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UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA AGRARIA, INDUSTRIAS ALIMENTARIAS Y AMBIENTAL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

CURSO

: QUÍMICA ANALÍTICA

PRACTICA N. º 04

:

DETERMINACIÓN DE LA ACIDEZ EN JUGO DE FRUTAS POR VOLUMETRÍA

DOCENTE

:

INTEGRANTES

:

Ing. RICARDO ANÍBAL ALOR SOLÓRZANO

1. Irigoin Campos Jely Madoly 2. Linares Campos Lisset Giovanna 3. Mamani Ramirez Carmen Josselyn 4. Valverde Castillo Scarlett Victoria CICLO

: IV

FECHA DE REALIZACION

: 19 – JULIO – 2019

FECHA DE ENTREGA

: 24 – JULIO – 2019 2019 HUACHO – PERÚ

INTRODUCCIÓN

En el análisis volumétrico la cantidad de sustancia que se busca se determina de forma indirecta midiendo el volumen de una disolución de concentración conocida. El proceso de adición de un volumen medido de la disolución de concentración conocida para que reaccione con el constituyente buscado, se denomina valoración. La disolución de concentración conocida es una disolución patrón, que puede prepararse de forma directa o por normalización mediante reacción con un patrón primario. El punto final de la valoración se aprecia por un cambio brusco de alguna propiedad del sistema reaccionante. Estimado mediante un indicador, este cambio debería presentarse idealmente en el momento en que se haya añadido una cantidad de reactivo equivalente a la sustancia buscada, es decir, en el punto estequiométrico del a reacción. Los ácidos orgánicos presentes en los alimentos influyen en el sabor, color y la estabilidad de los mismos. Los valores de acidez pueden ser muy variables, por ejemplo, en el caso de las frutas, varían desde 02 a 03%, en manzanas de poca acidez hasta de (6% en el limón) al ácido cítrico puede constituir hasta 60% de los sólidos solubles totales de la porción comestible. Los ácidos predominantes en frutas son: el cítrico, málico, tartárico. Los productos pesqueros, aves y productos cárnicos son de acidez muy baja y el ácido predominante es el láctico. Esta determinación puede ser también importante en grasas y aceites, jugos de frutas y vegetales, etc. Por ejemplo, el deterioro de granos y productos de molienda va acompañado de un incremento de la acidez. En vinos constituye un buen índice de calidad, aunque las levaduras forman algo de ácido acético durante la fermentación alcohólica, particularmente en las etapas iniciales lo utilizan parcialmente la presencia de 0,1% o más de ácido acético es una buena indicación de descomposición. El pH se define como - log [H3 O+] o - log 1/ [H3 O+] .Su determinación y control es de gran importancia en las industrias de alimentos: en la utilización y control de microorganismos y enzimas; en la clarificación y estabilización de jugos de frutas

vegetales y de productos fermentados de frutas y cereales en la producción de mermeladas, jaleas cuya textura está determinada por la concentración del ion hidrógeno del gel pectina-azúcar-ácido. Alimentos con valores de pH menores de 4,5 son considerados “ácidos y con valores mayores, alimentos “no ácidos”. El pH presente en el alimento será el resultado de los sistemas amortiguadores naturales que predominen en el mismo. Los sistemas amortiguadores (o buffers) son mezclas de ácidos (o bases) débiles y sus sales. La capacidad buffers se ha definido como la resistencia al cambio de pH que muestra una solución cuando se le somete a ganancia o pérdida de ácido o álcali.

II.

OBJETIVOS

2.1. Objetivo general Determinación de la acidez en jugo frutas por volumetría. 2.2. Objetivos específicos 1. Que el alumno aprenda determinar los componentes de los jugos de frutas que contenga ácido cítrico. 2. Determinar el número equivalente de ácido por gramo de muestra en por lo menos cuatro jugos diferentes de frutas. 3. Verificar el contenido de ácido cítrico en distintas frutas de nuestra región.

III. FUNDAMENTO TEÓRICO En química los procesos de alcalinidad y acidimetría son ambos, métodos de análisis cuantitativos y volumétricos, pero son métodos inversos entre ellos, por otro lado, la acidimetría es el método que se encarga de determinar la cantidad de ácido que se encuentra de manera libre en una disolución. 1. Ácido Cítrico El ácido cítrico es un ácido orgánico tricarboxílico que está presente en la mayoría de las frutas, sobre todo en cítricos como el limón y la naranja. Su fórmula química es C6H8O7. 1.1. Características 

El ácido cítrico, es un sólido translucido o blanco, se ofrece en forma granular; es inodoro, sabor ácido fuerte, fluorescente al aire seco.



