ერთი სამოდელო, ინტერდისციპლინური გაკვეთილი

ვიტამინ C-ს შემცველობის განსაზღვრა სხვადასხვა პროდუქტში

გაკვეთილის მიზანი

გაკვეთილის მიზანია, მოსწავლემ თეორიულ ცოდნაზე დაყრდნობით პრაქტიკულად  განისაზღვროს ხილსა და ბოსტნეულში ვიტამინ-C-ს შემცველობა.

გაკვეთილის შედეგი

მოსწავლეები შეისწავლიან:

• ხილსა და ბოსტნეულში ვიტამინ C-ს განსაზღვრას;
• იოდსა და სახამებელს შორის მიმდინარე ფერად (მუქ ლურჯ) რეაქციას;
• დაადგენენ, რომელი ხილი ან ბოსტნეული შეიცავს უფრო მეტ ვიტამინ C-ს.

ქიმიით დაინტერესებული მოსწავლეები ასევე შეისწავლიან:

• სამუშაო ხსნარების სტანდარტიზაციას;
• ვიტამინ C-ს რაოდენობრივი შემცველობის გაანგარიშებას;
• ვიტამინ C-ს რაოდენობის დამოკიდებულებას ტემპერატურაზე (განსაზღვრა უმ და მოხარშულ პროდუქტში);
• ვიტამინ C-ს რაოდენობის დამოკიდებულებას ვეგეტაციაზე (განსაზღვრა მოუმწიფებელ და მომწიფებულ პროდუქტში);
• ვიტამინ C-ს რაოდენობის დამოკიდებულებას შენახვის პირობებზე;
• ვიტამინ C-ს რაოდენობის დამოკიდებულებას შენახვის ვადაზე.

• გაკვეთილის თეორიული ნაწილი
• ვიტამინ C-ს დიდი მნიშვნელობა აქვს ადამიანის ორგანიზმის ჯანმრთელობის შესანარჩუნებლად. მისი დეფიციტი იწვევს დაავადებებს, რომელთაგან ყველაზე ცნობილია სურავანდი (ცინგა, სკურბიტი). სამწუხაროდ, ვიტამინ C-ს ადამიანის ორგანიზმი ვერ გამოიმუშავებს, ამიტომ მისი მიღება უმთავრესად საკვებთან ერთად ხდება. საჭიროების შემთხვევაში ექიმი მას დანამატის სახითაც ნიშნავს.
  საბედნიეროდ, ვიტამინ C-ს ხილი და ბოსტნეული შეიცავს. განსაკუთრებით ბევრია ის ლიმონისა და ფორთოხლის ახალგამოწურულ წვენში. ზოგიერთ მზა საკვებში შეიძლება შედიოდეს სპეციალური დანამატის სახით. ამ შემთხვევაში მისი შემცველობა ყოველთვის არის მითითებული ნაწარმის ეტიკეტზე. ვიტამინ C-ს ტრივიალური სახელწოდებაა L-ასკორბინის მჟავა, ხოლო ქიმიური – (5R)-[(1S)-1,2-დიჰიდროქსიეთილ]-3,4-დიჰიდროქსიფურან -2(5H)-ონი.

ასკორბინის მჟავას მარტო ვიტამინის ფუნქცია არ აქვს – ის ასევე მოქმედებს როგორც ანტიოქსიდანტი (დამჟანგველი). ჟანგვის ცნება, წესისამებრ, მოიაზრებს რეაქციებს, რომლებიც ჟანგბადის მონაწილეობით მიმდინარეობს, თუმცა ამჟამად ეს ტერმინი უკვე შედარებით ფართო მნიშვნელობით გამოიყენება. უფრო მეტიც – ვინაიდან ჟანგვის რეაქციის დროს ერთი ნაერთი იჟანგება და იმავდროულად სხვა აღდგება (აუცილებელია ელექტრონული ბალანსის დაცვა), ამ სახის პროცესებს უკვე რედოქსრეაქციებად მოიხსენიებენ (RedOx – REDuction (აღდგენა) – Oxidation (დაჟანგვა)).

რედოქსრეაქცია შეიძლება გამოვიყენოთ ხსნარში ასკორბინის მჟავას რაოდენობის განსაზღვრისთვის.

მასალის მომზადება

გაკვეთილისთვის განკუთვნილი დროის ეფექტურად გამოსაყენებლად მიზანშეწონილია, წინასწარ მოვამზადოთ 10 გ გახეხილი პროდუქტი (მაგ., ვაშლი, ლიმონი, ფორთოხალი) პლასტმასის თავდახურულ კონტეინერით და სტანდარტიზებული ხსნარები. მათი უშუალოდ გაკვეთილზე მომზადება მოსწავლეების ყურადღებას ექსპერიმენტის არაარსებით ნაწილზე გადაიტანს.

სამუშაო ხსნარების სტანდარტიზაცია და მასალის მომზადება

ექსპერიმენტის ეს ნაწილი ტარდება გაკვეთილის დაწყებამდე ან კლასგარეშე (საკლუბო) მუშობისას ქიმიაში ქიმიით დაინტერესებულ მოსწავლეებთან ერთად. გაანგარიშებების გამარტივების მიზნით შეგიძლიათ გამოიყენოთ თანდართული Excel-ის ფაილი.

