UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES NATURA LES INSTITUTO DE QUIMICA
TÉCNICAS DE LABORATORIO QUÍMICO (CNQ-131) GRUPO 05
VALORACIÓN DE UN VINAGRE, EFICIENCIA DE LOS ANTIÁCIDOS Y VITAMINA C EN BEBIDAS
HARLINSON ESTEBAN OSORIO F. IDENTIFICACIÓN: 91053000148 MELISSA ANDREA VILLALOBOS V. IDENTIFICACIÓN: 91101230975
PROFESOR: RUBÉN DARÍO OSORIO
AGOSTO 20 DEL 2008 MEDELLÍN
Objetivos Valoración de un vinagre
Determinar la concentración de acido acético en un vinagre comercial
Eficiencia de los antiácidos
Determinar la eficiencia de un antiácido comercial mediante su valoración con HCl Analizar las reacciones que tienen lugar cuando el acido actúa a nivel estomacal
Vitamina C en bebidas
Determinar el contenido de vitamina c en bebidas de frutas Analizar las características de una valoración yodimétrica
Cálculos y resultados Valoración de un vinagre
Tabla N° 1datos de la valoración de un vinagre Experimento
Sustancia
Masa/volumen
1a 1 b 2 b 2 b
Ftalato Ftalato Vinagre Vinagre
0.48 g 0.50 g 5.00 mL 5.00 mL
Volumen del Concentración NaOH (mL) 12.6 38 M 15.9 31 M 15.5 mL 17.9 mL
Eficiencia de los antiácidos
Tabla N° 2 resultados de la valoración de antiácidos (I) Antiácido A alka seltzer B ditopax
Masa de la tableta (g)
Masa de la muestra (g) V NaOH (mL) 1.00 20.37 1.00 7.42
Taba N° 3 resultados de la valoración de antiácidos (II) Antiácido A B
n HCl neutralizadas
n HCl/tableta
0.0005 0.0073
0.0002926 0.0042720
Vitamina C en bebidas
E = m HCl/m Tableta 0.0002926 0.0042720
Tabla N° 4 resultados de la valoración de vitamina C Analito
Volumen (mL)
Jugo de naranja
10 20 30 10
Tampico
V I2 (mL) 0.0161 Vitamina C (mg) M 4.1 11.6 7.26 20.6 12.4 35.04 1.7 4.81
Vitamina C en mg/mL 1.16 1.03 1.17 0.48
nC = V(I2)* C(I2) mC= nC * PMC
1000mg/1 g * mC = mg C/mL j = mg/Ml Donde: nC = son las moles de la vitamina C mC = es la masa en gramos de la vitamina C PMC = es el peso molecular del acido ascórbico = 176.1g/mol mL j = el volumen total del jugo
Discusión y conclusiones Valoración de un vinagre
Escribir las ecuaciones balanceadas que tuvieron lugar durante los procesos de valoración estudiados.
R=/ KHC8H4O4 + NaOH --> H2O + KNaC8H4O4 CH3COOH + NaOH CH2COONa + H2O
Establecer las razones por las que la concentración del vinagre tenia experimentalmente puede no coincidir con el valor reportado en el rotulo del producto. ¿Qué errores se puede asociar a las valoraciones colorimétricas?
R=/ las posibles causas de error serian el error por carbonato, ya que al depositar el hidróxido de sodio en el acido acético o en el ftalato, aquella sustancia se podría unir con el dióxido de carbono con el aire y formar una impureza que afectaría la titulación. Otra posible causa de error seria el flujo involuntario por parte de la probeta, puesto que esta a pesar de impedir el flujo de la probeta esta continuaba goteando.
Eficiencia en los antiácidos
Analizar los resultados para determinar, comparativamente, cuál de los antiácidos es más efectivo para combatir la acidez. Incluir las ecuaciones balanceadas para cada una de las valoraciones realizadas. ¿Qué causas de error pueden afectar la exactitud del análisis?
