder mittels Polarographie bestimmt werden, wobei die
Ascorbinsäure zu Dehydroascorbinsäure oxidiert wird:
–2H
C6H8O6
Ascorbinsäure
+
–
–2e
C6H6O6
Dehydroascorbinsäure
Bei Verwendung von 2,6-Dichlorphenolindophenol als Titriermittel wird dieses durch
die Ascorbinsäure reduziert:
C12H7Cl2NO2
+2H
+
–
+2e
C12H9Cl2NO2
Bei der titrimetrischen Bestimmung kann eine bi-voltametrische oder photometrische Endpunktindikation verwendet werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass
nur die bi-voltametrische Indikation von Eigenfärbungen der Probe unabhängig ist.
Die Polarographie ist die selektivste der beschriebenen Methoden, da andere reduzierende oder oxidierende Substanzen nicht erfasst werden.
Geräte und Zubehör
Für die Titration:
• SET/MET-Titrino 702, DMS-Titrino 716, GP-Titrino 736, GPD-Titrino 751 oder
DMP-Titrino 785 oder
Titroprocessor 726 oder 796 mit Dosino 700 oder Dosimat 685
• Magnetrührer 2.728.0040
• Wechseleinheit 6.3014.213 oder 6.3014.223
• Doppel-Pt-Blech-Elektrode 6.0309.100 mit Elektrodenkabel 6.2104.020 (BiVoltametrie) oder
• Spectrode 610 nm 6.5501.01X (Photometrie)
Für die Polarographie:
• VA Computrace 757 oder
• VA Trace Analyzer 746 mit VA-Stand 747
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Reagenzien
• Oxalsäure-Lösung:
1 g Oxalsäure oder 1,4 g Oxalsäure-Dihydrat werden in dest. Wasser gelöst und
auf 1 L aufgefüllt.
• Natriumacetat-Lösung, w(CH3COONa) = 10% in dest. Wasser
• Acetatpuffer pH = 4,64:
8,2 g Natriumacetat werden in dest. Wasser gelöst, mit 6 mL Eisessig versetzt
und mit dest. Wasser auf 100 mL aufgefüllt.
• Vitamin-C-Standard, ρ(Vitamin C) = 0,5 g/L:
50,0 mg Vitamin C werden in Oxalsäure-Lösung gelöst und auf 100 mL aufgefüllt. Diese Standardlösung ist täglich frisch herzustellen.
1 mL Standard entspricht 0,5 mg Vitamin C
• Titriermittel: c(DPIP) ≈ 0,001 mol/L:
Ca. 330 mg 2,6-Dichlorphenolindophenol Natriumsalz Dihydrat (z.B. Merck Nr.
103028) werden in dest. Wasser gelöst, mit ca. 100 mg NaHCO3 versetzt und
mit dest. Wasser auf 1 L aufgefüllt.
Probenvorbereitung
• Getränke, Frucht- und Gemüsesäfte können direkt analysiert werden.
• Von Tabletten und anderen Vitaminpräparaten wird eine Verdünnung mit entlüftetem dest. Wasser hergestellt und ein Aliquot dieser Lösung dann für die titrimetrische bzw. polarographische Bestimmung eingesetzt.
• Lebens-, Genuss- und Futtermittel werden nach einschlägigen Verfahren extrahiert. Enthaltene Farbstoffe müssen nicht mit Ether extrahiert werden, da sie die
Vitamin-C-Bestimmung nicht stören.
Analyse
1. Titrimetrische Bestimmung
Im Titriergefäss werden 10 mL dest. Wasser, 15 mL Oxalsäure- und 1 mL Natriumacetat-Lösung während 3 ... 5 min mit Stickstoff entlüftet. Dann gibt man Proben- oder Standardlösung zu (soll 0,05 ... 0,5 mg – für die photometrische Titration
mindestens 0,2 mg – Vitamin C enthalten) und titriert mit c(DPIP) ≈ 0,001 mol/L
(z.B. im MET-Modus).
Berechnung
1 mL c(DPIP) = 0,001 mol/L entspricht 0,176 mg Vitamin C
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Abbildungen
'pa
785 DMP Titrino
02287
785.0010
user
date 1999-05-04
time 10:26
22
MET Ipol
********
parameters
>titration parameters
V step
0.10 ml
dos.rate
max. ml/min
signal drift
OFF mV/min
equilibr.time
8 s
start V:
OFF
pause
0 s
I(pol)
1 µA
electrode test:
OFF
temperature
25.0 °C
>stop conditions
stop V:
abs.
stop V
5 ml
stop U
OFF mV
stop EP
9
filling rate
max. ml/min
>statistics
status:
OFF
>evaluation
EPC
5 mV
EP recognition:
greatest
fix EP1 at U
OFF mV
>preselections
req.ident:
OFF
req.smpl size:
OFF
limit smpl size:
OFF
activate pulse:
OFF
------------
'fr
785 DMP Titrino
02287
785.0010
user
date 1999-05-04
time 10:16
21
U(init)
141 mV MET Ipol ********
smpl size
2 ml
EP1
4.179 ml
28 mV
RS1
0.368 g/l
stop V reached
============
Abb. 1: Parametereinstellungen am DMP-Titrino 785 für die Titration von Vitamin C
mit bi-voltametrischer Indikation.
