介质对VC紫外吸收光谱特性影响及应用*

王军锋，杨 笛，李姝颖，张 敏

（陕西学前师范学院 化学化工学院，陕西 西安 710100）

VC分子为C6H8O6，含有4种异构体。其中，具有生理活性的为L-VC，分子结构中含有烯醇式羟基，使其表现出酸性及还原性。特别在碱性环境中，易被氧化破坏，失去相应的生理活性，表现出不稳定性[1]。因此，探究VC稳定的介质环境，进行研究分析和测定，具有着重要的意义与价值。

本文从研究VC在不同介质环境中紫外吸收光谱特性入手，比较VC在水及常见的3种酸性溶液中最大吸收波长的变化和吸光度的稳定性，对引起最大吸收波长迁移和吸光度改变的机理进行了探。据此，建立紫外吸收分光光光度法测定VC的最佳环境，并将其应用于营养补充剂及果蔬中VC的测定。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

UV-8000S型紫外可见分光光度计（上海元析仪器有限公司）；分析天平（电子天平 上海元析仪器有限公司）；容量瓶（上海欢奥科技有限公司）；移液管（上海欢奥科技有限公司）；抽滤机（常州市春来制药机械有限公司）；食品料理机（小熊电器股份有限公司）。

VC（C6H8O6AR天津市天力化学试剂有限公司）；浓H2SO4（AR北京化工厂）；浓HCl（AR北京化工厂）；浓HNO3（AR天津市天力化学试剂有限公司）；VC泡腾片（样品亚宝药业集团股份有限公司）；苹果（样品超市）；柠檬（样品超市）。

1.2 实验过程及方法

1.2.1 蒸馏水介质 配制不同浓度VC水溶液，以蒸馏水为空白，扫描VC在水溶液中吸收光谱。

1.2.2 酸性水溶液介质 配制不同浓度硫酸、盐酸、硝酸维生素C溶液，以对应浓度酸性溶液为空白，扫描VC在对应酸性水溶液中紫外吸收光谱。

1.2.3 VC样品配制 配制标准VC硫酸溶液，进行测定。对样品按照文献中方法进行处理[2,3]。以硫酸为介质配制VC泡腾片、苹果、柠檬样品溶液，以硫酸溶液为空白测定紫外吸收光谱，并进行加标回收率实验。

2 结果与讨论

2.1 VC在蒸馏水介质中的吸收光谱特性

首先，研究了VC在水溶液中的紫外吸收特性。不同浓度VC水溶液在265nm处均产生最大吸收，且最大吸收波长较为稳定。在即配即测的情况下，其吸光度随浓度增加而增加，呈现良好得线性关系。但这种线性关系对测量时间有严格的要求，即标准系列和样品需要在配制好相同的时间完成测定；同时当浓度增加到0.05g·L-1及以上时，产生多个吸收峰，应为高浓度时的自吸造成峰值吸收分裂现象，这时吸光度与浓度线性关系被破坏。

提示在水溶液环境中，VC具有不稳定性，当进行VC测定时，时间要求较为严格，且当样品中VC浓度过高时，需要稀释以便进行定量分析。

2.2 VC在酸性水溶液介质中吸收光谱特性

2.2.1 H2SO4介质 不同浓度硫酸介质VC吸收曲线见图1。

图1 不同浓度硫酸介质VC吸收曲线Fig.1 VC absorption spectrum in the sulphuric acid media of the different concentration

由图1可见，在H2SO4介质中，随着H2SO4浓度的增大，VC最大吸收波长由265nm逐渐蓝移到243nm；在高浓度硫酸的硫酸介质中，最大吸收波长趋于更为稳定；不随VC浓度增加而变化。

VC在H2SO4介质中表现出高度的稳定性，提示一定浓度H2SO4水溶液是定量测量VC比较理想的介质环境，后续VC在H2SO4水溶液中的稳定性研究，进一步验证了这个发现。

2.2.2 HCl介质 不同浓度盐酸介质VC吸收曲线见图2。

图2 不同浓度盐酸介质VC吸收曲线Fig.2 VC absorption spectrum in the hydrochloric acid media of the different concentration

