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Quantitative Bestimmung von Vitamin C

Elektrochemische Analyse

Eine Methode zum Nachweis elektrochemisch aktiver Substanzen stellt die Polarographie dar, die schon in den zwanziger Jahren entwickelt wurde. Hiermit können neben Metallkationen und Anionen auch organische Verbindungen (wie z. B. Vitamine, Aldehyde, Harnstoff u. a.) erfasst werden.

Die Polarographie war für die Bestimmung der Ascorbinsäure lange die einzige Alternative zu volumetrischen Messungen (Redoxtitrationen). Heute wird sie eher als Ergänzung anderer Nachweisverfahren (z. B. Detektion des O2-Verbrauchs bei enzymatischer Bestimmung) eingesetzt, wobei die hohe Empfindlichkeit der elektrochemischen Detektion genutzt wird. Ähnliche Verwendung findet auch ein anderes elektrochemisches Verfahren: die Amperometrie.

Prinzip der Polarographie

Die leichte Oxidierbarkeit der Ascorbinsäure zur Dehydroascorbinsäure ist die Basis für den analytischen Nachweis. In einer Elektrolysezelle lässt sich die Stromstärke an der Arbeitselektrode (oft: tropfende Hg-Elektrode) in Abhängigkeit von der angelegten Spannung verfolgen.

Abb.1

Die Oxidation der Ascorbinsäure läuft bei einem charakteristischen Halbstufenpotenzial ( E 100 mV ) ab. Dabei kommt es zu einer Übertragung von Elektronen an der Grenzfläche zwischen Elektrode und Lösung.

Die Stufenhöhe des registrierten Stromstoßes ist abhängig von der Konzentration des Analyten und kann nach Aufnahme einer Kalibriergerade für quantitative Aussagen herangezogen werden.

In der analytischen Praxis kommen verschiedene polarographische Verfahren zum Einsatz (Gleich- und Wechselstrommethoden).

Vorteile:

  • Die Probenbehandlung ist einfach. Voraussetzungen sind ein Grundelektrolyt (z. B. NaOH-Plätzchen/Essigsäure-Puffer) zur Gewährleistung ausreichender Leitfähigkeit und eine Entlüftung (durch Einleitung sauerstofffreien Stickstoffs), da der Sauerstoff ebenfalls elektrochemisch reagiert.
  • Die Polarographie ist eine preiswerte und sehr empfindliche Methode (Messbereich bis 10 4 molL-1 , zum Teil auch geringer).

Nachteil:

  • Das Auflösungsvermögen bei Proben, die andere reduzierende Substanzen enthalten, ist begrenzt. Daher empfiehlt sich die Anwendung nur, wenn die Matrix bekannt ist und Störungen weitgehend ausschließbar sind (z. B. bei der Analytik pharmazeutischer Produkte).

Interferenzen durch andere Reduktone lassen sich verringern, wenn nicht die Ascorbinsäure selbst polarographisch verfolgt wird, sondern deren Reaktionsprodukte. Damit führt die Methode auch zu guten Ergebnissen, wenn außer Obst und Multivitaminpräparaten andere Matrices untersucht werden sollen.

Ein Beispiel ist die polarographische Reduktion des Kondensationsproduktes der Dehydroascorbinsäure mit o-Phenylendiamin. Für die Bestimmung der Ascorbinsäure wird diese zunächst mit Tillmans Reagenz oxidiert und dann in gleicher Weise bestimmt.

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