UNIVERSIDAD INDÍGENA BOLIVIANA AYMARA“TUPAK KATARI” CARRERA INGENIERÍA EN INDUSTRIA DE ALIMENTOS GUIA DE LABORATORIO PROCESOS DE ANALISIS DE ALIMENTOS Ing. Rolando Illanes Castañeta Responsables del Laboratorio de Bromatología 2016 EL LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 1. INTRODUCCION La Química es una ciencia experimental, de ahí que el proceso enseñanza aprendizaje de esta ciencia solo puede ser efectivo a través de la panificación de experimentos prácticos. La realización de prácticas constituye una motivación para los estudiantes pues es en el laboratorio donde puede visualizar los fenómenos químicos y le permite, además, conocer y aprender a manipular los materiales, equipo y reactivos químicos. La química analítica es una ciencia de medición basada en un conjunto de ideas y métodos que son útiles en todos los campos de la ciencia. Se divide en análisis cualitativo, el cual establece la identidad química de las especies en la muestra; y el análisis cuantitativo que determina la cantidad relativa de estas especies o analitos en forma numérica. 2. CONSIDERACIONES GENERALES Para el trabajo en laboratorio, se deben organizar grupos de alumnos en los posible de dos a tres personas. Cada estudiante debe trabajar con guardapolvo y debe proveeré de un mantel o trapo limpio para la limpieza y secado de materiales, equipos y mesón de trabajo. El trabajo debe ser realizado en firma ordenada y sistémica, siguiendo las indicaciones de la guía de laboratorio, del docente. Se debe tener cuidado especial en la eliminación de desechos o residuos. Los ácidos y las bases fuertes deben ser diluidos antes de vaciarlos a las piletas de lavado. Los sólidos deben ser arrojados en los basureros, bajo ninguna circunstancia se los debe arrojar en las piletas o el piso. Debe limpiarse el material y el lugar de trabajo al iniciar y al finalizar cada práctica. 3. Conocimientos del material y reactivos de laboratorio. Los materiales más utilizados en el laboratorio se pueden clasificar en: Material de uso común o general Material volumétrico Material de separación La mayoría del material de laboratorio está fabricado en vidrio debido a que a través de este, es posible visualizar los cambios o transformaciones que sufre la materia en un experimento como ser: cabios de color, formación de precipitados, desprendimientos de gas, etc. El vidrio pyrex es el más utilizado por su resistencia a los cambios bruscos de temperatura. Existen otros materiales de madera, porcelana, plástico, metal, corcho, etc. MATEIAL DE USO COMUN O GENERAL TUBOS DE ENSAYO Fabricados en vidrio pyrex y sirven para realizar diversas reacciones químicas, empleando pequeñas cantidades de reactivos. GRADILLAS Fabricadas en madera o plástico y sirven para sostener los tubos de ensayo. VASOS DE PRECIPITADO Pueden ser de madera o plástico y se emplean para la disolución de reactivos sólidos, para verter y llevar a ebullición reactivos y/o mezclas liquidas. MATRAZ ERLENMEYER Construidos en vidrio pyrex, de forma cónica se utilizan en titulación de soluciones y para efectuar filtraciones. VIDRIO RELOJ Se utilizan para portar y pesar reactivos solidos u para tapar los vasos de precipitados. Existen de diferentes diámetros. MORTERO Pueden ser de porcelana, hierro y ágata, se emplean para triturar y pulverizar sustancias sólidas. PISETA Fabricada en plástico y sirve para contener agua destilada SOPORTE UNIVERSAL Son metálicos y se emplean para sujetar otros materiales como aros metálicos, buretas y refrigerantes, etc. PINZAS CON NUEZ Son piezas metálicas que sirven para sujetar el material al soporte universal. VARILLAS Son de vidrio, sirven para agitar y trasvasar líquidos. CEPILLOS Se emplean para lavar tubos de ensayo y otros materiales de vidrio. TAPONES Pueden ser de corcho o goma, son utilizados para conectar sistemas y para tapar materiales. CRISOLES Pueden ser de porcelana, hierro, níquel y platino y son utilizados para procesos de calcinación. Pueden ser sometidos hasta una temperatura de 1200°C. CAPSULAS Generalmente de porcelana, utilizadas para calentar reactivos hasta una temperatura de 500 °C. Se caracterizan por su boca ancha. HORNILLAS Utilizadas como fuente de energía para procesos de calentamiento. PINZAS Son metálicos y sirven para manipular crisoles, capsulas y otros materiales sometidos a altas temperaturas. Las pinzas de madera sirven para manipular tubos de ensayo. ARO METALICO Se utiliza para sostener materiales acoplados al soporte universal. ESPATULA Empleada ara manipular sólidos. BALANZA ANALITICA Equipo de precisión para determinar la cantidad de materia. MATERIAL VOLUMETRICO MATRAZ AFORADO Fabricado en vidrio de cuello muy largo y angosto empleado para preparar disoluciones. En la parte superior tiene un foro que señala un volumen exacto. PIPETA GRADUADA Material que tiene el vástago graduado utilizado para medir pequeños volúmenes generalmente de 1, 5 y 10 ml. PIPETA AFORADA Sirve para medir y transferir volúmenes pequeños definios de liquidos generalmente de 5, 10, 20 ml. PROBETA GRADUADA Recipiente de vidrio grueso o plástico, de forma cilíndrica con pico y base, que se emplea para medir volúmenes aproximados de líquidos. BURETAS Son tubos largos cilíndricos, graduados cuyo extremo inferior termina en una llave de vidrio que sirve para controlar el flujo de líquido. Se emplea en operaciones que necesitan medir volúmenes de gran exactitud. MATERIALES DE SEPARACION EMBUDOS CORRIENTES Sirve para separar precipitados de las soluciones en los procesos de filtración. EMBUDO ANALITICO Presenta estriaciones en la parte lateral, lo que permite una rápida filtración. El vástago del embudo puede ser corto o largo. EMBUDO DE SEPARACION Tienen forma de pera con una llave en el vástago. Sirven para separar mezclas heterogéneas controlando la salida del líquido a través de la llave. EMBUDO BUCKNER Empleado en la filtración al vacío. Esta filtración se realiza cuando se tienen precipitaos que son muy finos, lo que ocasionaría un tiempo muy largo de filtración por gravedad. 4. MANEJO DE REACTIVOS Los reactivos solidos deben ser manipulados siempre con una espátula, tratar de extraerlos del frasco en la cantidad requerida en un vidrio de reloj. Una vez extraído el reactivo debe taparse el frasco inmediatamente. Los reactivos líquidos no deben ser extraídos directamente de los frascos, antes debe trasvasarse una cantidad aproximada a la requerida en un vaso de precipitado y de este pipetear lo necesario para el experimento. Nunca se debe de devolver el sobrante al frasco original. Los reactivos corrosivos como ácidos deben ser pipeteados empleando una propieta o perilla de succión. Los reactivos volátiles deben de guardarse en lugares fríos y alejados de cualquier fuente de energía calorífica. Todo reactivo debe llevar su etiqueta correspondiente de identificación para evitar confusiones y accidentes. REPRENSENTACION SIMBOLICA SE SUSTANCIAS PELIGROSAS 5. NORMAS GENERALES a) Preparación: Prepare cada sesión de trabajo leyendo cada experimento hasta familiarizarse con los principios y métodos implicados. Al conocer el experimento se disminuye la posibilidad de que ocurran accidentes. Además, esta programación previa te permite emplear el tiempo en el laboratorio de una manera más eficaz. b) Puntualidad: El tiempo de permanencia en el laboratorio es imitado ya hay que aprovecharlo. Además, hay una serie de explicaciones que se dan a los alumnos antes de comenzar y que requieren su presencia. c) Limpieza: Se debe enjuagar y homogenizar o secar el material antes de su utilización. Cualquier solido o líquido que se derrame se limpiara inmediatamente. d) Procurar que no caiga agua por el suelo. e) Al abandonar el laboratorio el material quedara limpio y ordenado. Los reactivos quedaran ordenados (no cambiados de mesa ni abandonados junto a la balanza). 6. MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO a) En el laboratorio está prohibido comer, beber, fumar y JUGAR. b) En el laboratorio se debe llevar en todo momento el mandil blanco. Esto garantiza que ningún material caiga accidentalmente sobre las ropas o la piel y además protege la piel o la ropa de manchas o vertido de sustancias químicas. No olvidar llevar toallas de papel, marcador indeleble y gorro (gabacha). c) Al lugar de trabajo en el laboratorio solo se debe llevar aquellos materiales estrictamente necesarios para el trabajo, como son las guías de laboratorio, cuadernos de laboratorio, entre otros. El resto de objetos, como ser abrigos, libros o bolsos se los debe dejar fuera del área de trabajo. d) Comenzar cada jornada limpiando el área de trabajo. Repite la limpieza después de que hayas terminado de trabajar para asegurar que cualquier material des depositado en el laboratorio. e) Ser muy cuidadoso con el equipo de trabajo, si no se sabe utilizar, preguntar al docente sobre la forma de utilizarlo. Además se debe de tener cuidado con el material de vidrio, para evitar rotura o pedida del mismo. f) Todas las sustancias químicas deben estar etiquetados adecuadamente para evitar usos indebidos. g) Esta estrictamente prohibido pipetear cualquier liquido con la boca. En su lugar debes emplear pipetas automáticas o propipetas. h) Cuando calientes alguna sustancia no se debe realizar esta operación en matraces tapados, debido a que la presión de vapor generada puede hacer estallar estos materiales, es preferible usar vasos de precipitado. i) Se debe tener mucho cuidado con los mecheros Bunsen. Para evitar quemaduras, apagar los mecheros cuando no se lo use. Tener cuidado de no colocar las manos sobre la llama. j) Tras la sesión de trabajo, limpiar el lugar de trabajo, lávate las manos antes de abandonar el laboratorio para mantener unas buenas condiciones higiénicas. k) En lo posible llevar lentes de seguridad; no llevar lentes de contacto en el laboratorio. l) Los líquidos peligros por inhalación (atención a las etiquetas) se manejaran bajo la campana extractora, que permanecerá conectada durante su utilización. m) Para percibir el olor de una sustancia nunca se colocara la nariz directamente sobre la boca del recipiente que la contiene, sino que se “abanicara” con la mano, dirigiendo el vapor suavemente a la nariz. n) Cuando se hagan disoluciones con ácidos fuertes, adicionar siempre el ácido sobre el agua y no al revés. o) Los ácidos y bases se podrán echar por la fregadera teniendo siempre el grifo de agua abierto con el fin de diluirlos. p) Al calentar tubos de ensayo tener cuidado de no dirigir la boca del tubo hacia uno mismo ni hacia cualquier otra persona. q) Nunca agitar un tubo de ensayo colocando el dedo en la boca del mismo. r) Está prohibida la realización de cualquier experiencia no programada, a no ser por indicación del docente. s) Al abandonar el laboratorio asegurarse de que el agua y el gas queden cerrados y placas calefactoras desconectadas. t) En caso de accidente o lesión, avisar inmediatamente al docente o al responsable del laboratorio para que pueda realizarle una acción rápida y apropiada. MEDIDAS 1. Objetivo de la práctica La práctica tiene los siguientes objetivos: Realizar medidas de magnitudes comunes en forma correcta y confiable. Aprender el manejo de los instrumentos de laboratorio involucrados en la práctica. Realizar el tratamiento de datos con énfasis en promedios aritméticos y errores. Realizar cálculos de magnitudes derivadas en base a los datos experimentales. 2. Fundamento teórico Las características de la materia que sirven para definirla y diferenciarla se las denomina propiedades. Entre las propiedades fe la materia se puede distinguir propiedades físicas o químicas. Las propiedades físicas constituyen aquellas propiedades de los cuerpos que pueden medirse o apreciarse sin producir ninguna alteración en la constitución de la materia, mientras que las propiedades químicas implican una alteración en la constitución de la materia. Una propiedad física de los sólidos, líquidos y gases de mucha importancia y de gran utilidad en la química es la densidad. La densidad absoluta de una muestra de materia es la masa que tiene una sustancia por unidad de volumen. Matemáticamente la densidad se expresa de la siguiente manera: m d = ---------- V Las unidades más comunes en las cuales se expresa la densidad son: g/cm3 ; Kg/l ; Kg/m3 ; lb/ft3 ; g/l ; lb/in3 Por lo general la densidad de los líquidos y sólidos se expresa en gramos por centímetro cubico o en gramos por mililitro; mientras que la densidad de los gases se expresa en gramos por litro. En el sistema S.I. la unidad fundamental de la densidad es el kilogramo por metro cubico. En los sólidos granulares la densidad aparente es una densidad aproximada debido al aire existente entre las partículas, por lo tanto, del tamaño de las partículas y es necesario especificar esta variable. El método más exacto para determinar la densidad es aquel en el cual se hace uso del PRINCIPIO DE ARQUMIDES. El principio de Arquimides establece que un objeto sumergido en un fluido (líquido o gas) es sometido a una fuerza de empuje igual al peso del fluido que desplaza. La diferencia entre el peso de la sustancia en el vacío y el peso de las sustancias en el fluido que desplaza. La diferencia entre el peso de las sustancia en el vacío y el peso de las sustancia en el fluido es la fuerza de empuje y es igual al peso del fluido desplazado. En la determinación de la densidad de un sólido o líquido, la masa en el aire es tomada como la masa en el vacío, debido a que la masa del aire desplazado es despreciable comparado con la masa de un volumen igual de solido o líquido. Aplicando el principio de Arquimides es posible determinar la densidad de un sólido o liquido de una manera indirecta. DENSIDAD RELATIVA Es el peso específico relativo de un cuerpo o gravedad específica se define como la relación que existe entre la densidad de un cuerpo “A” y la densidad de un cuerpo “B” tomado como referencia para su estudio. Dr = ρB/ρA Si los volúmenes de ambas sustancias son iguales la densidad relativa se calcula por medio de la siguiente ecuación: Dr = mB/mA Si se determina la densidad relativa de un sólido o líquido, la sustancia de referencia o patrón de estudio es el agua a 4°C; mientras que si se trata de gases la sustancia de referencia es el aire, oxigeno o hidrogeno en condiciones normales de presión y temperatura (0°C y 760 mmHg). 