DETERMINACIÓN DE ETANOL POR EL MÉTODO DE WINNICK
LIZETH BURGOS SÁEZ MAIRA LAMBRAÑO SAIRA MARTELO GENES WHITNEY BARRIOS CARLOS SUÁREZ
PROFESOR: ING. DEIVIS LUJAN RHENALS PH.D.
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA FACULTAD FACULTAD DE INGENIER!A INGE NIER!A PROGRAMA DE INGENIER!A DE ALIMENTOS ASIGNATURA DE BIOTECNOLOG!A ALIMENTARIA "#$%&$"%'(
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL Aplicar una técnica rápida y sencilla para la determinación de etanol en caldos de fermentación alcohólica.
OBJETIVOS ESPECIFICOS •
Realizar cinco diluciones a concentraciones de 0, 1, 2, 3, y 4 de etanol a partir de etanol a!soluto para determinar e"perimentalmente el contenido de etanol
•
#n$esti%ar otros métodos para determinar el alcohol et&lico
RESULTADOS C)*+,*- / /012-* / *13 +42+- 5,/30613 4*,413: 'n la determinación del contenido de etanol por el método de (innic), inicialmente se prepararon * muestras +tu!os de 10 m-, con concentraciones de 0, 1, 2, 3, y 4 de etanol, cada uno partiendo de una muestra de etanol con concentración del 100. /ara determinar la cantidad de muestra necesaria para preparar cada una de las concentraciones antes mencionadas, se hicieron los si%uientes cálculos
M,/3061 /30)216: C 1 =100 %P / V e sa!e ue
/or tanto
C 1 V 1=C 2 V 2
V 1=
C 2 V 2 C 1
ónde C 1
7 oncentración solución estándar
V 1
7 5olumen de solución estándar +ml
C 2
7 oncentración final del tu!o
V 2
7 5olumen final del tu!o +ml
6u!o 0 +7lanco /ara preparar una muestra con 0 etanol, simplemente, se llenó todo el tu!o con 10 m- de a%ua destilada y no se tomó nada de etanol V 1=
0 ∗10 mL 100
=0 mL etanol
6u!o 1 'l $olumen de muestra necesario para preparar una muestra con 1 etanol, fue V 1=
1 ∗10 mL 100
=0,1 mLetanol
6u!o 2 'l $olumen de muestra necesario para preparar una muestra con 2 etanol, fue V 1=
2 ∗10 mL 100
=0,2 mLetanol
6u!o 3 'l $olumen de muestra necesario para preparar una muestra con 3 etanol, fue V 1=
3 ∗10 mL 100
=0,3 mL etanol
6u!o 4 'l $olumen de muestra necesario para preparar una muestra con 4 etanol, fue V 1=
4 ∗10 mL 100
=0,4 mL etanol
-ue%o de preparar las soluciones se realizó una dilución 1*0 +0.2 m- muestra 8.9 ma%ua destilada para cada tu!o. /osteriormente, se adicionaron 2 m- de icromato de potasio 0.4 : en ; 2<4 10 : en un 'rlenmeyer y se a=adió 1 m- de la solución a estudiar, de>ándola mezcla en reposo durante * minutos a temperatura am!iente. espués de transcurrido este tiempo se a%re%aron 2 m- de solución de yoduro de potasio 3:, se mezcló, se adicionaron 2 %otas de solución de reacti$o de almidón solu!le y se tituló con 6iosulfato de sodio 0.1 : hasta o!tener un cam!io n&tido hacia un color azul marino como se aprecia en la fi%ura 1. 'ste procedimiento se hizo para cada uno de los tu!os, la cantidad de a%ente titulante %astado en cada caso fueron re%istrados en la ta!la 1.
F48,61 '. oloración azul marino de la titulación.
