Determinación de la concentración de ácido acético (CH3-COOH) en una botella de vinagre comercial PDF

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Laboratorio de Química Analítica

Unidad Iztapalapa

Departamento de Química

Área de Química Analítica

Informe de Trabajo Fecha: 21/11/2019

Determinación de la concentración de ácido acético (CH3COOH) en una botella de vinagre comercial. Nombre del Alumno: Hernández Contreras Oscar Omar. Rivera Pérez Diego. Tuxpan Ramírez Karla Adriana.

Profesora: María Terea Ramírez Silva. Se realizó la determinación de la concentración de ácido acético de una muestra de vinagre blanco comercial, de la marca "Barrilito", en cuya etiqueta se reporta una concentración al 5% en volumen. Se tomó una alícuota de vinagre, misma que después fue disuelta para posteriormente ser titulada con una solución de hidróxido de sodio (NaOH)≈0.1M. El resultado obtenido para la concentración de la muestra fue utilizando un pH-metro dando un 2.10mg HAC estos resultados se compararon con el que se encuentra en el marbete de la botella, el cual queda por muy debajo de los esperados reportado en la etiqueta de la botella.

Introducción Existen muchos sistemas químicos y biológicos en los que aparecen ácidos débiles o bases débiles, cuya concentración es necesario determinar en muchas ocasiones. Para ello se recurre a realizar una valoración ácido-base, utilizando un agente valorante, que es una disolución de concentración bien conocida, que se hace reaccionar con una muestra problema, hasta alcanzar el punto de equivalencia, que puede determinarse mediante un indicador ácido-base o por una técnica instrumental.1 El ácido etanoico o ácido acético es un líquido incoloro, de fórmula CH3-COOH, de olor irritante y sabor amargo. En una solución acuosa actúa como ácido débil. El ácido etanoico puro recibe el nombre de ácido etanoico glacial, debido a que se congela a temperaturas ligeramente más bajas que la ambiente. En mezclas con agua solidifica a temperaturas mucho más bajas. El ácido etanoico es miscible en agua y con numerosos disolventes orgánicos.

medicamentos como la aspirina. Tiene un punto de ebullición de 118 °C y un punto de fusión de 17 °C. La reacción que ocurre entre el valorante y el analito es una reacción de neutralización cuando los compuestos químicos involucrados son un ácido y una base, para las valoraciones se utiliza algún indicador que pueda mostrar cuando se ha llegado al punto de equivalencia 1 en este momento se tienen la misma cantidad de moles ya que esta neutralizada la reacción y como se conoce la concentración perfectamente del valorante y ahora el volumen gastado se obtienen los moles de este valorante, los cuales son los mismos del analito y de este analito se conoce el volumen por lo cual se puede obtener la concentración. Se tiene vinagre blanco de la marca comercial “Barrilito” en el cual en su marbete indica un porcentaje de ácido acético2 esto quiere decir que en los 350mL de vinagre el 5% es ácido acético, por lo que el objetivo será determinar el porcentaje de ácido acético obtenido y verificar con el marbete.

Puede obtenerse por la acción del aire sobre soluciones de alcohol, en presencia de cierta clase de bacterias como la Bacterium aceti. Las soluciones diluidas (de 4 a 8%) preparadas de este modo a partir del vino, sidra o malta constituyen lo que conocemos como vinagre. El ácido acético se utiliza en la producción de acetato de rayón, plásticos, películas fotográficas, disolventes para pinturas y

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1

El punto de equivalencia es el punto final de la titulación el cual corresponde al volumen necesario de valorante para completar la neutralización 2 acidez total expresada en el ácido acético 5% en una botella de 350mL