R=/ En los datos de la tabla se muestra que el mejor antiácido demostró ser el ditopax puesto a su eficiencia superior a la del alka seltzer. Alka seltzer: NaHCO3 + HCl NaCl +CO2 + H2O Ditopax: Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O Causas de error: Una de las posibles causas de error en el cálculo puede ser la presencia de componentes inertes que no reaccionen con el acido, y que por tanto se quedan haciendo un peso extra. Otra posible causa de error en los antiácidos es en la que el Mg(OH)2 pudo haberse mezclado con el CO2 del ambiente haciendo una sustancia nueva, esto pudo alterar la sustancia. (Error por carbonato). Vitamina C en bebidas
Analizar sus resultados para determinar, comparativamente, cuál de los jugos de frutas tiene un contenido más alto de vitamina C. incluir las ecuaciones balanceadas para cada una de las valoraciones realizadas. ¿Qué causas de error pueden afectar la exactitud del análisis? (confronte sus resultados con las especificaciones del producto). R=/ De acuerdo con nuestros resultados podemos analizar que el jugo de naranja natural, contiene más vitamina C que el Tampico, que también utilizamos en esta prueba. Encontramos que por cada mL de jugo natural hay aproximadamente 1.16 mg de ácido ascórbico, en cambio, el Tampico contiene por cada mL 0.48 mg de este ácido. C. Por lo tanto podemos decir que el Tampico contiene menos de la mitad de vitamina C que contiene un jugo natural.
Causas de error Una de las posibles causas de error pude ser que el Tampico, posee una gran cantidad de materiales químicos que acompañan a este, y pueden afectar los cálculos de la titulación debido a sus componentes desconocidos.
Otra posible causa de error puede ser que las frutas de las cuales se extrajo el jugo de naranja no estaban del todo puras, (pudo haber presentes bacterias, sucios o la fruta pudo estar mala). Comparación de resultados: -
-
Del jugo de naranja natural se obtuvo que por cada mL de jugo natural se tiene 1.16 miligramos de acido ascórbico. Del Tampico se obtuvo que por cada ml de liquido se tiene 0.48 miligramos de acido ascórbico. En conclusión se tiene que el Tampico posee muy poca vitamina c en comparación con una bebida natural de naranja. Esto se debe a que el Tampico tiene mucho material sintético en su composición, los que hacen que la vitamina C sea una cantidad muy poca de la que se presume. Preguntas Valoración de un vinagre
¿Por qué son tan útiles los vinagres? Consultar como se obtiene el vinagre de frutas.
R=/ Los vinagres son útiles porque este regula la simpleza en el sabor de algunos alimentos (estabilizar el pH en el estomago). En la medicina: por su medio acido permite aliviar las irritaciones por quemaduras de la piel, si se aplica en un lugar de picazón de algún insecto. Actúa en contra de la hinchazón provocada por estos. En la industria alimenticia: se usa como conservante alimenticio en contra de la putrefacción de alimentos, además se usa en los alimentos para agregar un sabor agrio placentero, manipulado al gusto de la persona. El vinagre de frutas es un producto ácido que se obtiene a partir del vino. En el vino los jugos con azúcar se fermentan, pasando los azúcares a alcohol, y seguidamente los microorganismos oxidan el alcohol a vinagre (ácido acético). Puede elaborarse a partir de diversas materias primas, por ejemplo de frutas como el banano, piña, mango, guayaba y marañón El proceso de elaboración del vinagre consiste en dos etapas consecutivas, en la primera ocurre la fermentación del azúcar a alcohol etílico por acción de las levaduras, mientras que en la segunda etapa las bacterias acéticas oxidan el alcohol a ácido acético. El vinagre es utilizado como saborizante en productos como salsas, mayonesa, mostaza y como preservante en la elaboración de encurtidos y otras conservas ácidas.
Explique en qué consiste el llamado error por carbonato y cómo se pueden minimizar en el laboratorio.
R=/ Se le llama error por carbonato a la combinación involuntaria del dióxido de carbono del medio con el NaOH, el ion carbonato busca mezclarse con el hidróxido para formar carbonato ácido de sodio. NaOH + CO2 NaHCO3 El error por carbonato se puede evitar, buscando la forma de que este al reaccionar con otra sustancia, en vez de hacer parte de la valoración, se precipite, lo que quiere decir que se vuelva una sustancia insoluble en medio acuoso.