T19*1 '. oncentraciones de cada muestra analizada y el %asto de a%ente titulante. 5L / T4-3,*10- / PRIMERA DILUCIÓN S-4- %' N 81301-3 /2 *1 T,9-3 040,*1+4;2 5L / 5L / C-2+/2061+4;2 18,1 /012-* <=P>V? /304*11 0 0 10 0 9,3 1 0,1 8,8 1 ?,9 2 0,2 8,9 2 ?,? 3 0,3 8,? 3 ?,4 4 0,4 8,@ 4 ?,1 onociendo el %asto del a%ente titulante en cada caso y del !lanco se determinó el porcenta>e de etanol e"perimental, por medio de la ecuación de (innic), adaptada
Etanol ( g / 100 mL )=
[ (Vb −Vm)∗( 1,152 )∗100 ] [ mLmuestra∗1000 ]
ónde 5! m- de tiosulfato %astados por el !lanco 5m m- de tiosulfato %astados por la muestra 1,1*2 antidad en m% de etanol ue reaccionan con 1 m- de tiosulfato 0.1: Además, se multiplicó por el factor de dilución 1*0 para lle%ar a la concentración ori%inal de cada tu!o +ta!la 2 /ara el tu!o 0 +7lanco Etanol
(
g 100
mL
)
=
[ ( 8,3−8,3 )∗( 1,152 )∗100 ] =0 [ 1 muestra∗1000 ]
Bultiplicando por el Cactor de ilución Etanol
(
g 100
mL
)= ∗
0 50= 0
/ara el tu!o 1 Etanol
(
g 100
mL
)
=
[ ( 8,3−7,8 )∗( 1,152 )∗100 ] =0,0576 [ 1 muestra∗1000 ]
Bultiplicando por el Cactor de ilución Etanol
(
g 100
mL
)=
0,0576 ∗50=2,88
/ara el tu!o 2 Etanol
(
g 100
mL
)
=
[ ( 8,3−7,7 )∗( 1,152 )∗100 ] =0,06912 [ 1 muestra∗1000 ]
Bultiplicando por el Cactor de ilución
Etanol
(
g 100
mL
)=
0,06912∗50 =3,456
/ara el tu!o 3 Etanol
(
g 100
mL
)
=
[ ( 8,3−7,4 )∗( 1,152 )∗100 ] = 0,10368 [ 1 muestra∗1000 ]
Bultiplicando por el Cactor de ilución Etanol
(
g 100
mL
)=
0,10368 ∗50=5,184
/ara el tu!o 4 Etanol
(
g 100
mL
)
=
[ ( 8,3−7,1 )∗( 1,152 )∗100 ] =0,13824 [ 1 muestra∗1000 ]
Bultiplicando por el Cactor de ilución Etanol
(
g 100
mL
)=
0,13824 ∗50 =6,912
T19*1 ". oncentración de etanol e"perimental. @ T,9-
= E012-* <8>'%% 5L? /2 /* 0,9- 6/3/+040 1 2 3 4
0 2,99 3,4*@ *,194 @,812
C1*+,*- /* -6+/201/ / /012-* / *1 5,/3061 6-9*/51: /ara calcular el porcenta>e de etanol de la muestra pro!lema se tu$o en cuenta ue este porcenta>e en un $ino comercial oscila entre *D1@, por tanto se asumió una concentración del 14 de etanol y se calculó la cantidad de muestra a tomar para poder lle$ar la muestra a 3, as& V 1=
3 ∗10 mL 14
=2,14 mLmuestra
'sta cantidad de muestra se a%re%ó en un tu!o de ensayo, se aforó hasta 10 m- con a%ua destilada y lue%o se hizo la dilución 1*0 para finalmente titular, pero los resultados no fueron los esperados ya ue durante la titulación de la dicha muestra no se alcanzó a o!tener un resultado, de!ido a ue se hizo un %asto %rande de 6iosulfato de odio +12 mapro"imadamente, incluso mayor ue el !lanco y aun no cam!ia!a la coloración de la muestra, lue%o se concentró más la solución, teniendo una dilución de 2**0. /ero se %astó un $olumen mayor de 6iosulfato de odio ue en el !lanco, lo ue indica ue al aplicar la fórmula de (innic) se o!tendr&a un resultado ne%ati$o lo ue no corresponder&a a un porcenta>e de etanol incorrecto.
