3 Determinación DE LA Concentración DE Ácido Fosfórico EN UNA Bebida Carbonatada PDF

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QUÍMICA ORGÁNICAPRÁCTICA N° 2: DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE ÁCIDOFOSFÓRICO EN BEBIDAS GASIFICADASI. OBJETIVOS: Utilizar un sensor de pH para controlar el pH durante la titulación de ácido fosfórico en una bebida gasificada.  Utilizar el punto de equivalencia de la titulación para determina...

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Departamento de Ciencias PRÁCTICA N° 2: DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE ÁCIDO FOSFÓRICO EN BEBIDAS GASIFICADAS I. OBJETIVOS: 

Utilizar un sensor de pH para controlar el pH durante la titulación de ácido fosfórico en una bebida gasificada.



Utilizar el punto de equivalencia de la titulación para determinar la molaridad del ácido fosfórico obtenido.

II. FUNDAMENTO TEORICO: El ácido fosfórico, también llamado ácido ortofosfórico, es muy útil en el laboratorio debido a su resistencia a la oxidación, a la reducción y a la evaporación. Entre otras aplicaciones, el ácido fosfórico se emplea como ingrediente de bebidas no alcohólicas, como pegamento de prótesis dentales, como catalizador, en metales inoxidables y para fosfatos que se utilizan, como ablandadores de agua, fertilizantes y detergentes. El ácido fosfórico tiene una concentración más alta que otros ácidos en una botella de bebida gasificada, así que su concentración puede ser determinada por una titulación. 2.1. BEBIDAS GASIFICADAS Las bebidas gasificadas son elaboradas con agua carbonatada, coloreadas con colorante caramelo y endulzadas con edulcorantes nutritivos (azúcar o jarabe de maíz de alta fructosa) o no nutritivos (aspartamo, acesulfamo de potasio, sacarina o ciclamato de sodio). Contienen, además aditivos permitidos como saborizantes, preservantes (benzoato de sodio, sorbato de potasio), acidulantes (ácido fosfórico, ácido cítrico), también contienen cafeína en cantidades variables entre los distintos productos. Uno de los ingredientes de este tipo de bebidas son los acidulantes, los cuales son sustancias químicas que modifican el sabor y el pH de los productos. Para la adición de uno o más ácidos en una bebida gasificada se debe tener en cuenta lo siguiente: - Ácido Cítrico, adipico, fumárico, tartárico, láctico, málico y acético en cantidad no mayor a 5000.0 mg/Kg en producto terminado.

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Ácido Fosfórico, en cantidad no mayor de 700.0 mg/Kg en el producto terminado.

2.2. ÁCIDO FOSFÓRICO El ácido fosfórico (a veces llamado ácido ortofosfórico) es un compuesto químico ácido de fórmula H3PO4. Es un ortofosfato cuyo código en el Sistema Internacional de Numeración es E-338

El ácido ortofosfórico o fosfórico es un ácido altamente corrosivo que tiene la capacidad de disolver sales de calcio, magnesio y sodio, entre otras. Se encuentra como ingrediente activo en las bebidas gaseosas originando trastornos de desmineralización. Es utilizado para estabilizar el sabor, junto a gran parte del dióxido de carbono agregado en la gasificación. Muchas bebidas de cola contienen ácido fosfórico y/o ácido cítrico, que incrementa altamente la acidez. Según el Departamento de Química Analítica de la Facultad de Medicina de México, una lata de cola aporta entre 66.0 mg y 85.0 mg de fósforo. Las bebidas de cola con ácido fosfórico han sido vinculadas con afecciones crónicas de riñón. Beber dos o más de estas bebidas por día duplica la frecuencia de afecciones de riñón, mientras que bebidas de cola con ácido cítrico no tienen este efecto. El fósforo al estar en altas concentraciones impide la absorción del calcio y otros minerales en el organismo, aumentando la cantidad de hormona paratiroidea, la cual puede disminuir la formación de huesos. 2.3. Efectos secundarios del ácido fosfórico - Desde el momento de ser ingerido el ácido ortofosfórico comienza a afectar el organismo, al estar en contacto con los dientes “ataca” el calcio contenido en los mismos, especialmente el esmalte dental. Los dientes parcial o totalmente descalcificados se transforman en frágiles y vulnerables a las caries dentales. - El ácido ortofosfórico que llega a la sangre aumenta la acidez de la misma, alterando todo el equilibrio iónico. El cuerpo para realizar el proceso de neutralización y lograr el equilibrio deseado, debe utilizar las sales disueltas en la sangre (mayoritariamente de calcio, magnesio, sodio y hierro; en particular los carbonos y los silicatos), acción que es llamada “secuestro de iones”, ya