Consultar la formula química de la fenolftaleína. ¿Por qué recibe el nombre de indicador básico?
R=/ C20H14O4 , se llama indicador básico porque en medio base torna a un color fucsia, por el contrario en medio ácido es incolora. Por tanto esta se usa como indicador de valoraciones ácido-base, siendo su punto de viraje alrededor del valor de pH de 8.2-8.3, realizando la transición cromática de incoloro a rosado. Eficiencia de los antiácidos
¿Por qué el nombre de antiácido? Identifica cada componente y su papel. ¿Qué características deben poseer estos?
R=/ Porque es una sustancia, generalmente una base (medio alcalino), que actúa en contra de la acidez estomacal (ácidos generados por las glándulas parietales). En otras palabras, el antiácido alcaliniza el estómago aumentando el pH. Los antiácidos más conocidos son: El bicarbonato de sodio (NaHCO3), el carbonato de calcio (CaCO3). Los antiácidos son bases débiles, por lo que desarrollan básicamente un mecanismo de reacciones de neutralización al reaccionar con el ácido estomacal y formar agua y una sal. Es decir, ellos hacen de tampón químico de los ácidos gástricos que aumentan el valor del pH en el estómago (los jugos gástricos poseen un valor de pH cercano a 0.8 que con la digestión de los alimentos puede subir a cerca de 2), o lo que es lo mismo reducen la acidez en el estómago.
¿la eficiencia de un antiácido depende de la naturaleza de principio activo, de su cantidad o de ambos?
R=/ La eficiencia de un antiácido depende de su principio activo principalmente, eso se confirmo en el experimento en el que el ditopax pudo neutralizar mayor cantidad de acido clorhídrico, pero ambos estaban en la misma cantidad. Claramente a mayor cantidad de la sustancia mas se podrá neutralizar, pero sí de eficiencia se trata esta dependerá de su principio activo. Representa mediante ecuaciones químicas la valoración del antiácido. R=/ Toda valoración de un antiácido debe quedar representada de la siguiente forma:
HCl (ácido gástrico) + Antiácido (base débil) → H2O + CO2 + sales
3 HCl + Al (OH)3 → AlCl3 + 3 H2O Alka Seltzer: NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 +H2O Ditopax: Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O
Explica la analogía entre la valoración de antiácido y la acción química de este en el organismo humano.
R=/ Esta consiste en usar el HCl como si fueran los jugos gástricos. La pastilla funciona como un neutralizante de este ácido para balancear el nivel de pH entre ambas sustancias, evitando que el estomago tenga excesos de ácidos. Evitando lo que se llama acidez. Vitamina C en bebidas
Consultar la fórmula del ácido ascórbico. ¿Cuál es la importancia de las vitaminas?
R=/ C6H8O6, las vitaminas en un organismo son muy importantes porque además de aportar energía, ayudan a la prevención y cura de enfermedades como la gripa, entre otras.
¿la valoración utilizada en este experimento es una valoración por retroceso? Explicar.
R=/ El método de valoración por retroceso se usa cuando se invierte el sentido de la valoración, cambiando la sustancia a valorar. En vez de valorar el analito original se añade un exceso conocido de reactivo estándar a la disolución, y luego se valora el exceso. Este método es útil si el punto final de la valoración por retroceso es más fácil de identificar que el punto final de la valoración normal. Se usa también si la reacción entre el analito y la sustancia titulante es muy lenta.
Escribir la reacción entre el I2 y el acido ascórbico
R=/ I2 + C6H8O6 C5H7O4COOI + HI
¿Cuál es la diferencia entre los procesos yodimétricos y los yodométricos?
R=/ yodométricos: o también llamadas indirectas consisten en determinar agentes oxidantes a través de una titulación de yodo como analito y una solución reductora como valorizante. o también llamada directa sirven para la determinación de agentes reductores a través de una titulación con el yodo como titulante y una solución x como analito. Yodimétricos:
Ejercicios sugeridos Valoración de un vinagre.