3. Materiales Termómetro de mercurio 100°C Soporte universal Pinza porta bureta Vaso de precipitado 400 ml Hornilla Vernier Balanza de precisión Caja metálica Probeta 100 ml Probeta 250 ml Matraz aforado 50 ml Densímetros Matraz aforado 100 ml Cronometro Multímetro Fuente de corriente continua 4. Reactivos Algodón Agua Hielo molido Solido granular Solido irregular Alcohol Aceite 5. Procedimiento 5.1. Medidas de temperatura A) Temperatura ambiente Se medirán temperatura ambiente utilizando un termómetro de mercurio por el método de bulbo seco y del bulbo húmedo. 1. En el soporte universal colocar la pinza porta bureta formando una T. 2. En cada brazo de la porta bureta colocar un termómetro. 3. La temperatura de bulbo seco se mide con el termómetro suspendido de la pinza portabureta colocada en el soporte universal, esperando el tiempo necesario (aproximadamente 3 min) para que la columna de mercurio alcance el equilibrio. 4. La temperatura de bulbo húmedo se mide envolviendo el bulbo del termómetro en un algodón humedeciendo con agua, moviendo el termómetro con movimiento pendular hasta alcanzar el equilibrio (3 min.) 5. Registrar la temperatura ambiente en ambos casos. B) TEMPERATURA DE EBULLICION Medir la temperatura de ebullición de agua con el termómetro de mercurio. 1. En un vaso de precipitados colocar 200 ml de agua destilada. 2. Se calienta agua hasta que alcance el punto de ebullición. 3. Se registra la temperatura de ebullición correspondiente al lugar donde se encuentre. Se debe tener en cuenta las recomendaciones del docente en cuanto a la manera correcta de calentar un líquido y al manejo del termómetro. A fin de evitar quemaduras con el vapor de aguas se debe inclinar el termómetro 45° hacia atrás observando la escala del termómetro. C) TEMPERATURA DE FUSION DEL HIELO Medir la temperatura de fusión de agua con el termómetro de mercurio. 1. Colocar en un vaso de precipitados hielo molido homogéneamente hasta la mitad de vaso. 2. Introducir el termómetro en el centro del recipiente. 3. Determinar la temperatura de fusión del hielo. 5.2. Medida del volumen y la masa A) SOLIDOS REGULARES 1. Utilizando la regla determinar las dimensiones del cuerpo geométrico. 2. Anotar estas dimensiones (realizar al menos 5 mediciones) 3. Determinar la masa del solido 4. Registrar la masa del solido 5. Repetir del paso 1 al 4 utilizando el vernier 6. Repetir del paso 1 al 4 utilizando el tornillo micrométrico B) SOLIDOS GRANULARES 1. Registrar la masa de la caja metálica vacía 2. Utilizando el vernier determinar las dimensiones de la caja metálica 3. Registrar estos valores 4. Llenar la caja metálica con el sólido granular. Enrasar con ayuda de la regla 5. Registrar la masa de la caja metálica más el sólido granular. El volumen del solido granular será el resultante de la medida geométrica del recipiente en el cual está el contenido. C) SOLIDOS IRREGULARES 1. Registrar la masa del solido irregular 2. En la probeta verter 60 ml de agua 3. Introducir el sólido irregular en el agua 4. Registrar el nuevo volumen del agua de la probeta 5. En la probeta verter nuevamente 60 ml de agua 6. Introducir el sólido granular en el agua 7. Registrar el nuevo volumen del agua de la probeta. El volumen de solidos de forma geométrica irregular y del solido granular se determina por desplazamiento de agua en la probeta graduada. En este caso la diferencia en el nivel de líquido antes y después de sumergir el sólido en observación será igual a su volumen. D) LIQUIDOS El volumen de líquidos se determina con ayuda de instrumentos volumétricos. 1. Determinar la masa de los matraces aforados, limpios y secos 2. Llenar cada uno de los matraces con una sustancias diferente (agua, alcohol) 3. Determinar la masa de cada matraz lleno con el líquido en estudio. 4. Con los datos obtenidos determinar la masa del líquido y la densidad del mismo. DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE UN LÍQUIDO POR EL METODO DIRECTO 1. Verter en cada probeta uno de los líquidos cuya densidad se quiere conocer (alcohol, agua, aceite). 2. Introducir el densímetro en el líquido adecuado, girar. 3. Registrar el valor de la densidad. 4. Devolver las sustancias a los frascos respectivos. DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE UNA MEZCLA 1. En un vaso de precipitados preparar 300 ml de una mezcla de 20% alcohol y 80% de agua. 2. Verter la mezcla en una probeta de 250 ml 3. Introducir el densímetro adecuado y registrar el valor leído. 4. Determinar la masa de un matraz aforado 5. Llenar el matraz aforado con la mezcla 6. Determinar la masa del matraz con la mezcla 7. Con los datos obtenidos calcular la densidad de la mezcla 8. Calcular el valor de la densidad de la mezcla en forma teórica y comparar con los dos resultados obtenidos en el laboratorio. 4.3. Flujo volumétrico Las determinaciones de flujo volumétrico de los grifos del laboratorio se realizarán con ayuda de una probeta graduada y de un cronometro. 1. Abrir uno de los grifos de laboratorio de modo que el flujo sea lento y constante. 2. Colocar la probeta debajo del grifo 3. Cronometrar el tiempo que tarda en llenar la probeta graduada 4. Repetir el procedimiento varias veces 5. Determinar el flujo volumetrico 4.4. Voltaje El objetivo principal es el aprender el manejo del multímetro para mediciones de variables eléctricas. 1. Encender el multímetro 2. Identificar la escala adecuada 3. Colocar los chicotillos 4. Registrar las diferencias de voltaje de la toma corriente y de una fuente de corriente continua. 5. Cuestionario 5.1. Defina los siguientes conceptos: Temperatura Calor Presión atmosférica Presión manométrica Flujo volumétrico Propiedad física Propiedad química Densidad absoluta Densidad aparente Densidad relativa 5.2. Cuál es el volumen de un recipiente perpendicular de las siguientes dimensiones: ancho=3cm; profundidad=6cm, altura=2cm. Expresar el resultado en cm3, m3, dm3, mm3. 5.3. Exprese las siguientes temperaturas en: K, °C, °F, °R. a) 100 K b) 273 °C c) 87°F 5.4. Un gas esta sometido a una presión de 2 atm. Exprese este resultado en: a) mmHg b) mH2O c) p.s.i. d) Kg/m2 5.5. Se desea almacenar 500 m3 de agua en un tanque. S el tanque fuera esférico ¿Cuál seria el diámetro del tanque? 5.6. Si los caudales volumétricos en los puntos de utilización de una vivienda son: lavamanos 5L/min, ducha 9L/min, lavaplatos 7L/min y lavarropa 7L/min. Determinar el volumen del tanque superior de la vivienda para abastecer en forma continua todos los puntos durante un tiempo de 1 hora. 5.7. Investigue los valores de la tabla siguiente: Sustancia Densidad Temp. fusion Temp. Ebullición Hierro Alcohol etílico Agua (4°C) Aluminio Plata Bronce Estaño 5.8. Definir exactitud y precisión. De qué factores dependen estas características durante un experimento. 