Vitamin C – důkaz, vlastnosti
Předmět: Chemie Doporučený ročník: 4. - 5. ročník Zařazení do ŠVP: biochemie, přírodní látky, vitaminy Doba trvání pokusu: 45 minut Seznam pomůcek: zkumavky, kádinky, pipety (automatické), míchací tyčinky, odměrné válce, Nálevka, třecí miska, tlouček, filtrační papír
Stručná anotace: Vitaminy jsou nízkomolekulární látky nezbytné pro život. V lidském organismu mají vitamíny funkci katalyzátorů biochemických reakcí. Podílejí se na metabolismu bílkovin, tuků a cukrů. Existuje 13 základních typů vitamínů. Lidský organismus si, až na některé výjimky, nedokáže vitamíny sám vyrobit, a proto je musí získávat prostřednictvím stravy. V následující laboratorní úloze je možné studentům ukázat, že vitaminy jsou v potravě všude kolem nich, a že se některé dají velmi jednoduchými pokusy, které nepotřebují složité postupy, dokázat. Laboratorní úlohu je možné zařadit do učiva o přírodních látkách, vitamínech a hormonech. Typicky na konec čtvrtého nebo začátek pátého ročníku. Laboratorní úloha by měla následovat po předchozích teoretických hodinách týkající se právě tématu vitamíny. K výuce doporučuji pracovat s výukovým programem na stránkách: http://www.studiumchemie.cz/materialy/Olga_Kucerova/EVH/enzymyvitaminyhormony.html Důležité je, připravit si předem všechny potřebované chemikálie, i vybavení laboratorním náčiním, protože během hodinového cvičení je vhodné se nezdržovat. Studenti budou pracovat v laboratoři, pod dohledem příslušného vyučujícího. Je vhodné, v případě většího počtu studentů ve třídě, třídu rozdělit do dvou skupin, které by se účastnily například v různé hodiny, protože velký počet studentů je v laboratoři nevhodný. Tento stav je nutné předtím zohlednit např. v rozvrhu. 1
Chemie
Materiál: tableta Celaskonu, vzorky ovoce a zeleniny (nejlépe citron), ovocná limonáda apod. Bezpečnostní pokyny: základní poučení o bezpečnosti práce v laboratoři. Studenti nepracují s jedovatými látkami. Hexakyanoželezitam draselný nesmí přijít do styku s kyselinami, uvolňuje se jedovatý kyanovodík.
Vitamin C – důkaz, vlastnosti
Seznam chemikálií: roztok FeCl3 (w=5%), roztok hexakyanoželezitanu draselného (červené krevní soli), (w= 5%), roztok thiokyanátu amonného (draselného) (c=1mol/dm3), destilovaná voda
Laboratorní práce předpokládá, že studenti jsou již seznámeni se základy práce v laboratoři, tedy i s názvy laboratorního náčiní. Studenti budou pracovat se zředěnými roztoky solí, které nejsou jedovaté. Pouze je třeba dbát na to, aby hexakyanoželezitan draselný nepřišel do styku s kyselinami, protože se z něho pak uvolňuje velmi nebezpečný kyanovodík.
K důkazům vitamínů v potravě se používá řada důkazních reakcí. Jedny z nejjednodušších důkazních reakcí se používají k důkazu vitamínu C (kyseliny askorbové).
2
Chemie
Vitaminy jsou organické látky nezbytné v malých množstvích, které si lidské tělo neumí samo vytvořit a musí je proto přijímat v potravě. Jejich nejdůležitější funkcí je katalytický účinek v řadě metabolických reakcí, kde některé vitaminy působí jako koenzymy. Další vitaminy tvoří v organizmu důležité oxidačně redukční systémy, čímž mimo jiné působí i jako ochranné faktory, které kompenzují negativní účinky zevních faktorů na organizmus. S těžkými formami nedostatku vitaminů (avitaminózy) se specifickými příznaky (například beri-beri, pelagra, kurděje) se v našich podmínkách můžeme setkat jen velice zřídka, lehčí formy (hypovitaminózy) se však vyskytují. Projevy nedostatku se léčí podáváním příslušného vitaminu. Vitaminy se dělí na: rozpustné v tucích rozpustné ve vodě Nositeli vitaminů rozpustných v tucích jsou tuky, proto značné omezení tuků ve stravě může vést k jejich nedostatečnému příjmu. Vitaminy rozpustné v tucích jsou skladovány v těle, proto může být nadbytek toxický (vitamin A,D), ale pravidelná denní dávka je méně důležitá než u vitaminů rozpustných ve vodě. Při zpracování a skladování potravin jsou stabilnější než vitaminy rozpustné vodě. Do této skupiny řadíme vitamíny: A D K E Vitaminy rozpustné ve vodě jsou snadno absorbovány a jejich nadbytek je vylučován močí, proto obvykle nejsou toxické a je důležitý jejich pravidelný příjem. Jejich obsah v potravinách je snižován zpracováním a skladováním (thiamin pasterizací, riboflavin skladováním na světle, vitamin C skladováním a tepelným zpracováním). Do této skupiny řadíme vitamíny: C (askorbová kyselina) vitaminy řady B (B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12)
Vitamin C – důkaz, vlastnosti
Teoretická část:
Kyselina askorbová reaguje s FeCl3 za vzniku kyseliny dehydroaskorbové, přičemž železité kationty se redukují na železnaté. Fe2+ můžeme dokázat reakcí s červenou krevní solí, kdy vzniká tmavě modrá sraženina.