El ácido cítrico tiene un fuerte sabor ácido no desagradable.

1.2. Obtención del ácido cítrico Este ácido se obtiene por un proceso de fermentación. El ácido cítrico se obtenía originalmente por extracción física del ácido del zumo de diferentes frutas.

Hoy en día la producción comercial de ácido cítrico se realiza sobre todo por procesos de fermentación que utilizan dextrosa o melaza de caña de azúcar como materia prima y Aspergillus niger como organismo de fermentación. La fermentación puede llevarse a cabo en tanques profundos (fermentación sumergida, que es el método más común) o en tanques no profundos (fermentación de superficie). La fermentación produce ácido cítrico líquido que luego se purifica, concentra y cristaliza. Por otro lado, la acidimetría, es el método que se encarga de determinar la cantidad de ácido que se encuentra de manera libre en la disolución. En ambos métodos se utilizan los mismos procesos, En nuestra práctica, utilizaremos fenolftaleína como indicador, y que es el más apropiado para determinar el punto final de la reacción, indicando un cambio de color, pasando de incoloro a rosa. Los jugos de varias frutas, en particular los cítricos, son preferidos en la alimentación humana, principalmente por su contenido en vitamina C; además contienen sustancias importantes en la nutrición, como minerales, proteínas azúcares, diversos ácidos orgánicos, etc. Entre los ácidos orgánicos constituyentes de los cítricos, el que se encuentra en mayor proporción es el ácido cítrico, por ello al determinar volumétricamente la concentración de los ácidos en el jugo de fruta se acostumbra a expresarla como la del ácido cítrico. En la tecnología de alimentos se determina la acidez de un jugo de fruta, por varias razones, una de ellas es que constituye un dato importante en la selección de las condiciones más apropiadas para procesar el jugo. En ocasiones, cuando un jugo de fruta no es suficientemente ácido, se le añade ácido cítrico antes de enlatarlo; asimismo, el valor de la acidez de un jugo, junto con el contenido de azúcar sirve para evaluar el grado de madurez de una fruta. Los jugos de fruta se consumen en muy diversas formas: fresco, enlatado, congelado, liofilizado, concentrado, en forma de néctar, etc., algunos jugos se transforman en bebidas alcohólicas. El ácido cítrico es un aditivo que se usa en la industria alimentaria en la preparación de bebidas gaseosas.

1.3. La acidez El contenido en acidez de los zumos cítricos se mide determinando la cantidad de NaOH necesaria para neutralizar el ácido existente en un cierto volumen de zumo. El punto de equivalencia, que se alcanza a pH = 8,1, se observa por el viraje del indicador fenolftaleína. La acidez se expresa como porcentaje del ácido presente en grandes cantidades. Para los zumos cítricos se expresa en porcentaje en peso de ácido cítrico presenta en el zumo filtrado. Se relacionó este porcentaje con el pH del zumo en cuestión, estableciendo una comparación entre los diferentes zumos cítricos estudiados. 2. Fenolftaleína Es un indicador de pH que en soluciones ácidas permanece incoloro, pero en presencia de bases se torna rosa o violeta. Es un sólido blanco, inodoro que se forma principalmente por reacción del fenol, anhídrido ftálmico y ácido sulfúrico (H2SO4); sus cristales son incoloros. El cambio de color está dado por la siguiente ecuación química: H2 Fenolftaleína Ácido Incoloro ↔ Fenolftaleína2-AlcalinoRosa ↔ Fenolftaleína(OH)3 muy Alcalino Incoloro no es soluble en agua, con lo que normalmente se disuelve en alcohol para su uso en experimentos. La fenolftaleína es un ácido débil que pierde cationes H+ en solución. La molécula de fenolftaleína es incolora, en cambio el anión derivado de la fenolftaleína es de color rosa. Cuando se agrega una base la fenolftaleína (siendo esta inicialmente incolora) pierde H+ formándose el anión y haciendo que tome coloración rosa. La fenolftaleína es un colorante orgánico, el cual es a su vez un ácido débil diprótico, usado en muchas determinaciones volumétricas como indicador ácido-base. Es decir, si es un ácido diprótico, en solución puede perder dos iones H+, y para ser un indicador debe tener la propiedad de ser colorido en el rango de pH que se está valorando. En medio básico (pH>8) la fenolftaleína es de color rosado, el cual puede intensificarse hasta un rojo violáceo (tal como ilustra la siguiente imagen). Para ser utilizado como indicador ácido-base no debe reaccionar con mayor rapidez con los OH– del medio que los analitos a determinar.