5.9. Cuáles son las precauciones elementales al manejar: a) Material de vidrio volumétrico? b) La balanza de precisión? PREPARACION Y ESTANDARIZACION DE SOLUCIONES 1. Objetivos de la practica La práctica tiene los siguientes objetivos: Observar que tipo de sustancias forman soluciones Preparación de soluciones de ácidos y bases Estandarización de soluciones de ácidos y bases Determinación de la concentración de soluciones de sólidos y bases 2. Fundamento teórico Disoluciones: La disoluciones son mezclas homogéneas formadas por dos o más sustancias, ejemplos son la mezcla de cloruro de sodio y agua, mezcla de etanol y agua, etc. Para que dos sustancias se mezclen y formen una disolución s necesario que sean de la misma naturaleza, así el cloruro de sodio, el etanol y el agua son sustancias polares; sustancias como el cloroformo, benceno, aceite y otros similares son sustancias no polares, en consecuencia cuando se mezclan estas formaran disoluciones. Sin embargo si se mezcla agua (polar) y aceite (no polar) no forman una disolución, observándose dos fases, la del aceite y la del agua. Unidades de concentración: La proporción en las cuales participan las sustancias en las disoluciones de denomina concentración, las unidades más usuales son: a) Molaridad: La molaridad se define como el número de moles de soluto disueltos en un litro de disolución. # de moles de soluto Molaridad = M = ----------------------------------- 1 litro de disolución b) Normalidad: la normalidad es el número de equivalentes gramo de soluto disueltos en un litro de disolución. # de equivalentes gramo de soluto Normalidad = N = ----------------------------------------------------- 1 litro de disolución c) Porcentaje en masa: El porcentaje se define como: Masa de soluto Porcentaje en masa = N = ------------------------------------ x100 masa de disolución Existen también otras unidades de concentración, tales como la molalidad, formalidad, osmolaridad, etc. Volumetría: La volumetría es un método muy empleado en la química analítica cuantitativa cuyo propósito es determinar la concentración de una solución, mediante la adición de volúmenes de otra solución de concentración conocida (solución estándar o solución patrón); este método también recibe los nombres de valoración o titulación. La sustancia de concentración desconocida suele llamarse analito y el reactivo de concentración conocida se denomina titulante o valorante. El procedimiento de la titulación o valoración se efectúa usualmente mediante un matraz Erlenmeyer que contiene el analito y el titulante se agrega mediante una bureta, como se indica en la figura 1. El punto de equivalencia es aquel en que la cantidad de titulante agregado al analito es exactamente el necesario para que reaccione estequiométricamente. El empleo del método de titulación requiere que se disponga de soluciones de concentración conocida y exacta, que en este caso puede ser el titulante; esta solución de concentración exacta suele prepararse disolviendo una cantidad pesada de un reactivo puro en un volumen conocido de solución. En este caso, el reactivo puro se conoce como patrón primario; el reactivo para ser empleado como patrón primario debe cumplir con los siguientes requisitos: a) Debe poseer alta pureza (por lo menos) 99,9%. b) No debe descomponerse en condiciones normales de almacenamiento. c) Debe ser estable durante el secado (por calentamiento o al vacío) d) Debe reaccionar con estequiometria conocida con a sustancia a determinar. La solución que se prepara con un patrón primario se denomina estándar primario. Sin embargo, en la mayoría de los casos, las sustancias denominadas patrón primario son escasas, y las soluciones que se van a emplear en el análisis se preparan con sustancias de menor pureza que no cumplen con los requisitos de patrón primario, estas sustancias de menor pureza se disuelven en agua y proporcionan soluciones de concentración aproximada (c.a.), esta solución debe valorarse (titularse) con una cantidad pesada de patrón primario, para encontrar su concentración exacta; entonces se tiene una solución estándar y el procedimiento descrito se denomina estandarización. En todo caso la validez de cualquier análisis depende a fin de cuentas del conocimiento de la composición de algún estándar primario. Algunos ácidos y bases, pueden ser empleados como patrones primarios en las titulaciones acido- base; estas se presentan en la tabla 1. Tabla 1: Algunos patrones primarios ácidos y bases Ácidos Nombre Formula Masa Observaciones formula Ftalato acido de 204,33 El punto final se detecta potasio satisfactoriamente con fenolftaleína. Yodato acido de KH(IO3)2 389,912 potasio Bases Carbonato de sodio Na2CO3 105,989 En el comercio se encuentra el Na2CO310H2O, este debe secarse durante 1 h a 260°C o 270°C, para formar Na2CO3 puro, el patrón se titula con acido hasta el punto final en pH 4 a 5; es decir puede emplearse naranja de metilo como indicador. Borax Na2B4O7*10H2O 381, 373 El patrón se titula con ácido hasta el punto final del rojo metilo Indicadores acido-base: Los indicadores empleados en las titulaciones acido-base, son también ácidos o bases débiles, cuyas distintas formas protonadas tienen diferentes colores. Un ejemplo es la fenolftaleína, la cual es incolora cuando el pH es menor a 8,0 y tiene color rosa, cuando el pH es mayor a 9,6, de acuerdo a: La estructura molecular de la mayor parte de los indicadores es compleja, de manera que, en forma general denotaremos como InH a la especie protonada de los indicadores y In- a la especie básica; el equilibrio entre InH y In- puede expresarse como: InH === In- + H+ Color A Color B Ácido clorhídrico e hidróxido de sodio El ácido fuerte más empleado en las valoraciones acido-base es el HCl; este reactivo en condiciones ambientales (25°C y 0,5 a 1 atm) se halla en estado gaseoso y ara su vena en el comercio, el gas HCl (cloruro de hidrogeno) se disuelve en agua hasta lograr el 35 a 36% de pureza; de manera que el ácido clorhídrico que se halla en el comercio es una solución acuosa; además esta solución no es estable; de este modo, cada vez que se destapa el frasco del reactivo, la pureza de la solución (35 a 36%) va disminuyendo. En consecuencia el ácido clorhídrico del 35 a 36% no es patrón primario y las soluciones que se preparan a partir de esta poseen concentraciones aproximadas. En este sentido es necesario estandarizar las soluciones de HCl y para ello se emplea el Na2CO3 anhidro (masa formula gramo = 105,989 g/mol). De las bases fuertes más empleadas en las titulaciones acido-base, podemos mencionar al NaOH y KOH; estos hidróxidos que se expenden en el comercio poseen entre 95 a 99,9% de pureza. Pese a la alta pureza que pueden poseer estos reactivos, no son patrones primarios, debido fundamentalmente a que son muy higroscópicas; es decir, adsorben con mucha facilidad el agua de la atmosfera. Además estos hidróxidos reaccionan con el CO2 de la atmosfera, de acuerdo a: NaOH + CO2 NaHCO3 Así que cada vez que se destapa el frasco que contiene el NaOH (o KOH) este reactivo se carbonata y adsorbe agua, reduciéndose su pureza. Por esta razón la solución de NaOH (o KOH) preparada a partir del reactivo sólido, solo poseen concentración aproximada y es necesario estandarizarlas, ya sea con ftalato acido de potasio o HCl estándar. Las reacciones de estandarización de HCl con Na2CO3 y del NaOH con HCl estándar son respectivamente: 2HCl + Na2CO3 CO2 + 2NaCl + H2O NaOH + HCl NaCl + H2O Para el cálculo del error en la concentración del HCl estandarizado con Na2CO3 debe considerarse que la masa del Na2CO3 (mi), se mide una sola vez, este carbonato de sodio pesado es disuelto con agua y se hace reaccionar con el HCl contenido en la bureta, hasta el punto final determinado por el naranja de metilo como indicador. Este procedimiento se repite varias veces (n) con distintas