由图2可见，随着盐酸浓度的增大，VC最大吸收波长由265nm逐渐蓝移到243nm。且随着盐酸浓度的增加，也加趋于稳定。

结合VC的分子结构，二烯醇上的二个羟基使其表现出酸性，其中PK1=4.1，PK2=11.8[4]。在水溶液介质环境存在以下平衡：

H2A HA-+H+

适量的酸度如H2SO4、HCl介质提供的H+，强烈影响体系中H2A、HA-的动态平衡。当体系中VC主要以H2A形式存在时，表现为243nm处的最大吸收；主要以HA-形式存在时，表现为265nm处的吸收，呈现出在243nm与265nm之间吸收波长的变迁。随着硫酸、盐酸浓度的增加，H2A形态在体系在占据主导地位，表现出在243nm处主导的、稳定的紫外特性吸收光谱。

2.2.3 HNO3介质 高浓度硝酸介质中VC吸收曲线见图3。

图3 高浓度HNO3介质中VC吸收曲线Fig.3 VC absorption spectrum in the high concentration nitric acid media

由图3可见，对HNO3水溶液介质的研究发现，当硝酸发挥其酸性作用时其对VC紫外吸收光谱的影响与H2SO4、HCl类似。随着硝酸浓度的增大，VC最大吸收波长由265nm逐渐蓝移到243nm。且随着硝酸浓度的增加，更加趋于稳定。

但VC结构中的二烯醇表现出还原性，使其在具有氧化性的硝酸水溶液中易被氧化破坏。研究发现，当HNO3浓度高至1mol·L-1时，VC迅即被破坏，特征的最大吸收光谱消失。

2.3 VC在酸性溶液及水溶液中吸光度的稳定性对比

VC在不同介质中吸光度随时间变化见图4。

图4 VC在不同介质中吸光度随时间变化Fig.4 Stability of VC absorption spectrum in the different media by time

由图4可见，VC在蒸馏水介质中吸光度随时间延长下降最快；在HNO3、HCl介质中吸光度随时间变化下降趋势较为平缓；在H2SO4介质中吸光度基本不随时间改变而改变，稳定性很好。提示H2SO4的酸度及其提供的介质环境，是VC产生稳定、持久的紫外吸收光谱最优的水溶液环境（图4）。

综合比较VC在蒸馏水、H2SO4、HCl及HNO3介质中，紫外吸收波长和吸光度等特性，不难看出适度的H2SO4水溶液介质是紫外分光光度法测定VC的最优环境。所以本文也在H2SO4介质中，用紫外可见分光光度法对多种样品中的VC进行测定，效果满意。

2.4 样品中VC测定

根据以上研究，建立了在硫酸介质中对多个样品中VC含量测定的新方法。该法稳定性高、线性良好（图5）。

图5 VC在0.005mol·L-1硫酸介质中的标准曲线及回归方程Fig.5 VC linearity curve and regression equation in 0.005mol·L-1sulphuric acid media

依据该标准曲线和回归方程，对VC泡腾片、苹果和柠檬中VC进行测定，结果如下。

表1 样品测定数据Tab.1 Determination results of samples

经换算，VC泡腾片中VC含量为23.75g/100g，苹果中VC含量为16.00mg/100g，柠檬中VC含量为65.00mg/100g。加标回收率在95.4%～98.7%范围内，结果满意。

3 结论

本文研究了蒸馏水介质、3种酸性介质中VC的紫外吸收光谱特性。蒸馏水介质中最大吸收波长在265nm处，但随着时间变化吸光度下降快，容易分解。H2SO4介质最大吸收波长稳定在243nm处，吸光度基本不随时间变化。HCl介质中最大吸收波长稳定在243nm处，低浓度HNO3介质中最大吸收波长在243nm处，高浓度硝酸易使VC被氧化破坏。比较3种酸性介质，HCl易挥发，HNO3有高氧化性，VC在H2SO4介质中紫外吸收光谱最为稳定，为测定VC的最优介质环境。据此建立了在H2SO4介质中测定VC的简单、易行的新方法，并维实现了对维C泡腾片、苹果、柠檬中VC的成功测定。