Una muestra de 6.00 g de vinagre se diluye con agua hasta 50.00 ml de agua y se valora con NaOH 0.505 M. después de haber añadido 12.40 mL de la base hay que valorar por retroceso, hasta el punto de equivalencia, con 2.00 mL de HCl 0.606 M. ¿cuál es la acidez del vinagre expresada en %p/p de acido acético?
R=/ Lo que sucede en este punto es que al momento de valorar el vinagre hay una cierta cantidad de NaOH que no reacciona, por lo que la sustancia queda en medio básico, así que se tiene que utilizar el HCl para que la neutralización sea completa. Para resolver este ejercicio debemos entonces empezar hallando el número de moles que hay en 2.00 ml de HCl. Para esto podemos hacerlo mediante la ecuación de la molaridad o a través de una relación de proporcionalidad, nosotros tomaremos la segunda opción. 0.606 mol de HCl/1 L x 0.02 L= 0.01212 mol de HCl Como esto es una relación 1 a 1: entonces quieres decir que 0.01212 mol de HCl neutraliza 0.01212 mol de NaOH, y esta cantidad en moles fue la cantidad que sobró al momento de neutralizar el ácido acético del vinagre. Ahora, hallamos la cantidad en moles de NaOH en los 12.40ml de la disolución: Nuevamente, podemos hacerlo por la ecuación de la molaridad o razonando por factores de conversión. 0.505 mol de NaOH/1L x 0.0124 L= 6.262x10-3 mol de NaOH.
Ahora la diferencia entre las moles que neutralizó el HCl y la cantidad que hay en los 12.4 ml, nos da la cantidad de moles que neutralizó el ácido acético. 0.01212 mol de NaOH - 6.262x10-3 mol de NaOH= 5.858x10-3 mol de NaOH Como es una relación 1 a 1: 5.858x10-3 mol de NaOH=5.858x10-3 mol de CH3COOH. Hallamos que cantidad corresponde eso en gramos: 60 g de CH3COOH/1 mol de CH3COOH x 5.858x10-3 mol de CH3COOH= 0.3515 g de CH3COOH. Ahora hallamos el porcentaje: 100%/6.00 g de CH3COOH x 0.3515 g de CH3COOH= 5.86% El rendimiento es de 5.86% Eficiencia de los antiácidos
0.475 g de una muestra que contiene (NH4 )2SO4 se disuelve en agua y se alcaliniza con KOH. El NH3 liberado se recoge en exactamente 50.00 mL de HCl 0.100M. el exceso de acido se valora por retroceso con 11.1 mL de NaOH 0.12 M. determinar el porcentaje por peso de (NH4 )2SO4 en la muestra.
R=/ Este proceso es un poco parecido al anterior: (NH4)2SO4 + 2KOH 2NH3 + K 2SO4 + 2H2O Mediante esta ecuación nos podemos dar cuenta de que un mol de (NH4)2SO4 producirá 2 moles de NH3 Iniciamos calculando el número de moles de NaOH para saber cuales son las moles de HCl. Esta vez trabajaremos con base en la ecuación M=n/V Entonces: n= M x V n= 0.12M x 0.0111 L n = 1.332x10-3 moles de NaOH, que tambein seria igual al número de moles de HCl que fue el exceso. Ahora hallamos el número de moles de HCl inicial: n= 0.100 M x 0.05 L n= 5x10-3 moles de HCl Teniendo estos dos datos podemos calcular el número de moles que se utilizaron para neutralizar el NH3 a través de una diferencia:
5x10-3 moles de HCl - 1.332x10-3 moles de HCl = 3.668x10-3 moles de HCl, esta cantidad equivale al número de moles de NH3. Ahora como dijimos al comienzo que una mol de (NH4)2SO4 produce 2 moles de NH3, planteamos la relación: 1 mol de (NH4)2SO4/2 moles de NH3 x 3.668x10-3 mol de NH3 = 1.834X10-3 mol de (NH4)2SO4 Calculamos gramos de (NH4)2SO4 132.14 g de (NH4)2SO4/1 mol de (NH4)2SO4 x 1.834X10-3 mol de (NH4)2SO4 =0.24234 g de (NH4)2SO4 Ahora hallamos el porcentaje: 100%/ 0.475 g de (NH4)2SO4 x 0.24234 g (NH4)2SO4 = 51.02%
Vitamina C en bebidas
El azufre de una muestra de 4.00 g de acero se desprende como H2S y se valora con 1.60mL de una solución de I2 0.0250M. ¿Cuál es el porcentaje de azufre en el acero?