Además, como es un ácido muy débil la presencia de los grupos –COOH queda descartada y, por tanto, la fuente de los protones ácidos son dos grupos OH enlazados a dos anillos aromáticos. 2.1. Fórmula La fenolftaleína es un compuesto orgánico cuya fórmula química condensada es C20H14O4. Aunque quizás no sea suficiente para descubrir qué grupos orgánicos posee, a partir de la fórmula se pueden calcular las insaturaciones, para así empezar a dilucidar su esqueleto. 2.2. Estructura química

La estructura de la fenolftaleína es dinámica, lo que significa que sufre cambios dependiendo del pH de su entorno. En la imagen superior está ilustrada la estructura de la fenolftaleína en el rango de 0 13), la coloración es incolora (In(OH)3-).

Este comportamiento ha permitido el uso de la fenolftaleína como un indicio de la carbonación del concreto, el cual hace variar el pH a un valor entre 8,5 a 9.

IV.

MATERIALES Y REACTIVOS a. Equipos 

Una balanza analítica

b. Materiales 

05 vasos de precipitación



01 bureta graduada de 500ml



05 matraz Erlenmeyer de 250ml



02 pipetas de 10ml



Un embudo de vástago corto



Un pedazo de cedazo o tela blanca

c. Reactivos y muestras

V.



Jugos de frutas naturales: Lima, naranja, mandarina, tángalo, etc.



Solución de hidróxido de sodio 0.100N.



Fenolftaleína

DISEÑO EXPERIMENTAL

1.

Exprimir el jugo de una fruta cítrica en un vaso de precipitación de 100 ml por corte y aplicando presión sobre ella.

2.

Filtrar el jugo mediante la ayuda de un papel de filtro para eliminar la pulpa. (o también se puede hacer por centrifugación)

3.

Pesar con la mayor exactitud posible un vaso de precipitación vacío completamente seco y anote este peso en su libreta de apuntes.

4.

Pipetear con cuidado 9 ml de jugo filtrado y pasarlo al vaso de precipitación que fue tarado en el paso 3.

5.

Pesar nuevamente el vaso de precipitación con el jugo y encontrar el peso del jugo por diferencia.

6.

Pasar el jugo a un matraz y luego y luego agregarle 60 ml de agua destilada.

7.

Agregar 3 gotas de indicador de fenolftaleína

8.

Llenar la bureta con solución de solución de hidróxido de sodio estandarizada (0,1M) y enrasar la bureta a cero.

9.

Proceda a efectuar la titulación con la solución de NaOH y la muestra contenida en el matraz.

10.

Suspenda el proceso cuando llegue al punto final de la titulación

11.

Efectúe los cálculos correspondientes y encuentre el porcentaje de ácido cítrico en el jugo natural

VI.

RESULTADOS

MUESTRA

GOTAS

COLOR

9 ml de jugo filtrado

10 gotas de

Color grosella

pasar a un matraz

fenolftaleína.

Luego añadir unos 60 ml de agua destilada

Volumen gastado de NaOH TANGELO

NARANJA

MANDARINA

LIMA

18.8

9.8

7.9

1.8

Figura Nº01. Muestra del tangelo. Color levemente grosella.

Integrante: Linares Lisset.

Figura Nº02. Muestra de la naranja. Color levemente grosella Integrante: Mamani Carmen

Figura Nº3. Muestra de la mandarina. Color levemente grosella Integrante: Valverde Scarlett

Figura Nº04. Muestra de la lima. Color levemente grosella. Integrante: Irigoin Jely

VII.

