Bepaling van reducerende suikers in gekleurde limonade

8
leerling
12-13
Bepaling van reducerende suikers in gekleurde limonade
(‘Limondaine Bosvruchten’)
BENODIGDHEDEN
Chemicaliën en oplossingen:

‘Limondaine Bosvruchten’ of een andere limonade met toegevoegde kleurstof
o
Kleurstoffen in ‘Limondaine’ zijn: E-110, Zonnegeel FCF=Sunset Yellow FCF en E-122,
Karmozijn=Azorubine AS







actieve kool (Norit)
Luff-Schoorl reagens (ca. 0,1 M Cu2+), waarvan de koperionen-concentratie
nauwkeurig bekend is(staat klaar).
oplossing van natriumthiosulfaat ca. 0,1 M(staat klaar)
kaliumjodide
zwavelzuur 2M (staat klaar)
zetmeeloplossing 1 g/100mL (staat klaar)
demiwater
Glaswerk e.d.:




















pipet van 5 ml
pipet van 10 ml
pipet van 25 ml
pipetteerballon
injectiespuitjes
buret in statief
plastic pipetje
maatkolf van 50,00 mL
maatcilinder van 25 mL
maatcilinder van 100 mL
twee erlenmeyers van 200 of 250 mL
magneetroerder met verwarming
roervlo
thermometer
bovenweger, weegt tot 2 cijfers achter de komma
6 bekerglazen van 100mL
2 erlenmeyers 100 mL
trechter ø ca. 6 cm
trechter ø ca. 8 cm en passend filtreerpapier
stopwatch
1
8
leerling
12-13
VOORBEREIDING
Om de titratie mogelijk te maken is het nodig om de kleurstoffen uit de limonade te
verwijderen. Schenk 100 mL limonade in een erlenmeyer van 250 mL. Voeg vervolgens 0,5 g
actieve koolpoeder toe en zwenk de inhoud van de kolf.
Filtreer de verkregen suspensie af vang het filtraat op in de andere erlenmeyer van 250 mL.
Maak nu een vijfvoudige verdunning van de kleurloze limonade: Pipetteer 10,00 mL
ontkleurde limonade in een maatkolf van 50,00 mL. Vul aan en homogeniseer.
UITVOERING
Pipetteer 5,00 mL verdunde frisdrank in een erlenmeyer van 100 mL. Pipetteer vervolgens
25,00 mL Luff-Schoorl reagens bij. Plaats in de erlenmeyer van een roermagneetje en een
thermometer en plaats de kolf op de magneetroerder met verwarming. Verwarm de oplossing
en houdt deze gedurende 10 minuten tussen ca. 65°C en 80°C, gebruik een stopwatch(begin te
meten vanaf het moment dat de oplossing 65°C is). Koel de buitenkant van erlenmeyer onder
de kraan af tot de inhoud van de kolf een temperatuur heeft van ca. 25°C. Voeg 10 g
kaliumjodide toe. Laat deze oplossen. Voeg daarna in !!KLEINE PORTIES!! 20 mL
zwavelzuur 2 M met een maatcilinder toe. De kleine porties zijn nodig om de gasontwikkeling
rustig te laten verlopen. Dit gas ontstaat uit de reactie van carbonaationen uit het Luff-Schoorl
–reagens met het zuur.
Titreer de verkregen suspensie met een oplossing van natriumthiosulfaat van ca. 0,1 M,
waarvan de concentratie nauwkeurig bekend is. Zodra een licht gele kleur ontstaat, voeg dan
ca. 1 mL met een plastic pipetje zetmeeloplossing toe. Titreer door naar het eindpunt (van
donker blauw naar een witte suspensie)
Bereken de hoeveelheid jodium en daaruit de overmaat koper(II)-ionen, cq het gehalte aan
reducerende suikers van de frisdrank.
Druk dit gehalte aan reducerende suikers uit in g C6H12O6/100 mL limonade
LITERATUURWAARDEN
Volgens het etiket om de fles ‘Limondaine’, is aan de limonade glucose-fructosesiroop
toegevoegd.
De fabrikant geeft het volgende op: 4,8 g koolhydraten/100mL limonade. Welke
koolhydraten, behalve glucose en fructose, in de limonade zitten, zijn niet bekend.
2
8
leerling
12-13
DISCUSSIE
Klopt het resultaat met de waarde op het etiket?