R=/ H2S + I2 + 2 H2O S + 2I- + 2 CO2 + H2O Esta ecuación nos dice que un mol de H2S produce un mol de S. Así que calculamos las moles de Yodo en 1.60 mL de la solución. 0.0250 mol de I2/1L x 0.0016 L= 4x10-5 mol de I2 Esto quiere decir que 4x10-5 mol de I2 produce 4x10-5 mol de S. Ahora hallamos la cantidad en gramos de S. 32 g de S/ 1 mol de S x 4x10-5 mol de S= 1.28x10-3 g de S. Ahora hallamos el porcentaje: 100%/4.00 g x 1.28x10-3 g= 0.032%
Glosario Indicador acido: un
indicador acido es aquel que cambia el color al entrar en contacto con una sustancia de pH acido (0-7). un indicador acido es aquel que cambia el color al entrar en contacto con una sustancia de pH básico (7-14). Indicador básico:
Proceso químico que consiste en la reacción entre un ácido y una base para producir una sal y agua. HCl + NaOH --> NaCl + H2O. Neutralización:
Momento alcanzado generalmente en el curso de una valoración cuando el indicador cambia de color para señalar que ya se ha llegado al punto de equivalencia. Punto final:
Valoración: es
el proceso en el cual se le adiciona a una sustancia otra sustancia con el fin de que ambas estén en un punto de equivalencia,es decir, que ambas sustancias estén neutralizadas. Vinagre: es
aquella sustancia que posee un medio acido y que proviene de la fermentación acética del vino (la reacción que presenta la sacarosa con las acetobacterias o aeróbicas para transformar el azúcar en alcohol acético), su formula química es (CH3COOH). es el grado que presenta una sustancia de medio acido, es decir, la acides de una sustancia es el grado de pH que comprende el medio acido (0-7). Acidez:
es aquella sustancia que al mezclarse con otra de medio acido la neutraliza subiendo su pH a 7, estas sustancias son normalmente hidróxidos o mezclas de medio básico. Antiácido:
Jugo gástrico: El jugo gástrico es un líquido claro
segregado en abundancia por numerosas glándulas microscópicas diseminadas por la mucosa del estómago que contienen agua HCl y ciertas encimas. Este es el encargado de la digestión diluyendo los alimentos de y tomando las proteínas de este y enviarlas a la sangre. es el proceso por el cual se le adiciona al analito un exceso conocido de una sustancia titulante, luego el analito junto con el exceso se valora con otra sustancia titulante hasta el punto de equivalencia, la diferencia del exceso y del volumen de la sustancia titulante final da el volumen original del analito. Valoración por retroceso:
el almidón es la sustancia que almacena las plantas en sus raíces de la cual extraen sus energías (yuca, papa, maíz etc.) estas aportan el la mayoría de energías que consume un ser humano por la vía alimenticia. Almidón:
Oxidación: es la reacción que presenta cualquier sustancia con el oxigeno formando óxidos
metálicos y no metálicos, esta implica la pérdida de electrones de la sustancia reductora.
son sustancias heterogéneas imprescindibles para la vida, estas no pueden ser sintetizadas así que la única forma de adquirirlas por el organismo per a través de la digestión, estas sustancias son esenciales para la vida puesto que aportan energías, previenen enfermedades, y mejoran el rendimiento del metabolismo de cualquier ser vivo. Vitamina:
Yodo (I2): sustancia química que hace parte de los haluros, se encuentra frecuentemente en
formula diatómica al ser un haluro. Este igual que los demás posee una gran cantidad de enlaces con distintas sustancias.