porciones de carbonato de sodio (m1, m2, m3,… etc). Como no es posible efectuar repeticiones con la misma masa de carbonato de sodio, se considera todo el proceso como medición. La concentración del HCl (CHCl1) se determina mediante: (1) Donde es el volumen leído en la bureta durante la estandarización. Con los distintos valores de mi y , se determinan las respectivas concentraciones del y la media de la concentración del HCl se evalúa con: (2) Finalmente el error de la concentración del ácido clorhídrico se calcula de acuerdo a: (3) En (3) es el valor de la probabilidad que corresponde al valor de la distribución t de estudent, con 1% de probabilidad y n-1 grados de libertad. El término es la desviación estándar de la concentración del HCl, determinada de manera habitual y “n” es el número de repeticiones. En la estandarización de la solución de NaOH mediante HCl estándar de concentración ± ; se mide un volumen fijo de la solución de NaOH (VNaOH) y de la bureta se adiciona el HCl estándar, hasta el punto final determinado con fenolftaleína como indicador; este procedimiento se repite “n” veces; el cálculo de la concentración de NaOH (CNaOH) se efectúa mediante: (4) En la anterior ecuación VHCl es el volumen medio de HCl estándar adicionado mediante la bureta; es la concentración media del HCl estándar y VNaOH el volumen de NaOH contenido inicialmente en el Erlenmeyer. El cálculo de se realiza de manera habitual, el cálculo del error en este volumen resulta de: (5) El volumen de NaOH (VNaOH), se mide una sola vez, ya sea con pipeta aforada o graduada; de manera que el error en esta medición repercute en el error del volumen del HCl estándar ( ), de manera que se considera este volumen como constante para el cálculo del error en la concentración de NaOH; este último, mediante propagación de errores de (4) resulta: 3. Materiales Vaso de precipitado 100 ml Vaso de precipitado 50 ml Varilla de vidrio Espátula Vidrio reloj Piseta Matraz aforado 100 ml Soporte universal Pinza nuez Bureta 50 ml Bureta 25 ml Erlenmeyer 250 ml Balanza analítica 4. Reactivos Alcohol etílico Cloroformo Benceno Cloruro de sodio Aceite Ácido clorhídrico Hidróxido de sodio Ftalato acido de potasio Fenolftaleína 5. Procedimiento a) Formación de disoluciones 1. En 4 tubos de ensayo coloque en cada uno de ellos aproximadamente 5 ml de agua destilada, alcohol etílico, cloroformo y benceno. A continuación coloque una pequeña porción de cloruro de sodio (el equivalente a un gramo de arroz) en cada uno de los tubos de ensayo anteriores, agite y registre sus observaciones. 2. En 4 tubos de ensayo coloque en cada uno de ellos aproximadamente 5 ml de agua destilada, alcohol etílico, cloroformo y benceno. A continuación coloque aproximadamente entre 2 a 4 gotas de aceite en cada uno de los tubos de ensayo anteriores, agite y registre sus observaciones. b) Preparación de HCl de c.a. 0,1 M 1. Con los datos del frasco de HCl concentrado, calcule el volumen de este acido necesario para preparar 500 ml de HCl 0,1 M. 2. En un vaso de precipitados de 100 ml, vierta 50 ml de agua destilada; sobre el agua y mediante una pipeta, vierta el volumen de HCl concentrado, calculado en el punto 1. 3. Si la mezcla es exotérmica, espere que enfríe y viértala en el matraz aforado de 500 ml. 4. Enjuague el vaso empleado y el agua de lavado viértalo en el matraz aforado. 5. Con agua destilada, complete hasta el aforo y etiquete el frasco. c) Preparación de NaOH de c.a. 0,1 M 1. Con los datos del frasco de NaOH solido, calcule la masa de NaOH necesarios para preparar 250 ml de solución de NaOH 0,1 M. 2. En un vidrio reloj, pese esta cantidad, disuelva con agua destilada en un vaso de precipitados y espere que enfríe la mezcla. 3. Vierta esta solución en un matraz aforado de 250 ml. 4. Enjuague el vaso empleado y el agua de lavado viértalo en el matraz aforado. 5. Con agua destilada, complete hasta el aforo y etiquete el frasco. d) Estandarización de NaOH 1. Pesar aproximadamente 0,2 g de ftalato acido de potasio en un vidrio reloj utilizando una espátula y disolverlo con agua destilada en un vaso de precipitados. 2. Trasvasar esta solución a un Erlenmeyer de 250 ml. 3. Enjuague el vaso empleado y el agua de lavado viértalo en el matraz Erlenmeyer. 4. Llenar la bureta con la solución de NaOH 0,1 M hasta, exactamente, la línea del cero. 5. Añadir 3 gotas de fenolftaleína a la solución de ftalato acido de potasio. 6. Titular con cuidado hasta que el color vire ha rozado. El color rosa debe mantenerse por lo menos por 5 segundos. 7. Anotar el volumen gastado y calcular la concentración real del NaOH. 8. Repetir el procedimiento dos veces más. Debe calcularse las concentraciones del NaOH. 9. Con los tres resultados de concentración de NaOH obtener el promedio y el error. El resultado debe reportarse de la forma [NaOH] = (C ± Ec) M SUSTANCIAS VOLÁTILES A 105 ºC (Determinación de humedad por desecación en estufa) 7. OBJETIVO Y FUNDAMENTOS Se trata de una gravimetría por volatilización. En la mayoría de las muestras, casi toda la materia volátil es agua, por lo cual al método también se le denomina "determinación de humedad por desecación en estufa". El método es aplicable a todas las sustancias que no presentan caramelización o cualquier tipo de descomposición o volatilización a la temperatura de 105 ºC. 8. MATERIAL Balanza analítica. Estufa de desecación. Desecador Pesasustancias 9. REACTIVOS Agente desecante (gel de sílice u otros). 10. METODOLOGÍA 1.- Pesar una cantidad de sustancia de entre 5 a 20 gramos en un pesasustancias tarado y completamente seco (guardado en desecador). 2.- Pesar el pesasustancias con la muestra a la estufa con una temperatura no inferior a 105ºC y no superior a 110ºC durante 2 horas. 3.- Sacar el pesasustancias con la muestra de la estufa y pasar a un desecador hasta alcanzar la temperatura ambiente. 4.- Pesar. 5.- Repetir sucesivamente desde el punto 2, pero con tiempo de permanencia en la estufa de ½ hora, hasta peso constante. 11. CÁLCULOS El resultado se expresa como "humedad y materias volátiles a 105ºC": En donde: m1 = peso inicial de pesasustancias + muestra. m2 = peso de pesasustancias + muestra al alcanzar constancia de peso. m0 = peso del pesasustancias. % = % de humedad y materias volátiles a 105ºC OBSERVACIONES Para aquellas muestras que puedan presentar proyecciones de material, con la consecuente pérdida, deberá mezclárseles una cantidad de arena lavada y tarada. 12. Cuestionario 1.- Confeccionar una lista de agentes desecantes, indicando sus campos de aplicación y sus ventajas e inconvenientes. 2.- ¿Son las siguientes sustancias aptas para su determinación de humedad y materias volátiles a 105ºC? (indicar "apta", "con arena" y "no apta"): a) arroz b) manteca de cerdo c) azúcar d) mezcla de aminoácidos e) pienso para gallinas 3.- Sugerir un método alternativo para las sustancias del apartado anterior clasificadas como "no apta". DETERMINACIÓN DE CENIZAS 1. OBJETIVO Y FUNDAMENTOS Determinación de cenizas por incineración. El contenido de cenizas da una idea del contenido total de minerales en la muestra. 2. MATERIAL Balanza analítica. Quemador (mechero) de Bunsen. Desecador. Estufa de desecación. Horno eléctrico con regulación de temperatura. Crisol de cerámica para cenizas. Triángulo de cerámica. Vitrina extractora. 