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날씨가 더워지면 음료를 많이 마시게 되지요. 이번 여름에는 여러분이 마시는 각종 음료에 비타민C가 얼마나 함유돼 있는 지 실험을 통해 알아봅시다. 비타민 C는 색소의 생성을 억제해 피부가 검게되는 것을 막아줍니다. 우리 몸에 필요한 비타민 C의 1일 섭취량은 60mg정도입니다.

어느새 무더위가 기승을 부리는 계절이 됐군요. 이렇게 더울 때는 시원한 음료수가 가장 그립지요. 시원한 음료수가 더위를 식혀주고 갈증을 없애줌은 물론 피로 회복과 미용에까지 도움을 준다면 더욱 좋겠지요. 그런 음료수가 있냐구요? 물론 있지요. 비타민C가 들어있는 음료가 그 답입니다.

비타민C는 아스코르빈산이라고 하는 냄새 없는 신맛의 백색 결정입니다. 주로 녹색채소 감귤 딸기 녹차 등에 들어있으며 멜라닌 색소의 생성을 억제, 피부가 검게 되는 것을 막아줍니다. 이것이 부족하면 괴혈병에 걸리기도 합니다. 비타민C는 열에 약하기 때문에 장시간 끓이는 것은 좋지 않습니다. 우리 몸에 하루 필요로 하는 비타민C의 양은 60mg정도인데, 스스로 만들어 내지 못하므로 음식으로 섭취해야만 합니다.

준비물
여러가지 음료, 컵 또는 꼬마병, 녹말 용액, 요오드 용액, 뷰렛, 스탠드, 식초 또는 묽은 염산, 유리막대, 메스실린더(100mL), 스포이트, 뷰렛집게

실험방법
1. 실험하고자 하는 음료 100mL를 메스실린더를 이용해 컵에 붓는다.
2. 식초 또는 묽은 염산을 2-3방울 넣고 녹말 용액을 몇 방울 넣는다.
3. 뷰렛에 요오드용액을 붓고 방울방울 떨어뜨리면서 음료가 잘 섞이게 저어준다.
4. 푸른 색이 나타나면 실험을 중지하고 이미 들어간 요오드 용액의 부피를 이용해 음료의 비타민C 농도를 알아낸다.
5. 농도에 음료의 처음 부피와 비타민C의 분자량(${C}_{6}$${H}_{8}$${O}_{6}$, 176)을 곱해 비타민C의 질량을 알아낸다.
(표)는 서울 공항중학교 과학반의 실험결과임.
 

용액 만들기

녹말용액-밥을 끓인 물을 사용하거나 감자가루 등의 녹말가루를 끓는 물에 녹여서 사용한다.

요오드 용액(0.005M)-고체 요오드 1.3g을 에탄올 500mL에 녹이고 요오드화 칼륨(KI) 약1.6g 정도를 물 500mL에 녹여 두 용액을 섞고 약간의 물을 첨가하여 1L로 만든다.
 

보통 용액이라고 부르는 것들은 일정한 부피의 용매안에 일정한 수의 알갱이들이 돌아다니는 상태를 의미합니다. 여러가지 음료수 안에도 비타민C 알갱이들이 보이지 않게 돌아다니고 있는 것이지요. 그러한 음료수 속에 요오드 용액이 떨어지면 요오드 이온이 먼저 비타민C를 찾아내 모구 산화시키고 더 이상 비타민이 없으면 그때서야 녹말 알갱이와 결합해 청남색을 띠는 물질로 변화되는 것이지요. 결국 녹말은 비타민C가 모두 산화됐음을 알려주는 신호등, 즉 지시약에 해당한다.

${I}_{3}^{-}$(삼요오드이온)+비타민C → 산화된 비타민C+${3I}^{-}$
${I}_{3}^{-}$(삼요오드이온)+녹말 → ${I}_{3}^{-}$ …… 녹말(청남색)

M(물농도)-어떤 물질 6.02×${10}^{23}$ 개가 용액 1L속에 포함돼 있는 농도를 나타냅니다. 그러므로 요오드 용액 0.005M이라 함은 1L의 요오드 용액 속에 0.005×6.02×${10}^{23}$개의 요오드 이온이 포함된 용액이라는 뜻이 됩니다.
이온 음료의 경우를 예로 설명해 보면 적정에 사용된 요오드 이온의 수와 비타민C의 수가 같다고 볼 수 있습니다. 녹말의 농도는 작은 양이니 무시할 수 있습니다.

0.005몰/L×17.2mL = 0.086몰(0.086 × ${10}^{-3}$ × 6.02× ${10}^{23}$ = 5.1772 × ${10}^{19}$개)
0.086m몰 × $\frac{176g}{몰}$= 15.136mg

위의 결과를 받아들일 때는 비타민C의 양이 농도뿐만 아니라 신선도, 기간, 열 공기와의 접촉 등에 의해 달라질 수 있음을 알 수 있습니다.