CALCULOS Para encontrar el porcentaje de ácido cítrico en una muestra de jugo natural se utiliza se utiliza la siguiente ecuación. Masa de Acido % Acidez = --------------------------

x 100

Masa del Jugo

Los cálculos se basan en una reacción de neutralización: # Equivalentes del ácido = # Equivalentes de la base

1. CÁLCULO DE LA NARANJA Mamani Carmen Como base se utiliza una solución estándar de NaOH Despejando la masa del ácido: Masa de ácido = P.E. ácido x N BASE x V BASE Masa de ácido = 0.07004 x 0.106 x 9.8 Masa de ácido = 0.0728g

Donde el volumen de la base es el volumen gastado. 0.0728 % Acidez = -------------------------- x 100 9.1 % Acidez = 0.8% 2. CÁLCULO DE LA MANDARINA Valverde Scarlett Como base se utiliza una solución estándar de NaOH Despejando la masa del ácido: Masa de ácido = P.E. ácido x N BASE x V BASE Masa de ácido = 0.07004 x 0.106 x 7.9 Masa de ácido = 0.0587 g

Donde el volumen de la base es el volumen gastado. 0.0587

% Acidez = -------------------------- x 100 9 % Acidez = 0.7% 3. CÁLCULO DE LA LIMA Irigoin Jely Como base se utiliza una solución estándar de NaOH Despejando la masa del ácido: Masa de ácido = P.E. ácido x N BASE x V BASE Masa de ácido = 0.07004 x 0.106 x 1.8 Masa de ácido = 0.0134g

Donde el volumen de la base es el volumen gastado. % 𝐴𝑐𝑖𝑑𝑒𝑧 =

0.0134 ∗ 100 9

% Acidez = 0.1%

4. CÁLCULO DEL TANGELO Linares Lisset Como base se utiliza una solución estándar de NaOH Despejando la masa del ácido: Masa de ácido = P.E. ácido x N BASE x V BASE Masa de ácido = 0.07004 x 0.106 x 18.8 Masa de ácido = 0.1396 g

Donde el volumen de la base es el volumen gastado.

0.1396 % Acidez = ------------------x 100 9

% Acidez = 1.6%

VIII. DISCUSIONES Según (Bermidez y Garcia, 2012). la operación volumétrica mediante la cual se determina la concentración de una solución a partir de otra solución de concentración conocida y con la cual reacciona químicamente se denomina titulación. Esta operación volumétrica se fundamenta en la neutralización que experimentan las dos soluciones al reaccionar y que se puede evidenciar al conseguir un cambio de coloración mediante el uso de un indicador apropiado. Existen dos variantes en la valoración volumétrica: acidimetría y alcalimetría. La acidimetría es la valoración de ácidos mediante álcalis (bases) y la alcalimetría es la valoración de álcalis mediante ácidos. El indicador utilizado vira de color cuando el pH de la solución cambia e indica que la cantidad estequiometria para producir un compuesto conocido al poner en contacto el ácido y la base ha sido alcanzada. Esto permite el cálculo de concentraciones o volúmenes de ácidos o bases a partir de los datos de una solución conocida. Análisis volumétrico: En el análisis volumétrico la cantidad de sustancia que se busca se determina de forma indirecta midiendo el volumen de una disolución de concentración conocida. El proceso de adición de un volumen medido de la disolución de concentración conocida para que reaccione con el constituyente buscado, se denomina valoración. La disolución de concentración conocida es una disolución patrón, que puede prepararse de forma directa o por normalización mediante reacción con un patrón primario. El punto final de la valoración se aprecia por un cambio brusco de alguna propiedad del sistema reaccionante. Estimado

mediante un indicador, este cambio debería presentarse idealmente en el momento en que se haya añadido una cantidad de reactivo equivalente a la sustancia buscada, es decir, en el punto estequiometrico del a reacción. Metodología. 1. Preparación de las soluciones para estandarizar.  Pesar en un vaso precipitado de 50 ml 1,15 g y 1,25g , por aparte de Na2CO3.  Añadir 50 ml de agua destilada.  Calcular las concentraciones de cada solución realizada. 2. Valoración de la solución.  Añadir 15 mL de la solución estándar, por aparte cada una, a un vaso precipitado de 250 mL  Añadir dos gotas de anaranjado de metilo y mezclar.  Cargar la bureta completa con HCl 0,1N.  Denotar punto de equivalencia y hallar número de moles del acido 3. Valoración de NaOH.  Añadir 5 ml de NaOH, mas 50 Ml de agua destilada y agitar.  Añadir dos gotas de fenolftaleína y agitar.  Cargar bureta con HCL y determinar el punto de equivalencia.  Determinar las moles de NaOH. 4. Determinar contenido de ácido cítrico.  Añadir 10 ml de jugo a probeta más 20 ml de agua destilada.  Agregar dos gotas de fenolftaleína y tomar NaoH valorado.  Titular, hallar concentración y realizar por duplicado.

