Abitur Hessen Chemie 2026 · LK · Ascorbinsäure – erstaunlich gesund?

Ascorbinsäure – erstaunlich gesund?

Ascorbinsäure, auch Vitamin C genannt, kommt vor allem in frischem Obst und Gemüse vor. Für eine gute Gesundheit ist eine tägliche Zufuhr von Ascorbinsäure notwendig. Zur Ergänzung der Aufnahme über Lebensmittel werden Vitaminpräparate in Tablettenform oder auch Injektionslösungen mit Vitamin C angeboten.

Material 1: Ascorbinsäure [1], [2]

Ascorbinsäure wird auch Vitamin C genannt. Ascorbinsäure ist sehr gut in Wasser löslich. Obwohl das Molekül keine Carboxygruppe aufweist, besitzt es saure Eigenschaften. Ascorbinsäure hat einen $\mathrm{p}K_\mathrm{S}$-Wert von 4,25 und kann vereinfacht als einprotonige Säure angesehen werden. Ihre Salze heißen Ascorbate.

Material 2: Tagesbedarf an Vitamin C und Folgen eines Mangels oder Überschusses [3], [4]

Natürliches Vitamin C kommt vorwiegend in rohem Obst und Gemüse vor. Sehr hohe Anteile weisen hierbei Paprika mit ca. $1{,}2\ \frac{\text{g}}{\text{kg}}$ sowie schwarze Johannisbeeren mit ca. $1{,}75\ \frac{\text{g}}{\text{kg}}$ auf.

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt bei Erwachsenen eine tägliche Vitamin-C-Aufnahme von 95–110 mg.

Ein Vitamin C Mangel führt zur Krankheit Skorbut. Diese trat in der Zeit vom 16. bis 19. Jahrhundert vor allem bei Seefahrern auf. Typische Symptome eines Vitamin-C-Mangels sind entzündetes und blutendes Zahnfleisch, Gelenkschmerzen, verzögerte Wundheilung, Wasseransammlung in Geweben und leichte Blutungen der Haut oder der Schleimhaut.

Ein Vitamin-C-Überschuss ist für den gesunden Menschen nicht gefährlich. Überschüssiges Vitamin C wird über den Harn ausgeschieden. Trotzdem empfiehlt es sich für Erwachsene nicht mehr als 500 mg pro Tag einzunehmen, weil bei Überdosierung mit Verdauungsbeschwerden und Durchfall zu rechnen ist.

Material 3: Ascorbinsäure in Nahrungsergänzungsmitteln und Injektionspräparaten [5]

Man kann Ascorbinsäure in Tablettenform oder als Pulver im Supermarkt als Nahrungsergänzungsmittel kaufen. Zur Intensivtherapie bei Vitamin-C-Mangel gibt es vom Arzt zu verabreichende Injektionslösungen.

Die Produktion von Injektionslösungen unterliegt strengen Qualitätskontrollen. Eine besteht darin, die Stoffmengenkonzentration an Ascorbinsäure in der Injektionslösung durch Titration mit Natronlauge zu bestimmen (analog zum Schülerexperiment in Material 4).

Ein Hersteller weist auf dem Beipackzettel aus, dass $1\ \text{mL}$ der vertriebenen Injektionslösung $150\ \text{mg}$ Ascorbinsäure und $50\ \text{mg}$ Natriumhydrogencarbonat enthalte. Eine tägliche Gabe von $5\ \text{mL}$ dieser Lösung wird empfohlen. Durch Zugabe von Natriumhydrogencarbonat wird der pH-Wert der Injektionslösung verändert.

Material 4: Schülerexperiment zur Bestimmung der Stoffmengenkonzentration von Ascorbinsäure in einer Injektionslösung

$10\ \text{mL}$ Ascorbinsäure-Lösung wurden vor der Titration mit destilliertem Wasser auf $100\ \text{mL}$ Probelösung aufgefüllt.

Geräte:

Messwerterfassungssystem mit Drucker

Bürette

Stativmaterial

pH-Elektrode

Trichter

Weithalserlenmeyerkolben, 200–300 mL

Vollpipette ($V = 25\ \text{mL}$) mit Pipettierhilfe

ggf. Magnetrührer mit Rührfisch

Becherglas

Chemikalien:

Natronlauge mit $c(\mathrm{NaOH}) = 0{,}25\ \frac{\text{mol}}{\text{L}}$

Ascorbinsäure-Lösung

destilliertes Wasser

Durchführung:

Entnehmen Sie der vorbereiteten Probelösung $25\ \text{mL}$ und titrieren Sie diese potentiometrisch mit Natronlauge der Stoffmengenkonzentration $c(\mathrm{NaOH}) = 0{,}25\ \frac{\text{mol}}{\text{L}}$.

1

Erläutern Sie das Säure-Base-Konzept nach Brönsted am Beispiel der Reaktion von Ascorbinsäure und Wasser.

Formulieren Sie hierzu die Reaktionsgleichung unter Verwendung von Strukturformeln für die organischen Verbindungen (M 1).

5

Begründen Sie die Veränderung des pH-Wertes bei Zugabe von Natriumhydrogencarbonat zu einer Ascorbinsäure-Lösung unter Einbeziehung einer Reaktionsgleichung (M 3).

Ascorbinsäure – erstaunlich gesund?

Ascorbinsäure, auch Vitamin C genannt, kommt vor allem in frischem Obst und Gemüse vor. Für eine gute Gesundheit ist eine tägliche Zufuhr von Ascorbinsäure notwendig. Zur Ergänzung der Aufnahme über Lebensmittel werden Vitaminpräparate in Tablettenform oder auch Injektionslösungen mit Vitamin C angeboten.