Vitamin C

ექსპერიმენტისთვის დაგჭირდებათ:

1. სახამებლის ხსნარის მომზადება (ხსნარი A). პლასტმასის ჭიქაში მოათავსეთ 1 კოვზი სახამებლის ან ხორბლის ფქვილი, დაამატეთ თბილი წყალი და მოურიეთ სრულ შერევამდე. აცადეთ გაცივება.
2. ასკორბინის მჟავას ხსნარის მომზადება (ხსნარი B): ჩაასხით საწყაოში 1 ლიტრი წყალი, ჩააგდეთ შუშხუნა ვიტამინ C-ს ერთი აბი და დაელოდეთ სრულ გახსნამდე. შეიტანეთ წყლის რაოდენობა (1000 მლ) სამუშაო ფაილის D6 უჯრაში. ვიტამინის C-ს ეტიკეტზე წაიკითხეთ ერთ აბში ასკორბინის მჟავას შემცველობა და ჩაწერთ D5 უჯრაში.

3. საკალიბრო მომზადება (ხსნარი C1):

3.1 აიღეთ ახალი პლასტმასის ჭიქა და ჩაასხით შიგ 100 მლ წყალი (გამოიყენეთ 100 მლ-იანი საწყაო ან მენზურა).

3.2 10 მლ-იანი მენზურით ან შპრიცით დაამატეთ 10 მლ ასკორბინის მჟავას ხსნარი (ხსნარი B). შეიტანეთ ხსნარის რაოდენობა სამუშაო ფაილის D8 უჯრაში.

3.3 იმავე ჭიქაში დაამატეთ შპრიცით 5 მლ სახამებლის ხსნარი (ხსნარი A).

3.4 პიპეტით წვეთწვეთობით დაამატეთ იოდის ხსნარი. დაითვალეთ წვეთების რაოდენობა! მოურიეთ ენერგიულად. დამატების პირველ ეტაპზე წარმოიქმნება ლურჯი ფერი, რომელიც მორევის შემდეგ გაქრება. გააგრძელეთ იოდის დამატება და მორევა, სანამ არ მიიღებთ მდგრადი მუქი ლურჯი შეფერილობის ხსნარს. ეცადეთ, დაამატოთ იოდის მინიმალური რაოდენობა.

3.5 აიღეთ ცარიელი ჭიქა და გაიმეორეთ 3.4 პროცედურა კიდევ ერთხელ. შეეცადეთ, იმავე შეფერილობის საბოლოო ხსნარი მიიღოთ. იოდის წვეთების რაოდენობა უნდა დაემთხვეს ან ძალიან ახლოს იყოს 3.4 საფეხურის დროს მიღებულ რაოდენობასთან. შეიტანეთ მონაცემები E10 უჯრაში.

3.6 გაიმეორეთ კიდევ ერთხელ 3.4 ექსპერიმენტი და შეიტანეთ მონაცემები F10 უჯრაში.

3.7 თუ D10, E10 და F10 მონაცემები ძალიან განსხვავდება ერთმანეთისგან, უგულებელყავით ყველაზე განსხვავებული მონაცემი და მის ნაცვლად კიდევ ერთხელ ჩაატარეთ ექსპერიმენტი.

3.8 შემდეგი გაანგარიშებებისას გამოიყენეთ ვიტამინ C-ს საშუალო მასა (D13 უჯრა).

4. ექსპერიმენტის ჩატარება (ტარდება უშუალოდ გაკვეთილზე მოსწავლეების მონაწილეობით)

4.1 აიღეთ რაიმე სახის საანალიზო მასალა (ხილი, ბოსტნეული) და ჩაწერეთ მისი სახელი ექსპერიმენტის ოქმში (უჯრა B20).

4.2 აწონეთ 10 გ საანალიზო მასალა. ჩაწერეთ მნიშვნელობა საანგარიშო ფაილში (D20 უჯრა)

4.3 გახეხეთ საგულდაგულოდ ქერქიანად და მოათავსეთ ცარიელ ჭიქაში.

4.4 მზომის საშუალებით აიღეთ 100 მლ წყალი. ჩარეცხეთ სახეხზე დარჩენილი საანალიზო მასალა იმავე ჭიქაში. ეცადეთ, წყლის მთელი რაოდენობა უდანაკარგოდ (100 მლ) გადაასხათ საანალიზო ჭიქაში.

4.5 შპრიცით დაამატეთ 5 მლ სახამებლის ხსნარი (ხსნარი A) და მოურიეთ. აცადეთ დალექვა.

4.6 ფრთხიალდ გადაწურეთ ახალ ჭიქაში. ქიმიურად ამ პროცესს ეწოდება დეკანტაცია.

4.7 წვეთწვეთობით დაამატეთ იოდის ხსნარი ენერგიული მორევის პირობებში. დათვალეთ იოდის წვეთები. ეცადეთ, დაამატოთ მინიმალური რაოდენობა მდგრადი ლურჯი ფერის მიღებამდე.

4.8 ჩაწერეთ ოქმში დახარჯული იოდის წვეთების რაოდენობა (D21 უჯრა).

4.9 ვიანგარიშოთ იოდის წვეთების რაოდენობა ერთ გრამ საანალიზო მასალაზე. (ოქმში მისი ანგარიში ავტომატურად მოხდება):

წვეთი/გ

4.10 ვიანგარიშოთ ვიტამინ C-ს შემცველობა საანალიზო მასალაში:

X = ვიტამინ C-ს საშუალო მასა (D13 უჯრა)×ვიტამინ C-ს შემცველობა საანალიზო მასალაში (D22 უჯრა)

4.11 გაიმეორეთ ექსპერიმენტი სხვადასხვა საანალიზო მასალაზე (პროცედურები 4.1-4.10)

4.12 იოდის ხსნარის შეცვლის შეთხვევაში კალიბრირება ხელახლა უნდა მოახდინოთ (პროცედურები 3.1-3.8)