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Departamento de Ciencias que dichos iones se producen mediante la formación de fosfatos insolubles. La sangre luego debe recuperar su concentración mineral, sustrayendo los minerales de los huesos y de los tejidos cartilaginosos, como mecanismo de autodefensa, mediante un tampón o buffer orgánico. 2.4. DETERMINACIÓN DE ÁCIDO FOSFÓRICO EN BEBIDAS GASIFICADAS En esta práctica, se valora una muestra de un refresco de cola con solución de hidróxido de sodio y se determina la concentración de ácido fosfórico, H3PO4. De acuerdo a la siguiente reacción: H3PO4 (aq) +

NaOH(aq)

En este experimento se

H2O (l)

+

Na3PO4(aq)

utiliza un sensor para controlar el pH durante la

titulación. El volumen de hidróxido de sodio, NaOH, gastado hasta el punto de equivalencia se utiliza para determinar la molaridad del ácido fosfórico .

Molaridad:

M

# moles l de solución

Normalidad:

N

# Equivalentes l de solución

En la neutralización:

# Equiv. de ácido  # Equiv. de base

N ácidoV ácido  N baseV base N a  iM a

 Donde: i  # de H

III. EQUIPOS Y MATERIALES:

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Departamento de Ciencias 3.1. EQUIPOS: 

Sensor de pH Vernier



PC con software Logger Pro



Agitador magnético

3.2. MATERIALES: 

Bureta de 25 m



Vaso de precipitación de 250 ml



Probeta graduada de 100 ml



Soporte universal



Pinzas

3.3. REACTIVOS 

Solución de hidróxido de sodio 0,1 N



Agua destilada 100 ml



40 ml de bebida gasificada.

IV. PROCEDIMIENTO: 

Montar el aparato como se muestra en la figura 1.

Fig. 1 Montaje de los equipos para la determinación de Ácido Fosfórico

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Departamento de Ciencias 

Use la probeta graduada para medir 40 ml de una bebida de cola sin gas y 60 ml de agua destilada en un vaso de 250 ml. PRECAUCIÓN: No comer ni beber en el laboratorio.



Coloque el vaso sobre un agitador magnético y añadir la barra.



Conecte el sensor de pH a la interfaz de computadora. Preparar el equipo para la recogida de datos con Vernier Logger Pro.



Use la pinza para suspender el sensor de pH sobre un soporte universal como en la Figura 1. Coloque el sensor de pH en la muestra y ajuste su posición de modo que no sea golpeado por la barra agitadora.



Luego procede a titular.



Cierra la bureta cuando el pH sea de 7 (punto de equivalencia).

V. TRABAJO EXPERIMENTAL GRUPAL (HP): 1. Calcule el número de los moles de NaOH utilizado.

2. Calcule la concentración H3PO4.

3. Completa la siguiente tabla: Concentración de NaOH

M

Volumen inicial en la bureta de NaOH

ml

Volumen final en la bureta de NaOH

ml

Gasto de volumen de NaOH hasta el punto de

ml

equivalencia.

Moles NaOH Moles H3PO4 Concentración de H3PO4

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Departamento de Ciencias Observaciones:

VI. TRABAJO GRUPAL DE INVESTIGACIÓN (HNP): 6.1 Elabora un diagrama de flujo sobre el proceso de fabricación de las bebidas gaseosas.

6.2 ¿Qué efectos tiene el ácido fosfórico en el organismo?

6.3 Describe dos aplicaciones industriales del ácido fosfórico

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