V dalším pokusu je možné studentům poukázat na vlastnosti vitamínu C. Tento vitamín má redukční vlastnosti, tedy v organismu funguje jako likvidátor tzv. volných radikálů. Redukční účinky je možné dokázat velmi jednoduchým pokusem, který jsme si ukazovali v metodice č.3 – Důkaz redukčních vlastností sacharidů. Redukční účinky kyseliny askorbové dokážeme následující reakcí. Železité ionty tvoří s thiokyanátovými anionty krvavě červený komplex. V přítomnosti kyseliny askorbové jsou železité ionty redukovány na železnaté, které krvavý komplex netvoří a dojde k odbarvení krvavého roztoku.
Vitamin C – důkaz, vlastnosti
obr. 1: Reakční schéma důkazu kyseliny askorbové (převzato ze studiumchemie.cz)
Chemie
obr. 2: Důkaz redukčních vlastností kyseliny askorbové (převzato z rena.sweb.cz)
3
Pracovní list pro žáky
Úvod Proveďte důkaz přítomnosti kyseliny askorbové (vitamínu C) v tabletě Celaskonu a vzorcích ovoce, a ovocných šťáv nebo limonád. Dále proveďte důkaz redukujících vlastností vitamínu C pomocí roztoku thiokyanatanu amonného.
Seznam chemikálií: roztok FeCl3 (w=5%), roztok hexakyanoželezitanu draselného (červené krevní soli), (w= 5%), roztok thiokyanátu amonného (draselného) (c=1mol/dm3), destilovaná voda Materiál: tableta Celaskonu, vzorky ovoce a zeleniny (nejlépe citron), ovocná limonáda apod. Seznam pomůcek: zkumavky, kádinky, pipety (automatické), míchací tyčinky, odměrné válce, nálevka, třecí miska, tlouček, filtrační papír
Postup/návod
Vitamin C – důkaz, vlastnosti
Pomůcky
Dokažte přítomnost vitamínu C v tabletě Celaskonu, vzorku ovoce, limonádě Rozetřete asi 5 g vzorku v třecí misce v 5 ml vody. Směs přefiltrujte do čisté zkumavky. Použijte jeden vzorek ovoce nebo zeleniny, 5 ml limonády nebo šťávy, a jeden referenční vzorek s tabletou Celaskonu (tu rozdrťte v třecí misce a rozpusťte v destilované vodě). Nyní do každé zkumavky přidejte pipetou 2 ml roztoku chloridu železitého (w=5%) a po zamíchání stejný objem hexakyanoželezitanu draselného. Zaznamenejte barevné změny ve zkumavkách a porovnejte výsledky s kontrolním vzorkem Celaskonu. Vzniklé modré nebo zelenomodré zbarvení poukazuje na přítomnost vitaminu C ve vzorku Vytvořte protokol o proběhlé laboratorní úloze a odevzdejte učiteli. 4
Chemie
Úkol 1:
Úkol 2:
Poznámky k praktické činnosti
Chemie
Vždy je vhodné po proběhlém pokusu studentům znovu probrat, k jakým reakcím došlo. Je možné si vybrat různé druhy ovocných šťáv, ovoce nebo zeleniny a ukázat si, které obsahují vitamin C ve větším množství, a které ne. K názornosti je také možné srovnat reakce s čistou kyselinou askorbovou (pokud máme v laboratoři). Citronka (koncentrát v plastové lahvičce) nemusí vždy nutně obsahovat vitamin C – je vhodné studentům ukázat tuto reakci na příkladu levného koncentrátu. Dále můžeme vyvolat diskusi ohledně „šizení potravin“ a nahrazování surovin v potravinách levnějšími, méně kvalitními náhražkami.
Vitamin C – důkaz, vlastnosti
Pozorujte redukční vlastnosti vitamínu C v tabletě Celaskonu Tabletu Celaskonu rozpusťte ve 100 cm3 destilované vody. K 5 cm3 chloridu železitého o koncentraci w = 0,1 % přidejte několik kapek thiokyanátu amonného. Vznikne intenzivně krvavě červený roztok. Promíchejte a přidejte 5 cm3 roztoku tablety Celaskonu a směs znovu promíchejte. Pozorujte reakce a zapište změnu zabarvení. Roztok by se měl odbarvovat. Vytvořte protokol o proběhlé laboratorní úloze a odevzdejte učiteli.
5