Abb. 2: Resultatblock und Titrationskurve für
die Bestimmung von Vitamin C in
Orangensaft (bi-voltametrische Indikation).
'cu
785 DMP Titrino
02287
785.0010
user
date 1999-05-04
time 10:16
21
start V
0.000 ml MET Ipol ********
2.0 ml/div
dU=50.0 mV/div
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'pa
785 DMP Titrino
02287
785.0010
user
date 1999-05-04
time 08:28
9
DET U
********
parameters
>titration parameters
meas.pt.density
4
min.incr.
100 µl
dos.rate
max. ml/min
signal drift
30 mV/min
equilibr.time
32 s
start V:
OFF
pause
0 s
meas.input:
1
temperature
25.0 °C
>stop conditions
stop V:
abs.
stop V
15 ml
stop U
OFF mV
stop EP
9
filling rate
max. ml/min
>statistics
status:
OFF
>evaluation
EPC
5
EP recognition:
greatest
fix EP1 at U
OFF mV
pK/HNP:
OFF
>preselections
req.ident:
OFF
req.smpl size:
OFF
limit smpl size:
OFF
activate pulse:
OFF
============
'fr
785 DMP Titrino
02287
785.0010
user
date 1999-05-04
time 08:45
11
U(init)
164 mV DET U
********
smpl size
1.3 ml
EP1
3.820 ml
106 mV
Vit C
0.52 g/l
manual stop
============
Abb. 3: Parametereinstellungen am DMP-Titrino 785 für die Titration von Vitamin C
mit photometrischer Indikation.
Abb. 4: Resultatblock und Titrationskurve für
die Bestimmung von Vitamin C im
Standard (photometrische Indikation).
'cu
785 DMP Titrino
02287
785.0010
user
date 1999-05-04
time 08:45
11
start V
0.000 ml DET U
********
2.0 ml/div
dU=50.0 mV/div
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2. Polarographische Bestimmung
Ins Polarographiegefäss werden 10 mL dest. Wasser und 1 mL Acetatpuffer pH =
4,64 gegeben und mit Stickstoff entlüftet. Man gibt 1 mL Probenlösung zu, mischt
und entlüftet nochmals kurz mit Stickstoff. Anschliessend wird das DP-Polarogramm unter den folgenden Bedingungen aufgenommen:
working electrode
stirrer speed
mode
purge time
equilibration time
pulse amplitude
start potential
end potential
voltage step
measure time
pulse time
voltage step time
sweep rate
peak potential
DME
2000 rpm
DP
300 s
5s
50 mV
–50 mV
+200 mV
6 mV
20 ms
40 ms
0.6 s
10 mV/s
+100 mV
Die Ermittlung der Konzentration erfolgt durch Standardaddition.
Abbildungen
================== METROHM 746 VA TRACE ANALYZER (5.746.0101) ==================
Method: AB98
.mth
OPERATION SEQUENCE
Title : Determination of Vitamin C. AB98
--------------------------------------------------------------------------------
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Instructions
t/s
------------- ----SMPL/M
DOS/M
PURGE
STIR
300.0
(ADD
PURGE
STIR
10.0
SEGMENT
ADD>M
ADD)3
END
Main parameters
------------------------V.fraction
mL
V.added
11.000 mL
Rot.speed
2000 /min
Rot.speed
Segm.name
Soln.name
2000 /min
pol
AscStd
Auxiliary parameters
------------------------V.total
L
V.add
0.100 mL
Method: AB98
SEGMENT
pol
--------------------------------------------------------------------------------
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Instructions
t/s
------------- ----0PURGE
0STIR
5.0
(REP
DME
DPMODE
SWEEP
REP)1
PURGE
STIR
0MEAS
END
18.0
Main parameters
-------------------------
Auxiliary parameters
-------------------------
U.ampl
t.step
U.start
U.end
50
0.40
-50
200
t.meas
t.pulse
U.step
Sweep rate
Rot.speed
U.standby
2000 /min
mV
mV
s
mV
mV
20.0
40.0
6
15
Abb. 5: Methode für die Bestimmung von Vitamin C mit dem VA Trace Analyzer 746.
ms
ms
mV
mV/s
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Method: AB98
SUBSTANCES
Ascorb
- pol
-------------------------------------------------------------------------------Recognition
------------------------U.verify
100 mV
U.tol (+/-)
50 mV
U.width min
10 mV
U.width max
200 mV
I.threshold
200 pA
Display / Plot
--------------------------I.scale
auto
U.div
50.00 mV/cm
U.begin
0 mV
U.end
200 mV
Baseline
------------------------Type
linear
Scope
whole
dU.front
auto
S.front
auto
dU.rear
auto
S.rear
auto
Evaluation
--------------------------Mode
VA
Quantity
I.peak
Sign. digits
4
Calibration
2000-08-22 17:24:39
--------------------------------Technique
std.add.