3. REACTIVOS Agua oxigenada aprox. de 30 volúmenes (si se necesita). 4. METODOLOGÍA 1.- Pesar alrededor de 5 gramos de muestra (excepto si se trata de productos voluminosos o que tengan tendencia a aumentar de volumen al quemarse), en un crisol previamente calcinado y tarado. 2.- Incinerar la muestra con el quemador Bunsen, colocando el crisol en posición inclinada sobre el triángulo, hasta desaparición de los humos (trabajar en vitrina-extractora). 3.- Introducir el crisol con la muestra en el interior de un horno a 550ºC hasta obtención de cenizas blancas, gris claro o gris-rojo. 4.- Enfriar en desecador. 5.- Pesar rápidamente. 5. CÁLCULOS El resultado se expresa como "porcentaje de ceniza bruta sobre la materia natural": en donde: m' = peso del crisol con las cenizas. m'' = peso del crisol . m = peso del crisol con la muestra. OBSERVACIONES Si se sospecha, por el color de las cenizas, que la calcinación no es total, después de enfriar añadir unas gotas de agua oxigenada, introducir unos minutos en estufa a 105ºC y después ¼ de hora en el horno a 550ºC. 6. CUESTIONARIO 1.- Describir un método para determinar las cenizas de una muestra líquida. 2.- ¿Por qué deben pesarse rápidamente las cenizas? GRASA BRUTA EN MUESTRAS SÓLIDAS 1. OBJETIVO Y FUNDAMENT0S El objeto de esta práctica consiste en la determinación de sustancias solubles en éter (la mayor parte del extracto soluble en éter está constituido por grasas), mediante extracción continua con un aparato de Soxhlet. Tradicional y normativamente, esta extracción se efectúa con éter etílico, pero está comprobado empíricamente que los resultados obtenidos con éter de petróleo pa son casi igual de exactos e incluso algo más reproducibles. La ventaja del uso del éter de petróleo está en la disminución del peligro de inflamación y sobre todo, en la disminución del peligro de explosión. 2. MATERIAL Balanza analítica. Bomba de vacío con equipo de protección ó trampa de vacío. Estufa de desecación. Evaporador rotatorio con baño termostático. Extractor tipo Soxhlet. Placa calefactora. Tubo de ensayo de 2 cm de diámetro. 3. REACTIVOS Algodón desengrasado. Éter de petróleo, calidad para análisis. Papel de filtro. 4. METODOLOGÍA 1.- Preparar un cartucho cilíndrico de papel de filtro, ayudándose del tubo de ensayo como molde y rellenar interiormente la base del cartucho con un poco de algodón desengrasado, presionándolo. 2.- Pesar unos 5 gramos de muestra e introducirla en el interior del cartucho. Poner un tapón de algodón desengrasado, ejerciendo una presión ligera y cerrar el cartucho. 3.- Pesar, estando completamente seco, el matraz del extractor Soxhlet. 4.- Montar el equipo extractor y llenar el cuerpo central con éter hasta que sea succionado al matraz; añadir un poco más de éter al matraz. 5.- Introducir el cartucho preparado con la muestra en el cuerpo central. 6.- Proceder a la extracción, conectando el refrigerante poniendo en marcha la placa calefactora. Es suficiente con 15-20 ciclos; en todo caso, durante las últimas extracciones el éter del cuerpo central estará completamente incoloro. 7.- Antes de empezar la última succión, desconectar la placa calefactora, sacar el matraz y sustituirlo rápidamente por otro. 8.- Eliminar el éter por destilación en evaporador rotatorio al vacío y introducir el matraz con el residuo en la estufa de desecación a 105 ºC durante 1 hora. Enfriar en desecador y pesar. Comprobar la pesada a intervalos de desecación de 20 minutos hasta peso constante. 5. CÁLCULOS El resultado se expresa como "contenido en grasa bruta, por el método de extracción continua sin hidrólisis previa": En donde: m' = peso del matraz con el residuo. m'' = peso del matraz sin el residuo. m = peso de la muestra. 6. OBSERVACIONES Caso de efectuar el vacío con bomba, deberá protegerse esta con el equipo de protección adecuado. El cartucho debe estar correctamente construido a fin de evitar pérdidas de muestra durante el proceso de extracción, que serian arrastradas al matraz, dando consecuentemente un error por exceso en el resultado del análisis. EXTRACTOR SOXHLET: 7. Cuestionario 1.- Redactar el apartado de "metodología", para el caso de que no dispusiéramos de evaporador rotatorio (sugerencia: observar el funcionamiento y diseño del aparato extractor Soxhlet). PROTEÍNA BRUTA 1. OBJETIVO Y FUNDAMENTOS El método que aquí se describe es el llamado método de Kjeldahl. Entendemos para proteína brutal nitrógeno total de la muestra expresado como proteína. El método no es apto para aquellas sustancias que presentan enlaces N-N, NO y NO2. Se somete la muestra a un ataque con ácido sulfúrico concentrado, durante el cual el nitrógeno pasa a forma amoniacal (como sulfato amónico); el amonio del sulfato amónico pasa a amoníaco libre por tratamiento con hidróxido de sodio: (NH4)2SO4 + 2NaOH ————> Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O y el amoníaco así formado se separa mediante destilación y se recoge sobre una cantidad exactamente conocida de disolución ácida titulada. El amoníaco formado se determina mediante valoración del exceso de ácido titulado. 2. MATERIAL Aparato semimicro Kjeldahl según esquema adjunto. Balanza analítica. Batería digestora de mantas eléctricas. Bureta de 25 mL. Campana-vitrina extractora. Frasco lavador. Matraz erlenmeyer de 100 mL o de 250 mL. Matraz Kjeldahl forma pera de cuello largo de 100 mL. Pipeta de 25 mL Pipeta de 5 mL. Probeta de 25 mL. 3. REACTIVOS Ácido clorhídrico 0'1 N, titulado. Ácido sulfúrico concentrado. Agua destilada. Disolución de hidróxido de sodio 50% p/v. Indicador mixto Shiro-Tashiro. Mezcla catalítica. Papel de fumar. Preparación de reactivos: INDICADOR MIXTO.- Mezclar dos partes de solución de rojo de metilo al 0,2 % con una parte de azul de metilo al 0,2 %, y dos de alcohol etílico de 96 %. Guardar en frasco topacio. Viraje: rojo violáceo a verde-gris. SOLUCIÓN DE SOSA AL 50 % P/V.- Disolver 500 gramos de NaOH y 50 gramos de tiosulfato de sodio en agua hasta 1 L, agitando continuamente y enfriando simultáneamente el recipiente en baño de agua fría, con cuidado de no salpicar. MEZCLA CATALÍTICA.- Mezclar y homogeneizar 150 gramos de sulfato de potasio pa, 4 gramos de óxido cúprico pa y 12 gramos de sulfato cúprico cristalizado pa. Moler hasta reducir a polvo fino y homogeneizar de nuevo. 4. METODOLOGÍA 1.- Pesar, en papel de fumar, al cual se le habrá eliminado la parte engomada, una cantidad de muestra molida y homogeneizada que contenga entre 100 y 120 miligramos de proteína bruta. 2.- Pasar la muestra, envuelta en el papel de fumar, al interior del matraz Kjeldahl. 3.- Añadir alrededor de 2.5 gramos de mezcla catalítica y 6 mL de ácido sulfúrico concentrado. Tapar el matraz con un embudo pequeño. 4.- Calentar la muestra con la batería calefactora en vitrina-campana y poner en marcha al extractor; el calentamiento será suave durante los 5 primeros minutos y fuerte a continuación. Continuar el calentamiento hasta que el líquido sea de color verde-azul claro y totalmente transparente. El tiempo de digestión varía según el tipo de muestra (alrededor de ¾ de hora). 5.- Enfriar, y cuando el líquido esté frío, añadir entre 5 y 10 mL de agua destilada, lavando el cuello del matraz. 