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Reactivos: Para realizar este experimento se ocupa: NaOH 0.1M, Fenolftaleína Vinagre blanco marca comercial. Material: Matraz volumétrico de 25mL Pyrex, pipeta graduada de 1mL Pyrex, pipeta graduada de 5mL Ph-metro marca Conductronic modelo PC45, parrilla eléctrica con agitación magnética, vidrio de reloj. Se requiere agua libre de CO2 para la preparación de una solución de NaOH 0.1 M, la cual se prepara a partir de una disolución estandarizada 1.0 M. Para obtener agua libre de CO 2, con una piceta de agua se agregan 100mL de agua destilada en un matraz Erlenmeyer de 400mL, este se tapa con un vidrio de reloj para evitar que el agua entre en contacto nuevamente con CO 2, y se pone a hervir en una parrilla eléctrica, aproximadamente 10 minutos para que se libere el CO2 del agua, terminado el tiempo dejar enfriar a tempera ambiente. Preparación de la solución 0.1 M de NaOH: Se tomaron 16.2 g de NaOH y se disolvió en 15mL de agua libre de 𝐂𝐎𝟐 , se filtró por gravedad y se tomaron 5.45mL del filtrado y se aforo a 100mL con agua libre de 𝐂𝐎𝟐 . Preparación de la muestra de vinagre a valorar: Con ayuda de la propipeta y pipeta volumétrica de 2mL tomar 2mL de la muestra de vinagre anterior, se agrega a un vaso de precipitado de 10 mL y con la pipeta de 10mL agregar 2mL de agua; con una pipeta pasteur agregar una gota de fenolftaleína (esta es la muestra de vinagre que se va a valorar). Valoración de la muestra “Método con potenciómetro”: Para iniciar este método, el potenciómetro debe calibrarse, se comienza con un buffer de pH=7, se retira la cubierta del potenciómetro y se enjuaga la membrana con agua, con papel se retira el exceso de agua, pero por ningún motivo debe dejar secar la membrana. El potenciómetro se pone en pH, la membrana se sumerge en el buffer de pH=7 y se calibra con la perilla de calibración, cuando la membrana sale del buffer el potenciómetro se pone en ° C; se enjuaga la membrana y se retira el exceso de agua, se prosigue con la calibración del buffer de pH=4 la membrana se sumerge en el nuevo buffer y se calibra con la perilla slope, cuando la membrana sale se pone en °C. ya está calibrado. Valoración de la muestra: Se prepara una muestra igual, en su interior del vaso de la muestra se agrega un pequeño agitador magnético para homogeneizar la solución, se debe tener cuidado para que no se toque la membrana, la muestra se pone en la parrilla y se enciende la agitación, se agrega con la bureta de 10mL volumen de 0.1 M de NaOH, se comienza a agregar volumen de 0.05mL en 0.05mL antes de llegar al punto de equivalencia, después del punto de equivalencia se toman 5 puntos más. Para los datos se

registra el valor de pH que el potenciómetro indique con el volumen de base agregados y se grafica la curva de valoración experimental.

Resultados y discusión.

pH

Experimental

Ácido acético con NaOH 0.1 M

13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

0.00

0.50

1.00 V /mL 1.50

2.00

2.50

Se requiere conocer la concentración de ácido acético en una solución acuosa comercial (vinagre blanco). Se toma 2 mL de la solución acuosa de ácido acético y se mezclan con 2 mL de agua. Esa mezcla se valora con una solución estandarizada de hidróxido de sodio de concentración 0.1 M. Se obtuvo entonces la curva de valoración pH-métrica como se muestra en la Figura 1. FIGURA 1. Curva de valoración pH-métrica de solución acuosa de ácido acético con NaOH 0.1 M En la figura 1 se puede observar la curva de valoración que se obtuvo con el pH-metro, donde nos indica, donde se encuentra el 𝑽𝑷𝑬 obtenido por este método el cual es 1.7mL Indicador Fenolftaleína

Intervalo de vire de color 8.2≤pH≤9.8 INCOLORO/ROSA TABLA 1.0. Intervalo de vire de color del indicador fenolftaleína de uso común en titulaciones ácido-base.

FIFURA 2.0. Escala de predicción de reacciones para la estandarización de ácido acético con hidróxido de sodio 0.1M.

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3.00

pH

14 12 10 8 6 4 2 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Volumen de NaOH (mL) FIGURA 3.0. Curva teórica para la valoración de ácido acético con hidróxido de sodio 0.1 M. Utilizando la fenolftaleína como indicador cuyo intervalo de viraje es de 8≤pH≤9.6, se determinó con cálculos que la cuantitatividad correspondiente el punto de equivalencia es del 99.99%, por lo que la desprotonación se llevará a cabo en un pH de 8.72 como se indica.

PARA CONOCER EL PORCENTAJE DE ACIDO ACETICO EN EL VINAGRE

𝜌HAC=1.05 g/mL MM= 60.052 mg/mmol 0.07mmol/mL(1mL) = 0.07mmol HAC (0.07mmol HAC)(60.052 mg/mmol)/2mLHAC = 2.10 mg HAC en 1Ml 5mL HAC --------------------→100mL 0.1mL HAC --------------------→2mL

𝜌HAC X mL de HAC = 0.105g HAC en 2Ml. Tenemos tal que 105mg HAC/60.0520mg/momol =1.748 mmol HAC 1.748 mmol HAC / 2mL =0.874 M de HAC es la concentración que tenemos. En la botella teneos que dice: 105mg HAC / 2mL Vinagre = 52.5 mg HAC/ mL Vinagre esto sería al 5% Como se puede observar en los resultados los porcentajes de ácido acético no son exactos al 5 %, que es el valor que se marca en la botella de vinagre comercial; está más alejado del valor de 5%.

Conclusiones Se obtuvo el porcentaje del ácido acético experimental a través de una valoración ácido-base por el método del pHmetro resultó ser de 2.10 mg de una botella de 350mL, muy por debajo delo esperado, si bien no se obtuvo el 5% que marca el marbete de la botella esto debido a que el vinagre no está conformado solo por ácido acético, sí en gran mayoría, pero también contiene otros ácidos como el ácido tartárico y ácido cítrico, lo que pudo influir en la obtención del porcentaje acético.

1. http://www.qfa.uam.es/labqui/practicas/practi ca14.pdf

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