氧化法测量蔬菜中维生素C的含量

朱艺灵

维生素C又叫抗坏血酸，大量存在于蔬菜和水果中。如何测定蔬菜中维生素C的含量？

根据所学知识可知，碘和高锰酸钾都具有氧化性。碘单质能使淀粉变蓝，当往碘酒淀粉悬浊液中滴入维生素C时，碘单质被还原成-1价的碘离子，淀粉中的蓝色将逐渐褪去。如果控制好碘的用量，就可测出蔬菜汁中维生素C的含量。

高锰酸钾溶液呈紫红色，当往高锰酸钾溶液中滴入维生素C时，高锰酸钾被还原，紫红色将逐渐褪去。如果控制好高锰酸钾的用量，也可测量蔬菜汁中维生素C的含量。

可问题是，蔬菜的成分较为复杂，除了维生素C外，其他物质是否也能与碘或高锰酸钾发生反应？使用哪种方法受到的干扰小一些？哪种测量方法更准确？

一、高锰酸钾与碘单质的氧化性比较

1.原理分析

高锰酸钾的氧化性主要由锰元素决定，由于高锰酸钾中锰元素的化合价为+7，已表现出最高价，因此还原性非常弱。

碘属于卤族元素，化学性质与氯气相似，也可呈现出-1、0、+1、+3、+5、+7等价态。而在碘单质中，碘元素的化合价为0，因此，碘单质既能表现出氧化性，又可表现出还原性。

一般认为，由于高锰酸钾可用于制取氯气，而氯气能通过氧化碘化钾得到碘单质，所以高锰酸钾的氧化性比碘单质要强。下面通过实验对此进行证明。

2.实验验证

（1）配制溶液

先配制一定浓度（极稀、呈玫瑰红）的高锰酸钾溶液。由于碘单质微溶于水，为了使反应能尽快进行，选用碘酒进行实验，并用酒精进行空白对比实验，以排除酒精的干扰。

（2）设置实验组和对照组

取4支试管，编号为A、B、C、D。

往A试管中加入约2mL水，作为对照组。用于对比观察将碘酒加入高锰酸钾溶液时，由于碘酒稀释而引起的颜色变化。

往B、C、D 3支试管中各加入约2mLKMnO4溶液。B试管作为实验组，用于滴加碘酒，观察碘与高锰酸钾溶液反应时的变化情况。C、D试管作为对照组：C试管中加入等量的酒精，用于对比观察将碘酒加入高锰酸钾溶液时，是否是由于酒精的作用导致高锰酸钾溶液颜色发生变化；D试管滴加等量的水，用来对比观察高锰酸钾溶液的颜色变化是否为溶液被稀释的结果。

实验发现，往高锰酸钾溶液中滴入碘酒时，高锰酸钾溶液的紫红色完全褪去，并产生一些灰黑色的固体不溶物。静置后，溶液略显棕黄色，这与对照组（A试管）加入碘酒后的颜色基本相同，可能是碘酒稍过量的原因。

另外，对照组（C试管）高锰酸钾溶液中滴入酒精后，与D试管相比较，溶液的颜色变化不大，说明酒精也可能与高锰酸钾发生反应，使高锰酸钾溶液褪色，但远没有B试管中碘酒引起的变化明显。

根据实验现象和前面的原理分析，我得出结论：高锰酸钾与碘发生化学反应时，高锰酸钾被碘还原，高锰酸钾的氧化性比碘要强。

然而，蔬菜中其他营养成分（如维生素AD、维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素E、叶酸等）的氧化性可能介于碘和高锰酸钾之间，如果能表现出还原性，则可被高锰酸钾氧化，却可能不会与碘发生作用。也就是说，如果使用高锰酸钾溶液滴定，蔬菜中的某些成分可能会干扰维生素C的测量，从而降低数据的准确性。因此我又进行了以下实验。

二、碘量法与高锰酸钾滴定法的准确性研究

1.实验步骤

（1）各种维生素对高锰酸钾溶液的作用

取9支试管，先各加入约1mL配制好的等浓度的KMnO4溶液，再由左至右分别添加维生素AD、维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素E、叶酸、淀粉悬浊液、适量的水。

前7支试管是实验组，分别逐渐加入配制好的各种待测维生素溶液和胶囊，边加边振荡，加至过量。最后两支试管是对照组：第8支试管加入淀粉悬浊液，用来对比观察淀粉是否与高锰酸钾发生作用，边加边振荡，加至过量；往第9支试管中加入适量水，对比观察高锰酸钾溶液被等量的水稀释时颜色的变化情况，并做好记录。

（2）各种维生素对碘的作用

取8支试管，先各加入约1mL配制好的淀粉碘酒悬浊液，再由左至右分别添加维生素AD、维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素E、叶酸、适量的水。

前7支试管是实验组，分别加入各种待测维生素溶液和胶囊。第8支试管中加入适量水，对比观察淀粉碘酒悬浊液被等量的水稀释时颜色的变化情况，并记录。由于测试液本身含有淀粉，本实验中不再用淀粉作对比。

（3）植物纤维对高锰酸钾和碘的作用

取两支试管，分别加入约1mL淀粉碘酒悬浊液和高锰酸钾溶液，再加入事先从蔬菜中提取出来的经粉碎的植物纤维，加适量的水振荡，浸泡3分钟。

为避免植物纤维干扰颜色的观察，将液体另外倒入一试管中，对比观察、记录。

2.实验现象与分析

实验现象记录如下表所示：

分析上表可知：

维生素AD、维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素B6、叶酸、植物纤维等都能使高锰酸钾溶液的红色减褪，不能使它褪色的只有维生素E。

维生素C、维生素B1、维生素B2能使淀粉碘酒悬浊液的蓝色褪去，不能使其褪色的有维生素AD、维生素B6、维生素E、叶酸、植物纤维。

因此，除了与高锰酸钾和碘单质都不能发生反应的维生素E，不能忽略其他因素的影响。仅从氧化还原的角度分析，蔬菜中其他各营养物质以及高锰酸钾和碘单质的氧化性、还原性的强弱，可大致归纳整理如下：

三、实验结论

如果只从氧化还原反应的角度分析，用碘量法和高锰酸钾溶液滴定法测量蔬菜中的维生素C含量，由于蔬菜中的维生素AD、维生素B6、叶酸等物质不会与碘单质发生作用，却能与高锰酸钾溶液发生反应，因此用高锰酸钾溶液滴定所受到的干扰更大；能与碘单质反应的物质相对较少，所以受到的干扰也较小。

综上所述，测量蔬菜中维生素C的含量，碘量法比高锰酸钾溶液滴定法受到的干扰少，测量准确度更高，能得到相对准确的维生素C测量结果。（指导老师：朱少祥）