6.- Pasar el líquido al destilador, lavando el matraz tres o cuatro veces con pequeñas cantidades de agua destilada. 7.- Con todas las llaves del aparato cerradas, añadir de 20 a 25 mL de disolución de sosa; pasar al cuerpo del destilador dejando una pequeña cantidad en el embudo que actuará como cierre hidráulico. 8.- Lavar el embudo con agua destilada, dejando pasar todo el líquido de lavado, excepto una pequeña porción que actuará de cierre hidráulico. 9.- Destilar y recoger el amoníaco en un erlenmeyer de 100 mL, sobre 25 mL de HCl 0,1 N titulado, con unas gotas del indicador mixto. 10.- Después de recoger unos 40-50 mL de destilado, comprobar que ya no destila amoníaco, mediante una tira de papel indicador. 11.- Valorar el exceso de ácido titulado con disolución titulada de NaOH 0'1 N. 12.- Periódicamente, efectuar un blanco con papel de fumar del tipo empleado en las determinaciones. El volumen correspondiente de ácido titulado empleado se considera consumido como blanco. Es preciso que el papel de fumar sea siempre de la misma marca y tipo; en caso contrario, deberá efectuarse una comprobación en blanco. 13.- Una v ez finalizado el proceso, deberá procederse a la limpieza del aparato, procediendo al efecto de la siguiente forma: continuando el paso de vapor y con las llaves cerradas, llenar con agua destilada el embudo; el extremo del refrigerante se sumerge en unos 100 mL de agua destilada. Se interrumpe la producción de vapor y se abre ligeramente la llave del embudo, cerrándola antes que toda el agua pase al interior del aparato. La reducción de presión succiona el agua del vaso al interior del aparato, lavándolo. La llave del tubo de purga se abre a continuación a fin de vaciar el líquido recogido en la camisa exterior. Se repite el proceso volviendo a permitir la producción de vapor. 5. CÁLCULOS Para expresar el resultado como contenido en nitrógeno: en donde: % N = Contenido de nitrógeno de la muestra, expresado en % V = Volumen, en mL del ácido titulado N = Normalidad del ácido titulado. V'= Volumen de base titulada empleado en la valoración. N'= Normalidad de la base empleada en la valoración. m = masa pesada de muestra, en miligramos. si la normalidad de la base = normalidad del ácido = 0'1000 N y el volumen del ácido es de 25 mL, la expresión anterior quedará en la forma: Para expresar el resultado en contenido de proteína bruta, debe multiplicarse el contenido de nitrógeno por un factor que depende del tipo de muestra y que, en general, tiene un valor que oscila alrededor de 6'25. 6. OBSERVACIONES Hay otros tipos de mezclas catalíticas (las más empleadas, además de la mencionada en esta práctica, son a base de selenio o de mercurio). El objetivo de las mezclas catalíticas es el de reducir el tiempo de digestión, que de no usarse mezcla catalítica, se prolongaría durante varias horas. Debe tenerse en consideración que la mayoría de las mezclas catalíticas son tóxicas y hay que tomar las precauciones de no respirar sus vapores y evitar el contacto con la piel. Para la dosificación de la mezcla catalítica, podemos hacer una estimación experimental del volumen aproximado del peso indicado (2'5 gramos en este caso) y así evitarnos el pesarla cada vez que procedamos a un análisis. Fig. Aparato Kjeldahl semimicro para determinación de nitrógeno 7. Cuestionario 1.- Escribir las reacciones que tienen lugar en el curso de la práctica. DETERMINACION DE PARAMETROS FISICOQUIMICOS 1. Objetivo Determinar el pH, densidad y grados Brix de diferentes alimentos líquidos. 2. Materiales pHmetro Vaso de precipitado 100 ml Vaso de precipitado 250 ml Probeta 100 ml Probeta 250 ml Densímetros de diferentes escalas Refractómetro Papel pHmetro 3. Reactivos Agua destilada 4. Procedimiento a) pH Verter una cantidad adecuada del alimento en un vaso de precipitado. Introducir el sensor del pHmetro hasta que el valor del pH sea constante. También se puede comprobar el pH usando papel pH b) Densidad Verter el líquido en una probeta no hasta el borde Introducir con cuidado del densímetro y hacerlo girar suavemente, cuando se detenga realizar la lectura de la densidad. c) Grados Brix Colocar dos o tres gotas del líquido en el prisma del refractómetro y luego cerrarlo. Leer el valor mirando hacia una fuente de luz. DETERMINACION DE ACIDEZ 1. Objetivos Determinar la acidez en alimentos líquidos. 2. Materiales Espátula Vidrio reloj Vaso de precipitado 250 ml Matraz aforado 250 ml Bureta 25 ml Soporte universal con nuez Erlenmeyer 250 ml Gotero Varilla de vidrio 3. Reactivos Hidróxido de sodio p.a. Fenolftaleina 4. Procedimiento 4.1. Preparación de la solución de NaOH Con los datos del frasco de NaOH sólido, calcule la masa de NaOH necesarios para preparar 250 ml de solución de NaOH 0,1 M. En un vidrio reloj, pese esta cantidad, disuelva con agua destilada en un vaso de precipitados y espere que enfríe la mezcla. Vierta esta solución en un matraz aforado de 250 ml. Enjuague el vaso empleado y el agua de lavado viértalo en el matraz aforado. Con agua destilada, complete hasta el aforo y etiquete el frasco. 4.2. Estandarización de la solución de NaOH Pesar aproximadamente 0,2 g de ftalato acido de potasio en un vidrio reloj utilizando una espátula y disolverlo con agua destilada en un vaso de precipitados. Trasvasar esta solución a un Erlenmeyer de 250 ml. Enjuague el vaso empleado y el agua de lavado viértalo en el matraz Erlenmeyer. Llenar la bureta con la solución de NaOH 0,1 M hasta, exactamente, la línea del cero. Añadir 3 gotas de fenolftaleína a la solución de ftalato acido de potasio. Titular con cuidado hasta que el color vire ha rozado. El color rosa debe mantenerse por lo menos por 5 segundos. Anotar el volumen gastado y calcular la concentración real del NaOH. Repetir el procedimiento dos veces más. Debe calcularse las concentraciones del NaOH. Con los tres resultados de concentración de NaOH obtener el promedio y el error. 4.3. Determinación de la acidez en la muestra Medir 10 ml de la muestra preparada y vaciar en un Erlenmeyer de 250 ml. Añadir 5 gotas de solución de fenolftaleina. Titular con hidróxido de sodio 0,1 N estandarizado hasta un cambio de coloración rosado. Calcular el porcentaje de acidez con: V * N * 90 Acidez g/l (Acido láctico) = ------------------------ M V: ml de NaOH 0,1N gastados en la titulación N: Normalidad de la solución de NaOH M: Volumen de la muestra Repetir dos veces más. Calcular la acidez media y el error. BROMATOS Y YODATOS EN LA HARINA (Método cualitativo) 1. Objetivos y fundamentos Este método sirve para la determinación de presencia de bromato y yodato en la harina, los cuales actúan como mejorantes. 2. Materiales Caja Petri Tamiz numero 60 3. Reactivos Ácido clorhídrico al 35 % Yoduro de potasio La solución Potasio Yoduro-Ácido clorhídrico se prepara mezclando a volúmenes iguales: Yoduro de potasio al 1% y Ácido clorhídrico 35% en agua (1+7). 4. Procedimiento Cubrir el fondo del recipiente con el reactivo Potasio Yoduro-Ácido clorhídrico Cerner uniformemente con el tamiz número 60 sobre el reactivo aproximadamente 4 g de harina a ensayar. Otra alternativa es la de cerner harina sobre la superficie del recipiente seco y esparcir la mezcla de reactivo sobre la harina con un frasco pulverizador hasta que todas las partículas estén humedecidas. La aparición de manchas negras o purpureas después de la adición del reactivo indica la presencia de bromato o yodato. 