Curve type
linear
Soln.name
---------Mass conc.
Range min
Range max
M.conc./cm
Coefficients
------------------------Y.reg
4.103e-07
Slope
3.836e-05
Nonlin.
Mean dev.
9.826e-09
Additions
-----------------------------------------------------------AscStd
1 g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
Method: AB98
CALCULATION
max. 15 lines
-------------------------------------------------------------------------------Quantity
-----------Ascorb
Formula (R##, C##, A##)
---------------------------------------R1000=MC:Ascorb
Abb. 6: Methode (Fortsetzung).
Res.unit
-------#g/L
Sig.dig.
-------5
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================== METROHM 746 VA TRACE ANALYZER (5.746.0101) ==================
Determ.
: 08221608
User:
Date: 2000-08-22
Modified
: no
Run : 0
Time: 16:08:59
Sample table: -------------------------------------------------------------------------------Pos. Ident.1/S1
Ident.2/S2
Ident.3/S3
Method.call
Sample size/S0
O_Saft
0.5 mL
-------------------------------------------------------------------------------Method : AB98
Title
: Determination of Vitamin C. AB98
Remark1 : 10 ml water + 1 ml buffer
Remark2 : + 0.5 ml sample
-------------------------------------------------------------------------------Substance : Ascorb
Mass conc.:
246.1 mg/L
MC.dev.
:
5.15 mg/L (2.09%)
Cal.dev. :
VR
--00
01
10
11
20
21
30
31
Substance
--------Ascorb
U/mV
----103
103
104
104
104
105
105
106
Techn.
-------std.add.
I/uA
-----0.4100
0.4091
0.7410
0.7428
1.039
1.073
1.348
1.399
Mass
:
Add.mass :
V0.sample:
I.mean
-----0.4096
Std.dev. I.delta
------- ------0.0006
0.7419
0.0013
0.3323
1.056
0.0243
0.3139
1.373
0.0359
0.3176
Y.reg/offset
-----------4.103e-07
Final results
--------------------------------Ascorb =
246.06 mg/L
Slope
---------3.836e-05
1.2
Comments
------------------
Mean deviat.
-----------9.826e-09
Comments
------------------
Standard addition curve: Ascorb
I (µA)
1.4
Comments
------------------
Nonlin.
----------
+/- Res.dev.
%
----------------5.15
2.09
Substance: Ascorb VR(**)
I (µA)
123 ug
100 ug
500 uL
1.4
1.2
1
1
0.8
0.8
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
25
50
75
100 125 150 175
U (mV)
5
10
15
20
25
30
35
rho(eff) (mg/L)
Abb. 7: Resultate, Polarogramme und Standardadditionskurve für die Bestimmung von Vitamin C in
Orangensaft.
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Bemerkungen
• Anstelle von 2,6-Dichlorphenolindophenol können auch andere oxidierende
Titriermittel [z.B. Iod, Iodid/Iodat, Chloramin-T, Fe(III)] verwendet werden. Die
Gefahr, dass neben der Ascorbinsäure auch andere oxidierbare Verbindungen,
die in der Probe enthalten sind, erfasst werden, ist dann jedoch grösser.
• Grössere Mengen Chloridionen (z.B. in Sauerkraut) stören die polarographische
Vitamin-C-Bestimmung. Sie werden durch Fällung mit Silbernitrat und anschliessende Filtration aus der Probenlösung entfernt.
Literatur
• Metrohm Application Note T-30
Ascorbic acid (vitamin C) in fruit juices
Metrohm AG, Herisau.
• Metrohm Application Note T-54
Vitamin C (ascorbic acid) by photometric titration
Metrohm AG, Herisau.
• L. Erdey, G. Svehla
Ascorbinometric Titrations
Verlag Akademiai Kiado, Budapest, 1973.
• G. Pongracz
Neue potentiometrische Bestimmungsmethoden für Ascorbinsäure und dessen
Verbindungen
Fresenius Z. Anal. Chem. 253 (1971) 271–274.
• K. K. Verma, A. K. Gulati
Determination of vitamin C with chloramine T
Anal. Chem. 52 (1980) 2336–2338.
• D. Amin
Application of differential pulse polarography to the assay of ascorbic acid
Microchem. J. 28 (1983) 174–179.
• S. Kozar, A. Bujak, J. Eder-Trifunovic, G. Kniewald
Determination of L-ascorbic acid in fresh and processed fruit and vegetables by
differential pulse polarography
Fresenius Z. Anal. Chem. 329 (1988) 760–763.