Hoe is een afwijking van deze waarde te verklaren?
Is deze methode van suikerbepaling nauwkeurig? Om dit te beantwoorden, moet kun je jezelf
het volgende afvragen:





is de bepaling reproduceerbaar?
is er een scherp eindpunt bij de titratie?
zijn er mogelijk storingen die een nauwkeurige bepaling belemmeren?
beoordeel ook aan de hand van je kennis over significante cijfers
hoe is de betrouwbaarheid van deze methode te testen?
BRONNEN



http://de.wikipedia.org/wiki/Luff-Schoorl
Caroussel Practicum: Limondaine Bosvruchten; B.G. Dijkhuis; PSG-Da Vinci,
Purmerend; 2006
Informatiebank practicumverslagen/voorschriften; Vakgroep Chemiedidactiek, RU
Utrecht; nr. 348
3
8
leerling
12-13
Appendix
Reducerende suikers en het Luff-Schoorl reagens.
Theorie voor de bepaling van suikers door middel van een jodometrische
titratie
INLEIDING
Reducerende suikers, zijn suikers (mono- en disachariden), die een redoxreactie kunnen
aangaan met oxidatoren. Voorbeelden hiervan zijn: alle monosachariden (b.v. glucose,
fructose en galactose) de disachariden: lactose en maltose. Sacharose (biet- of rietsuiker) is
geen reducerende suiker. Reducerende suikers reageren niet rechtstreeks met jood, vandaar
dat van te voren, een aantal redoxreacties moeten plaatsvinden, alvorens een bepaling gedaan
kan worden.
De bepaling omvat drie hoofdstappen:





Stap 0, het voorbereiden van de oplossing, waarvan het reducerend suikergehalte
bepaalt moet worden.
Stap 1, (in overmaat!) toevoegen van een speciale oplossing met koper(II)-ionen (het
Luff-Schoorl-reagens), waarvan de koper(II)-concentratie nauwkeurig bekend is. Met
deze oplossing worden monosachariden omgezet tot gluconzuur.
Stap 2, omzetten van de overmaat koper(II)-ionen tot koper(I)-ionen. Dit vindt plaats
door toevoeging van jodide-ionen, I-(aq), zodat jodium, I2(aq) ontstaat.
Stap 3, titratie van het gevormde I2(aq) door middel van een oplossing met thiosulfaationen, S2O32-(aq). De hoeveel jood die wordt bepaald, is een maat voor de hoeveelheid
koper(II)ionen die is overgebleven.
Stap 4, berekenen aan de hand van de uitkomst van stap 3 hoeveel koper(II)-ionen zijn
verbruikt bij de reactie met de suikers.
Indien de hoeveelheid koperionen, die bij stap 1 heeft gereageerd, bekend is, kan het gehalte
aan reducerende suikers berekend worden.
4
8
leerling
12-13
STAP 1:
De monosachariden (C6H12O6) reageren door een redoxreactie met koper(II)-ionen, waarbij
koper(I)oxide en gluconzuur ontstaan. (Bij de volgende reactievergelijking wordt glucose als
voorbeeld gebruikt, maar deze reactie geldt ook voor bijv. fructose.)
Netto luidt deze reactievergelijking:
C6H12O6 (aq) + 2Cu2+(aq) + 4OH-(aq) → C6H12O7 (aq) + Cu2O(s) + 2H2O
gluconzuur
blauw
rood
(REACTIEVERHOUDING: 1 mol C6H12O6 met 2 mol Cu2+) Het ontstane zuur zal natuurlijk
direct verder reageren met de OH- ionen, die in de oplossing ruimschoots aanwezig zijn. De
reactievergelijking moet dan als volgt worden opgeschreven:
C6H12O6 (aq) + 2Cu2+(aq) + 5OH-(aq) → C6H11O7-(aq) + Cu2O(s) + 3H2O
gluconaation
blauw
rood
Lactose (een disacharide) reageert op gelijke wijze (zie ook voetnoot*):
C12H22O11 (aq) + 2Cu2+(aq) + 5OH-(aq) → C12H21O12-(aq) + Cu2O(s) + 3H2O
blauw
rood
Zoals gezegd, komt bovenstaande reactie tot stand door aan de suikeroplossing het LuffSchoorl-reagens (LS-reagens) toe te voegen. Deze bevat ca. 0,1 M koper(II)-ionen, waarvan
de concentratie aan Cu2+ nauwkeurig bekend is.
5
8
leerling
12-13
Hieronder staat het voorschrift om het Luff-Schoorl reagens te maken:
Voorschrift voor het maken van 1 L Luff-Schoorl-reagens. ([Cu2+]= 0,1
mol.L−1)
Weeg nauwkeurig 25 koper(II)sulfaat (CuSO4.5H2O) af, spoel de stof, met
gedemineraliseerd water, in een maatkolf van 1000,0 mL. Spoel ook nog
in de maatkolf: 50 g citroenzuur (C6H8O7.H2O) en 390 g natriumcarbonaat
(Na2CO3.10H2O). Los het verkregen mengsel op, zodat er geen vaste
deeltjes meer in de oplossing aanwezig zijn. Vul aan tot de maatstreep, zet
de stop op de maatkolf en homogeniseer de verkregen oplossing.
STAP 2:
De bepaling van de overmaat koper(II)-ionen wordt uitgevoerd, door een overmaat
kaliumjodide toe te voegen, nadat er is aangezuurd. Hierbij worden de koper(II)-ionen door
een redoxreactie omgezet in koper(I)jodide CuI, waarbij ook het bruine I2(aq) ontstaat.
In zuur milieu:
Cu2+(aq) + I-(aq) + e- → CuI(s)
|x2|OX
2I-(aq)
→ I2(aq)+ 2e- |x1|RED
Netto:
2Cu2+ (aq) + 4I-(aq)
blauw
→ 2CuI(s) + I2 (aq)
wit
bruin
(REACTIEVERHOUDING: 2 mol Cu2+ levert bij de reactie 1 mol I2)
(Nevenreactie: de roodkleurige koper(I)oxide uit stap 1, wordt in het zure milieu, na de
toevoeging van I- -ionen ook omgezet in koper(I)jodide, zodat de rode kleur van Cu2O
verdwijnt!)
De hoeveelheid gevormde I2(aq) is een maat voor de hoeveelheid koper(II)-ionen die heeft
gereageerd.
Stap 3:
De gevormde I2 wordt getitreerd met een oplossing van natriumthiosulfaat van 0,1 M,
waarvan de concentratie nauwkeurig bekend is.
Bij deze titratie gelden de volgende halfreacties:
I2(aq) + 2e- → 2I-(aq)
OX
222S2O3 (aq) → S4O6 (aq) + 2e RED
Netto:
I2(aq) + 2S2O32-(aq)
→ 2I-(aq) + S4O62-(aq)
6
8
leerling
12-13
Zodra na de titratie de hoeveelheid I2 bekend is, kun je de overmaat Cu2+(aq) van stap 1
berekenen. De hoeveelheid Cu2+ dat met de suiker heeft gereageerd, is dan ook bekend. Uit
het laatste kan dan weer de hoeveelheid reducerende suiker te berekenen.
VOETNOOT *
De structuur van lactose is voor te stellen volgens onderstaande ringstructuur:
De structuur van lactose
Hieronder zien ze op welke wijze een evenwicht bestaat, waardoor lactose de reducerende
aldehyde-groep heeft. (R=linkerring van de bovenstaande tekening).
Lactose in reducerende vorm
7