ANALISIS DE RESULTADOS Al realizar la comparación de las concentraciones o!tenidas e"perimentalmente con las reales +la fi%ura 2, se pudo apreciar una des$iación de los datos e"perimentales con respecto a los reales, sin em!ar%o, aun los $alores reales no son tan fidedi%nos, de!ido a errores propios del método, como por e>emplo, la falta de precisión y e"actitud entre un instrumentos de medida para las mediciones en las diluciones, diferencia entre un analista y otro, errores en las preparaciones de las soluciones ue pudo afectar las concentraciones en cada tu!o. 'n cuanto al porcenta>e etanol o!tenido e"perimentalmente se pueden tener errores en las mediciones $olumétricas de la titulación lo ue pudo ha!er afectado la ma%nitud del porcenta>e de etanol en cada dilución. e esta manera se puede decir ue se cometieron errores aleatorios pues fueron errores ine$ita!les ue se produ>eron por e$entos Enicos con dificultad de controlar durante el proceso de medición y casi no se pueden identificar o sus efectos no pueden corre%irse del todo. 'ste error ocurre o está dado por el azar. '>emplo 'rrores de apreciación, tales como el cam!io de color en la titulación, ue depende del o!ser$ador y su capacidad en cuanto al l&mite de la misma. +uffau et. al 2010. omo otro parámetro se ha!la de la e"actitud ue hace referencia a la capacidad del método anal&tico para o!tener resultados lo más pró"imos posi!les al $alor $erdadero +astillo 188@. -o ue indica ue el método de (innic) es poco e"acto se%En los $alores hallados e"perimentalmente, pero estos datos no son muy confia!les de!ido a los errores mencionados anteriormente. -a titulación de la muestra pro!lema se repitió, diluyendo menos la solución, pues se infirió la hipótesis ue la muestra esta!a muy diluida, pero aun as&, no se o!tu$o nin%En resultado $aledero pues el porcenta>e de etanol de!e e"presarse en la escala de los nEmeros naturales concluyendo al final, una posi!le contaminación en la muestra o e$aporación del etanol presente en esta, por descuido de de>arla destapada.
CONSULTA ompare los resultados de concentración en etano l e"perimentales con respecto a los reales. Frafiue la comparación.
F48,61 ". omparación de concentraciones reales y e"perimentales de etanol.
onsulte otros métodos para determinar alcohol et&lico. '"pliue las $enta>as y des$enta>as para su uso.
RTA> /ara la determinación de alcohol et&lico, hay di$ersidad de métodos, en la norma :6 38*2 esta!le la metodolo%&a para cada método de determinación de alcohol en la cer$eza. in em!ar%o, -ilia Basson +188? tam!ién descri!e otros métodos para determinar alcohol et&lico en los alimentos. Al%unos de estos métodos son los si%uientes
'. M0-- D/2345064+e!ido a la diferencia de densidades entre el a%ua y el etanol, se puede determinar el contenido de alcohol a tra$és de la medida de su densidad cuanto más ele$ado sea el contenido en etanol de una !e!ida más !a>a será su densidad +ierra,. Gste se !asa en la determinación de la densidad de una solución hidroalcohólica o!tenida pre$iamente por destilación. /ara medir la densidad se utiliza un euipo especial, el más usado es el hidrómetro +hidrometr&a pero e"isten otros como el alcohol&metro.
•
•
H46-5/061: 'l contenido de etanol se puede medir en el destilado a partir de un $olumen de la muestra e"actamente medido. -os azEcares reductores no son destila!les, interfieren el <2 y el ácido acético, por esta razón las muestras de!en neutralizarse antes de la destilación. -a determinación se efectEa por medio de un hidrómetro cali!rado y se re%istra la temperatura. 'l porcenta>e de etanol en $olumen se o!tiene de ta!las espec&ficas. 6am!ién se puede determinar el porcenta>e de etanol en $olumen con hidrómetros ue miden el peso espec&fico y consultar posteriormente las ta!las pertinentes. +Basson 188? A*+--*45/061: :o es más ue un dens&metro cuya escala e"presa directamente el contenido de alcohol por lo ue no es necesario el uso de ta!las. u fundamento es e"actamente el mismo del hidrómetro +$ino de fruta.com. +Basson. 188?
". M0-- R/61+0-5064+
(. D/0/65421+4;2 /* /012-* /2 /3-. e utiliza el método del picnómetro. e de!e tener la precaución de un !uen control de peso del picnómetro y !ien cali!rado, y un muy !uen control de temperatura. +Basson. 188?
. A2)*4343 / /012-* -6 +6-510-8611 813$*,4-
u%os se puede separar de otros componentes por F-. /ara me>orar los aspectos cuantitati$os se usa 2Dpropanol como estándar interno. -a relación de área de am!os picos se compara con la de una solución patrón de etanol y 2Dpropanol. e pueden emplear columnas empacadas de acero ino"ida!le o $idrio de 2 m rellenas con /orapac) I, ar!oJa" 0,2 1*00 so!re ar!opac) 90 D100 mesh, hromosor! 103. e recomienda determinar el porcenta>e de etanol en $olumen por un método oficial para efectos de control. +Basson. 188?