Material 1: Ascorbinsäure [1], [2]

Ascorbinsäure wird auch Vitamin C genannt. Ascorbinsäure ist sehr gut in Wasser löslich. Obwohl das Molekül keine Carboxygruppe aufweist, besitzt es saure Eigenschaften. Ascorbinsäure hat einen $\mathrm{p}K_\mathrm{S}$-Wert von 4,25 und kann vereinfacht als einprotonige Säure angesehen werden. Ihre Salze heißen Ascorbate.

Material 2: Tagesbedarf an Vitamin C und Folgen eines Mangels oder Überschusses [3], [4]

Natürliches Vitamin C kommt vorwiegend in rohem Obst und Gemüse vor. Sehr hohe Anteile weisen hierbei Paprika mit ca. $1{,}2\ \frac{\text{g}}{\text{kg}}$ sowie schwarze Johannisbeeren mit ca. $1{,}75\ \frac{\text{g}}{\text{kg}}$ auf.

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt bei Erwachsenen eine tägliche Vitamin-C-Aufnahme von 95–110 mg.

Ein Vitamin C Mangel führt zur Krankheit Skorbut. Diese trat in der Zeit vom 16. bis 19. Jahrhundert vor allem bei Seefahrern auf. Typische Symptome eines Vitamin-C-Mangels sind entzündetes und blutendes Zahnfleisch, Gelenkschmerzen, verzögerte Wundheilung, Wasseransammlung in Geweben und leichte Blutungen der Haut oder der Schleimhaut.

Ein Vitamin-C-Überschuss ist für den gesunden Menschen nicht gefährlich. Überschüssiges Vitamin C wird über den Harn ausgeschieden. Trotzdem empfiehlt es sich für Erwachsene nicht mehr als 500 mg pro Tag einzunehmen, weil bei Überdosierung mit Verdauungsbeschwerden und Durchfall zu rechnen ist.

Material 3: Ascorbinsäure in Nahrungsergänzungsmitteln und Injektionspräparaten [5]

Man kann Ascorbinsäure in Tablettenform oder als Pulver im Supermarkt als Nahrungsergänzungsmittel kaufen. Zur Intensivtherapie bei Vitamin-C-Mangel gibt es vom Arzt zu verabreichende Injektionslösungen.

Die Produktion von Injektionslösungen unterliegt strengen Qualitätskontrollen. Eine besteht darin, die Stoffmengenkonzentration an Ascorbinsäure in der Injektionslösung durch Titration mit Natronlauge zu bestimmen (analog zum Schülerexperiment in Material 4).

Ein Hersteller weist auf dem Beipackzettel aus, dass $1\ \text{mL}$ der vertriebenen Injektionslösung $150\ \text{mg}$ Ascorbinsäure und $50\ \text{mg}$ Natriumhydrogencarbonat enthalte. Eine tägliche Gabe von $5\ \text{mL}$ dieser Lösung wird empfohlen. Durch Zugabe von Natriumhydrogencarbonat wird der pH-Wert der Injektionslösung verändert.

Material 4: Schülerexperiment zur Bestimmung der Stoffmengenkonzentration von Ascorbinsäure in einer Injektionslösung

$10\ \text{mL}$ Ascorbinsäure-Lösung wurden vor der Titration mit destilliertem Wasser auf $100\ \text{mL}$ Probelösung aufgefüllt.

Geräte:

Messwerterfassungssystem mit Drucker

Bürette

Stativmaterial

pH-Elektrode

Trichter

Weithalserlenmeyerkolben, 200–300 mL

Vollpipette ($V = 25\ \text{mL}$) mit Pipettierhilfe

ggf. Magnetrührer mit Rührfisch

Becherglas

Chemikalien:

Natronlauge mit $c(\mathrm{NaOH}) = 0{,}25\ \frac{\text{mol}}{\text{L}}$

Ascorbinsäure-Lösung

destilliertes Wasser

Durchführung:

Entnehmen Sie der vorbereiteten Probelösung $25\ \text{mL}$ und titrieren Sie diese potentiometrisch mit Natronlauge der Stoffmengenkonzentration $c(\mathrm{NaOH}) = 0{,}25\ \frac{\text{mol}}{\text{L}}$.

2

Führen Sie die potentiometrische Titration durch und erstellen Sie eine Titrationskurve (M 4).

Hinweis: Für den Fall, dass Sie keine auswertbaren Beobachtungen erzielt haben, können Sie sich die Titrationskurve unter Abzug von 3 BE geben lassen.

3

Kennzeichnen Sie in der Titrationskurve den Äquivalenzpunkt und den Halbäquivalenzpunkt.

Beschreiben und erklären Sie den Kurvenverlauf bis zur Zugabe von 7 mL Maßlösung.

Wählen Sie für die Titration einen geeigneten Säure-Base-Indikator aus und begründen Sie Ihre Auswahl.

4

Berechnen Sie die Stoffmengenkonzentration der Ascorbinsäure in der Injektionslösung aus den Ergebnissen der Titration.

Hinweis: Für den Fall, dass Sie den Äquivalenzpunkt nicht bestimmen konnten, verwenden Sie den Ersatzwert: $V(\text{NaOH}) = 9{,}2\ \text{mL}$.

Überprüfen Sie die Angabe des Herstellers zur in der Injektionslösung enthaltenen Masse an Ascorbinsäure (M 3).

Beurteilen Sie die Anwendungsempfehlung der Injektionslösung anhand von zwei Argumenten (M 2, M 3).