Según (Parra, 2015) En química los procesos de alcalimetría y acidimetría, son ambos, métodos de análisis cuantitativo volumétrico, pero son métodos inversos entre ellos.

En el caso de la alcalimetría, se hace referencia a la forma de hallar la concentración de una solución alcalina, o también de la determinación de la cantidad de álcali, por ejemplo, los óxidos, hidróxidos o carbonatos o cualquier otra basa fuerte o débil como el amoniaco, contenidos en una muestra. Por otro lado, la acidimetría, es el método que se encarga de determinar la cantidad de ácido que se encuentra de manera libre en la disolución. En ambos métodos se utilizan los mismos procesos. En nuestra práctica, utilizaremos fenolftaleína como indicador, y que es el más apropiado para determinar el punto final de la reacción, indicando un cambio de color, pasando de incoloro a rosa. Materiales: 3 matraces Erlenmeyer de 250 ml, Matraz aforado de 100 y 200 ml, Pipeta aforada de 5,10, 25 o 50 ml, 3 vasos de precipitado de 250 ml, Soporte universal, Pinzas para bureta, Bureta de 25 o 50 ml, Pipeta graduada de 5 ml, Balanza analítica Reactivos: Agua destilada, NaOH grado reactivo, jugo de naranja, jugo de guayaba, jugo de limón Solución de fenolftaleína Técnica: 1. Preparar 100 ml de NaOH 0.1 N 2. Toma una muestra de 25 ml de bebida con jugo de naranja y dilúyela en agua destilada en proporción de 1:10 3. De la muestra diluida de bebida, toma 25 ml colócala en un matraz Erlenmeyer 4. Repite el paso anterior con otros dos matraces. Numera con etiquetas cada matraz, con números 1,2 y 3 para tener un control de la técnica analítica 5. Agrega a cada matraz Erlenmeyer 4 o 5 gotas de indicador de fenolftaleína 6. Coloca en tu burata el hidróxido de sodio 0.1 N y procede a titular cada una de las muestras

7. No olvides registrar el volumen inicial y final de cada determinación, pues necesitaras los datos para efectuar los cálculos posteriores 8. Determina el porcentaje de ácido cítrico presente en las bebidas comerciales.

% 𝐴𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑖𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 =

IX.

NNaOH x VNaOH x m. eq. Ácido cítrico ∗ 100 Gramos de muestra

CONCLUSIONES 

Los análisis que se le hacen a los alimentos implican largos procedimientos, uno de ellos es la determinación de acidez por lo cual permite conocer la acidez y en ocasiones el pH que puede contener algún alimento. Se realiza por medio de una titulación, una solución acido más unas gotas de un indicador y un hidróxido.



Esta determinación es de gran importancia ya que en esta nos da a conocer si consumimos algún alimento que contiene o no un alto número de acidez y que puede ser consumido.

X.

RECOMENDACIONES 

Se recomienda agitar la muestra, ya que así se verá, si la muestra da un color levemente grosella y no cambia, sino se mantiene.



También debemos de reconocer y ver el gasto, para hacer los cálculos correspondientes y así ver cuánto de error hay.

XI.

BIBLIOGRAFIA

Bermúdez C. (2012). Informe sobre determinación de ácido cítrico de jugo de frutas comercial Universidad de SANTANDER-UDES, laboratorio de análisis químico instrumental Yamel L. (2015). Manual de Prácticas de laboratorio. Universidad Autónoma del Estado de México, Facultad de Medicina. Bermidez y Garcia. (2012). Universidad de santarder - UDES, Determinacion volumetrica de acido citrico en jugos de frutas comerciales, Bacteriologia y Laboratorio Clinico, analinasis quimico. Parra, M. (2015). Determinación de ácido cítrico en jugos de frutas comerciales.

XII. XIII. ANEXOS

Figura N° 05: Muestra del Limón

Figura N° 06: Muestra de la mandarina

Figura N° 07: Muestra de la naranja