5. Cuestionario ¿Cuál es la función del bromato y yodato en panificación? ¿Cuáles son las consecuencias del consumo de estos compuestos en el organismo? DETERMINACION DEL CONTENIDO DE GLUTEN EN HARINAS DE ORIGEN VEGETAL 1. Objetivo y fundamento Determinar el contenido de gluten en la harina de trigo mediante el método del lavado a mano. El gluten es la proteína presente característicamente en el trigo, el cual permite atrapar el dióxido de carbono generado por las levaduras en la fermentación del pan, y por tanto permite el incremento del volumen. 2. Materiales Espátula Vidrio reloj Vaso de precipitado de 250 ml Pipeta 10 ml Vidrio reloj Tela de malla fina Capsulas de porcelana Pinzas metálicas Balanza analítica Desecador Estufa de secado 3. Reactivos e insumos Harina Cloruro de sodio Solución de yodo 4. Procedimiento En ensayo debe realizarse en duplicado Pesar 30 g de harina en un recipiente adecuado para el ensayo. Añadir una solución de cloruro de sodio al 2% (con agua potable) en cantidad aproximada de 15 ml (dependiendo de la humedad de la harina y de la capacidad de absorción de la misma), mezclando continuamente con la espátula. Una vez que se ha añadido toda la solución comprimir y formar un bollo de masa firme; teniendo cuidado de colectar todas las fracciones de masa. Dejar en reposo la masa sumergida en la solución de cloruro de sodio por un tiempo mínimo de 30 min. A temperatura ambiente. Lavar bajo una corriente de agua sobre una pieza de tela de malla fina de 300 micras (para evitar posibles pérdidas de masa), hasta que todo el almidón y la materia soluble se hayan eliminado. Se continúa esta operación hasta que las aguas de lavado que arrastran el almidón se hayan aclarado y no se note enturbiamiento en las mismas. Si se desea comprobar en forma más precisa la ausencia de almidón, emplear la solución de yodo en las aguas de lavado, la cual no debe dar coloración azul. Luego secar la masa entre las manos, hacer un bollo y colocar con todos sus fragmentos en un vidrio de reloj previamente tarado, pesar y determinar el gluten húmedo restado la tara. Transferir el recipiente con el gluten a una estufa, secar hasta constancia de peso a 105 °C (20 horas como mínimo) o a 130 °C (4 horas como mínimo) hasta constancia de peso y enfriar. Pesar para determinar gluten seco. 5. Cálculos El gluten humedo se determina con: G2 - G1 Gh = ------------------------- *100 G Donde: Gh = Porcentaje de gluten húmedo G2 = Peso del recipiente con el gluten húmedo en gramos G1 = Peso de recipiente, en gramos. G = Peso de la muestra tomada para el ensayo, en gramos. El gluten seco se calcula mediante: 1000 (G3 - G1 ) Gs = --------------------------------- G (100 - H) Donde: G3 = Peso del recipiente con el gluten seco, en gramos. G2 = Peso del recipiente, en gramos G1 = Peso de la muestra tomada para el ensayo, en gramos. H = Porcentaje de humedad en la muestra determinada por el método de secado. DETERMINACION DE LOS AZUCARES REDUCTORES EN MIEL POR EL METODO DE FEHLING 1. Objetivo y fundamento El objetivo de la práctica es cuantificar el contenido de azucares reductores en la una muestra de miel. El método consiste en reducir la solución de Fehling (Modificada por Soxhlet) con una solución de azucares reductores de la muestra en las condiciones del método. 2. Materiales Sulfato cúprico pentahidratado Tartrato de sodio y potasio tetrahidratado Hidroxido de sodio Sacarosa pura Ácido clorhídrico Azul de metileno 3. Reactivos e insumos 4. Procedimiento 4.1. Preparación de reactivos A) Solución de Fehling modificada por Soxhlet Solución A: Disolver 69,28 g de sulfato cúprico pentahidratado en agua destilada. Diluir a 1000 ml. Esperar 24 hrs. antes de utilizar. Solución B: Disolver 346 g de tartrato de sodio y potasio tetrahidratado y 100 g de hidróxido de sodio en agua destilada. Diluir a 1000 ml. Filtrar por crisol con placa de vidrio sinterizado. B) Solución patrón de azúcar invertido Pesar 9,5 g de sacarosa pura, añadir 5 ml de HCl, disolver en agua y diluir aproximadamente a 100 ml. Mantener 3 días entre 20 y 25 °C o 7 días entre 12 y 15 °C. Finalmente diluir a 1000 ml. Para titular esta solución tomar un volumen adecuado inmediatamente antes de utilizarla, neutralizar con NaOH 1N y diluir hasta obtener una concentración de 2 g/l. C) Solución de azul de metileno: Disolver la muestra en agua en una dilución adecuada (2g/l). 4.2. Determinación de azucares reductores Trasvasar 5 ml de la solución A en un Erlenmeyer y agregar 5 ml de la solución B. Agregar piedra pómez, perlas de vidrio u otro regulador de ebullición y añadir desde una bureta la solución diluida de la muestra, calentando sobre la tela metálica hasta ebullición. Cuando el color de la solución empieza a cambiar agregar 1 ml de azul de metileno sin interrumpir la ebullición (otra alternativa válida es agregar el azul de metileno antes de comenzar la ebullición). Continuar titulando hasta que la solución se torne de color bordó (punto final). 5. Cálculos Realizar los cálculos teniendo en cuenta el título de la solución de Fehilng y la dilución de la muestra (expresar los resultados como: g de glúcidos reductores/100 g de muestra). DETERMINACION DE LA ALCALINIDAD TOTAL EN EL AGUA 1. Objetivos y Fundamentos La alcalinidad del agua corresponde a la presencia de bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos; fundamentalmente: CaCO3, Na2CO3, Ca(HCO3)2, NaHCO3, Ca(OH)2. Afectan el sabor del agua y contribuyen al aumento de la corrosión. 2. Materiales Los necesarios para titulación 3. Reactivos Fenolftaleina Acido sulfúrico Naranja de metilo 4. Procedimiento Alcalinidad de carbonatos: Añadir 0,2 ml de solución de fenolftaleína a 100 ml de agua a analizar. Si se observa coloración rosada es porque se está en presencia de carbonatos e hidróxidos. En este caso se titula con H2SO4 0,02N hasta lograr la decoloración. Anotar como “F” el número de ml utilizados. En este punto se han completado las siguientes reacciones: Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O 2CaCO3 + H2SO4 Ca(HCO3)2 + CaSO4 Alcalinidad de bicarbonatos: Tomar la muestra utilizada en la determinación anterior y agregar 2 gotas de heliantina o naranja de metilo; Luego valorar hasta obtener una coloración naranja. Anotar como “H” la cantidad de ml empleados en esta última titulación. En este punto se ha completado la siguiente reacción: Ca(HCO3)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2CO3 5. Cálculos Alcalinidad de carbonatos [mg/L] = 2 F *10 Alcalinidad de bicarbonatos [mg/L] = (H – F) * 10 DETERMINACION DE VITAMINA C (ACIDO ASCORBICO) 1. Objetivos y fundamentos El objetivo es la cuantificación de la vitamina C por el método de valoración con Iodo. 2. Materiales Los necesarios para titulación 3. Reactivos Ácido sulfúrico Iodo Almidón 4. Procedimiento Medir y colocar en un Erlenmeyer 50 ml de muestra (libre de anhídrido sulfuroso). Agregar 25 ml de H2SO4 al 10 % (V/V) y titular con la solución de Iodo 0,01 N utilizando unas gotas de almidón como indicador. 5. Cálculos Ácido ascórbico [mg/100ml] = ml gastados * N * 88 * 2