• View
• Edit
• History
• Print

Reducerende Suikers

Reducerende suikers en het Luff-Schoorl reagens.

Theorie voor de bepaling van suikers door middel van een jodometrische titratie

(Door Ben Dijkhuis)

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 bepaald 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 thiosulfaat-ionen, S₂O₃ ^2-(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.

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:

(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:

Lactose (een disacharide) reageert op gelijke wijze (zie ook voetnoot^*):

Zoals gezegd, komt bovenstaande reactie tot stand door aan de suikeroplossing het Luff-Schoorl-reagens (LS-reagens) toe te voegen. Deze bevat ca. 0,1 M koper(II)-ionen, waarvan de concentratie aan Cu²⁺ nauwkeurig bekend is.

Hieronder staat het voorschrift om het Luff-Schoorl reagens te maken:

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.

(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:

Netto:
I₂(aq) + 2S₂O₃ ^2-(aq) → 2I^-(aq) + S₄O₆ ^2-(aq)

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