Этот несложный способ анализа химики часто используют для определения йода и других окислителей. Он называется аскорбинометрией.
Теперь приступим к решению нашей основной задачи - определению количества витамина С. Концентрация раствора йода нам известна: 1 мл его 5%-ного раствора соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты (кстати, именно столько ее содержится в одном драже поливитаминов).
Начнем с апельсинового или лимонного сока (только что выжатого или консервированного). Отмерьте 20 мл сока и разбавьте водой до объема примерно 100 мл. Влейте немного раствора крахмала, а затем, как и раньше, добавляйте по каплям раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течение 10-15 с. Правда, теперь в растворе значительно меньше аскорбиновой кислоты, чем в опыте с таблеткой, и йода пойдет на титрование тоже меньше. Если содержание витамина С очень мало, может случиться так, что потребуется всего 1-2 капли йодной настойки; при этом наш анализ будет, конечно, очень приблизительным. Чтобы результат был более точным, надо либо взять очень много сока, либо разбавить йодную настойку. Химики (да и все любители вкусного сока) предпочтут второй путь. При анализе фруктовых соков удобно разбавить иод водой в 40 раз, при этом получится 0,125%-ный раствор, 1 мл которого соответствует 0,875 мг аскорбиновой кислоты. Не забудьте только, что поверхностное натяжение воды больше, чем спирта, и, следовательно, капли воды значительно крупнее. Значит, придется заново посчитать объем одной капли.
В школьной лаборатории или в химическом кружке требуемый раствор йода можно приготовить точнее: 1 л его должен содержать 1,27 г йода. Но растворимость йода в воде при комнатной температуре очень мала (всего 0,3 г/л), поэтому в раствор придется добавить немного йодида калия или йодида натрия, в присутствии которых растворимость йода в воде сильно возрастает. Одна из этих солей непременно есть в аптечном растворе йода.
Приступим теперь к анализу яблок. Здесь мы встретимся с таким затруднением: в яблоках содержится фермент аскорбиноксидаза, в присутствии которого аскорбиновая кислота быстро окисляется на воздухе. Чтобы этого не произошло, анализ надо проводить в кислой среде.
Тонким ножом из нержавеющей стали вырежьте из предварительно взвешенного яблока пробу в виде ломтика, от кожуры до сердцевины с семечками. Витамин С распределен в толще яблока неравномерно, а мы хотим сделать анализ не какой-то одной зоны, а яблока в целом. Этот ломтик перенесите в фарфоровую ступку с разбавленной соляной кислотой и тщательно разотрите пестиком. Добавьте раствор крахмала и титруйте смесь разбавленным раствором иода. Массу пробы определим по разности: взвесим яблоко до анализа, целиком, а затем еще раз, без ломтика.
Но точен ли наш способ? Ведь в соке есть не только витамин С, но и другие органические вещества, которые тоже могут реагировать с йодом (хотя и медленнее, чем аскорбиновая кислота). И все же способ достаточно точен. Вот какие результаты были получены при одном из определений.
Из купленных в аптеке плодов шиповника приготовили отвар - 25 г плодов на 0,5 л воды. По йодному методу содержание витамина С, в расчете на сухие плоды, составило 3,8% (по справочным данным, в сухом веществе плодов шиповника содержится 4,5% витамина С), В свежевыжатом соке апельсина оказалось 0,05% витамина, а в консервированном - 0,075% (по справочным данным, - 0,04%). Если учесть, что в различных плодах даже одного сорта содержание витаминов, как правило, колеблется, то следует признать, что метод дает достаточно полное представление о содержании витамина С.
Итак, вы научились быстро и довольно точно определять аскорбиновую кислоту. Теперь перед вами открывается огромное поле деятельности. Можно исследовать самые разные фрукты и ягоды (сок которых не окрашен сам по себе в красный цвет); можно узнать, зависит ли содержание витамина от сорта. Помните только, что растворенная аскорбиновая кислота на воздухе окисляется, опыты надо проводить со свежевыжатым соком.
