일반화학실험 | 요오드 적정에 의한 비타민 C 분석 - Vitamin C Analysis by Iodometric Titration

 

 

 

TIP

 

 

1. 요오드의 환원에 의한 아스코브산(ascorbic acid)의 산화 반응을 이용하여 비타민 C를 분석하는 방법 학습해 본다.
2. 생화학적 환원제로서의 비타민 C의 역할을 알아본다.
3. 열에 의한 비타민 C의 파괴 속도 테스트를 해본다.

 

 

 

화학에서는 농도를 모르는 용액에서 용질의 양을 측정하는 것이 필요한 경우가 있다. 적정에는 여러 가지 방법이 있는데 본 실험에서는 산화환원적정을 이용한다. 요오드와 비타민C의 산화 환원 반응을 이용하여서 아스코브산 용액을 요오드 용액으로 적정하여 아스코브산의 분자량을 측정해본다. 또한 그 분자량을 이용해 비타민 C의 양을 정량해보고 열파괴속도를 구하여 본다. 이를 통해 산화-환원의 원리와 그 예를 측정해 본 실험이다.

 

 

비타민 C의 메커니즘 (Mechanism ; 작용 기전)

비타민 C가 왜 필수영양소이며 얼마나 공급되어야 하는 지를 이해하기 위해서는 산소와 생명 현상과의 관계를 살펴보아야 할 것이다. 식물과 동물은 에너지를 이용하면서 그 부산물인 전자를 산소라는 쓰레기통에 버린다. 그 결과 산소는 물로 변한다.

 

산소가 생명현상의 유지에 필수적이기는 하지만, 언제나 유익한 것은 아니다. 완전히 환원되지 않고 부분적 환원상태로 존재하는 산소를 활성산소라 하고, 이 활성산소는 반응성이 높아서 반감기가 아주 짧은 물질이며, 체내에 존재하는 산소의 1~5% 정도가 활성산소로 존재한다. 이 활성산소에 의한 피해를 산화적 스트레스라 한다. 고등 생명체는 에너지를 얻기 위해 산소를 전자 처리용 하수구로 유익하게 이용하지만, 그 부작용인 산화적 스트레스를 감수해야 한다.

 

활성산소는 세포 각 성분을 손상시키고 그 손상의 형태도 매우 다양하다. 예를 들면 활성산소는 세포막 지질을 과산화시키는데 이 반응은 연쇄적으로 진행되어서 세포막 전체에 손상을 주며 과산화 지방질을 생성한다. 과산화 지방질은 그 자체가 기(基 ; radical)로서 각종 질병을 일으키며 상피세포막의 주성분인 히알루론산을 파괴시켜 상피조직에 장애를 주기도 한다.

 

또한 각종 단백질에 손상을 줘 효소의 활성을 무력화시키며, DNA에도 직접적인 손상을 준다. 활성산소는 이와 같이 세포 전반에 걸쳐 손상을 줄 수 있는 물질이다. 따라서 고등 생물체는 이런 옥시던트를 처리할 방어 기전을 갖추지 않으면 살아갈 수가 없다. 비타민 C가 바로 산화적 스트레스를 방어하는 물질인 것이다.

 

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실험 방법

실험 1. Ascorbic acid 용액의 요오드 적정

1) 100 ㎖ 삼각 플라스크에 각자 만든 ascorbic acid 용액 20 ㎖를 넣는다.

 

2) 1% 녹말 용액을 10 방울 정도 가한다.

 

3) 요오드 용액 약 1 ㎖로 뷰렛의 내부 벽을 헹구어 버리고, 새로 채워 넣는다.

 

4) 종말점(청색이 나올 때)까지 용액을 적정한다. (청색이 보였을 경우 20초간 흔들어서 유지가 됐을 때 이를 종말점으로 한다.)

 

5) 1～4 과정을 한번 반복한다.

 

 

실험 2. Vitamin C 드링크의 ascorbic acid 분석

1) 드링크 10 ㎖를 증류수로 10배 묽힌다.

 

2) 100 ㎖ 삼각 플라스크에 20 ㎖를 옮긴다.

 

3) 1% 녹말 용액을 10 방울 정도 가하고, 위와 같이 요오드 용액으로 적정한다.

 

 

실험 3. Ascorbic acid의 열 파괴 속도

1) 실험 시작 전에 hot plate를 켜서 미리 뜨겁게 준비해 놓는다.

 

2) 유리 바이알 6개에 위의 ascorbic acid 용액을 10 ㎖ 씩 넣고 수면의 위치를 마커펜으로 표시한다.

 

3) 바이알들을 동시에 hot plate에 올려놓고 끓기 시작하면 시간을 측정하기 시작하면서 0, 10, 20, 30, 45, 60 분에 하나씩 꺼내서 바이알을 찬물에 넣어 식힌다. 이 때 따로 작은 비커에 증류수를 끓이면서 10 ㎖ 부피가 대략 유지되도록 바이알에 끓는물을 가한다.

 

4) 바이알에 들어있는 ascorbic acid를 위와 같이 요오드 용액으로 적정한다.

 

 

 

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