Cuente :6 38*2
F48,61 (. eterminación del contenido de etanol por cromato%raf&a de %ases. . M0-- /245)04+-: 'l etanol se puede o"idar a acetaldeh&do por el :A en presencia de la enzima alcohol deshidro%enasa +A; para producir :A;. 's una reacción esteouiométrica en condiciones e"perimentales adecuadas. 'l :A; producido se determina espectrofotométricamente a 334, 340 o 3@0 nm. +Basson. 188? +¿ ¿
+¿ ADH Acetaldehido + NADH + H ⇒
¿
Etanol + NAD
Actualmente se dispone de mezclas preparadas. e!e tenerse precaución en la medición cuantitati$a de $olEmenes muy peue=os de reacti$o y muestra. -a reacción se desplaza a la derecha en medio alcalino, atrapando el acetaldeh&do formado y lue%o o"idándolo a ácido acético en presencia de aldeh&do deshidro%enasa. +¿ ¿
+¿+ H 2 O AL − DH Acido acetico + NADH + H ⇒
¿
Acetaldehido+ NAD
ependiendo de la lon%itud de onda ue se eli>a, se de!e tener la precaución de ue la concentración de etanol sea de 0,01 a 0,12%Kl +3@* nm o de 0,00* a 0,0@%Kl +340D 334nm. 'n %eneral en alimentos l&uidos se recomienda clarificar y filtrar. 'n la ta!la 3, se muestran las $enta>as y des$enta>as de cada método de determinación de alcohol et&lico.
T19*1 (. 5enta>as y des$enta>as de los métodos de determinación de alcohol et&lico. MÉTODO VENTAJAS DESVENTAJAS -os resultados e"presan la 'ste método reuiere !astante masa o peso de la solución por e"periencia y cuidados unidad de $olumen +densidad o e"tremos en todo el proceso de D/2340-5064+-: peso espec&fico. Bediante neutralización, destilación, H46;5/06ta!las esta densidad puede ser medición y control de relacionada con el contenido de temperatura. alcohol y e"presarse entonces como porcenta>e o %rado FayD -ussac +LF.-. -a concentración de alcohol 's importante la limpieza del et&lico +;3;2D<; pueden refractómetro después de cada ser medidos con una peue=a medición. e!e tenerse un muy R/61+0-5064+cantidad de muestra y con un !uen control de la temperatura a procedimiento simple, además 1*,*@H.A temperaturas se o!tiene los resultados al diferentes se aplican factores de momento. corrección. etermina con precisión la e de!e tener la precaución de E012-* /2 /3densidad de l&uidos. un !uen control de peso del picnómetro y !ien cali!rado, y un muy !uen control de temperatura. 'l procedimiento propuesto de 'l método no es para otro tipo cromato%raf&a de %ases es un de alcoholes ue pueden estar en menores C6-510-8611 / método preciso para e$aluar presentes etanol y es un método cantidades, está restrin%ido sólo 813/3 fácilmente adapta!le para para determinación de alcohol NTC (&" <'&&? e$aluar cer$eza en proceso. et&lico.
E245)04+-
's muy espec&fico, en la reacción, la cantidad de :A; formada eui$ale a la mitad de la cantidad de etanol. :A; es un $alor medi!le y se puede determinar a 340mm. 'l euipo es más económico ue el cromató%rafo +Farc&a, 1880.
'l método es muy sensi!le, de!e tenerse especial cuidado con el a%ua empleada ue de!e estar li!re de etanol. e!e tra!a>arse en atmósfera li!re de etanol. /ara controlar el método se recomienda emplear una solución patrón de etanol.
CONCLUSION 's indispensa!le medir el contenido de alcohol para la ela!oración de !e!idas pues permite normalizar el producto, para ello se utilizan di$ersos métodos e"perimentales 'n la determinación del porcenta>e de alcohol de la muestra pro!lema se tu$ieron incon$enientes ue impidieron realizar este cálculo, posi!lemente por errores en la dilución 'l $olumen de 6iosulfato de sodio %astado en la titulación del !lanco de!e ser mayor ue el $olumen %astado en la muestra a estudiar, porue el porcenta>e de etanol de!e e"presarse solamente en la escala de los nEmeros naturales.
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