Вот несколько тем для исследований. Найдите содержание аскорбиновой кислоты в только что сорванных плодах и в тех, что хранились неделю, месяц, полгода. Иногда говорят, что железным ножом нельзя резать фрукты - от этого витамин С разрушается. Проверьте, так ли это, подержав сок в железной посуде. (Кстати, если вы будете сравнивать содержание витамина в свежем соке и в консервиpованнoм, то учтите, что последний может содержать специально добавленную аскорбиновую кислоту.) Наконец, проследите, как меняется содержание витамина С в соке при его нагревании и сами сделайте из этих опытов выводы.
МИНДАЛЬ - ГОРЬКИЙ И СЛАДКИЙ
Миндаль, который употребляют в пищу, обычно бывает сладким. Но встречается и горький миндаль, близкий родственник сладкого - их плоды по виду практически неотличимы. Просто так, как орех, горький миндаль не погрызешь, но и он зря не пропадает. Во-первых, из него получают масло, применяемое в медицине, и, во-вторых, используют как добавку в пищевой промышленности, да и при домашней готовке: у горького миндаля гораздо сильнее аромат. Тот самый аромат, который и называют миндальным.
Отличить горький миндаль от сладкого можно в ту же секунду, как разгрызешь ядрышко. Но мы попытаемся найти и химические различия. Не для аналитических целей - опыт, пожалуй, слишком сложен, чтобы применять его каждый раз для распознавания миндаля, а для того, чтобы разобраться в некоторых любопытных подробностях из жизни розоцветных, ибо к этому семейству и принадлежит миндаль.
Итак, опыт. Очистите несколько зернышек миндаля, снимите с семян плотную оболочку и хорошенько растолките их, добавив 5-10 мл воды. Полученную жидкость профильтруйте, отберите около 10 капель фильтрата и смешайте с несколькими каплями разбавленного (приблизительно 10%-ного) раствора едкого натра. Реакция смеси должна быть щелочной, поэтому добавляйте раствор щелочи до тех пор, пока не появится устойчивое окрашивание с раствором фенолфталеина. Можно использовать для этой цели и самодельный индикатор.
Следующая операция: добавьте каплю раствора железного купороса FeSO4*7Н2О, нагрейте смесь до кипения, профильтруйте и прибавьте к фильтрату несколько капель соляной кислоты. Теперь реакция смеси должна быть кислой (вновь проведите пробу с индикатором). И последнее ваше действие: капните одну каплю раствора хлорида железа FeCl3. Вот теперь станет ясно, что у вас за миндаль. Если он был сладким, то ничего не произойдет. Но если он горький, то после добавления хлорида железа мгновенно выпадет красивый синий осадок, это берлинская лазурь, вещество состава Fe4[Fe(CN)6]3.
Горький миндаль, давший красивую цветную реакцию, содержит сложное вещество, которое называется амигдалином. И в этом же миндале есть фермент гликозидаза, который способен разлагать амигдалин в присутствии воды на более простые вещества. После сложной цепочки превращений, которую мы простоты ради опустим, образуется ферроцианид натрия Na4[Fe(CN)6]. Именно он с последней каплей хлорида железа и дает такое яркое окрашивание.
Но отчего же сладкий миндаль не даст такой реакции? В нем нет амигдалина. Но фермент гликозидаза есть, и этим можно воспользоваться для еще одного опыта.
Горький миндаль заменим на этот раз сливовыми, персиковыми пли вишневыми косточками: и слива, и персик, и вишня - тоже из семейства розоцветных, у них немало общего с миндалем. В том числе - амигдалин в семенах,
Извлеките семена из зернышек (но только не подвергавшихся нагреву - это не должны быть косточки из компота или варенья; из замороженных плодов или из свежих - пожалуйста). Смешайте их пополам со сладким миндалем, добавьте воду, профильтруйте жидкость и продолжайте опыт, как с горьким миндалем. Как только вы добавите в конце последнюю каплю раствора хлорида железа, вновь образуется синяя берлинская лазурь.
Амигдалин в этом опыте - из косточек вишни, персика или сливы, а разрушающий его фермент - из сладкого миндаля. Вот так, с помощью разных плодов, мы получили, наконец, тот же эффект, что и с горьким миндалем.