LAB #6: DETERMINACIN DE CIDO ACTICO EN VINAGRE Pgina 9

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS & TECNOLOGA

Qumica Inorgnica: LAB

Experimento #6:

Determinacin de cido Actico en Vinagre1IntroduccinLa palabra vinagre se deriva del francs "Vin" que significa vino y la palabra "aigre" que significa agrio. El vinagre fue hecho primero de vino, tal como lo indica su nombre desde pocas remotas. Se conoce que el vinagre fue usado en Babilonia 5,000 aos antes de Cristo, las escrituras bblicas lo mencionan e Hipcrates lo us como medicina. En Francia, en el siglo XVI, el vinagre se haca de uvas para el consumo hogareo y para la exportacin. En Inglaterra, el vinagre fue hecho primeramente de malta, por mtodo que dispona de la cerveza agria. Por esta razn fue conocido como "alegar". Aunque el nombra del vinagre ha sido desde entonces el aceptado, el vinagre de malta es an el corriente en las Islas Britnicas. No se sabe con certeza cundo comenz a producirse en Amrica, en verdad debi aparecer desde muy temprano como un producto del hogar. En los Estados Unidos, el jugo de manzana se usa ampliamente para este fin. Sin embargo, puede obtenerse de igual calidad de muchas frutas y vegetales. El vinagre concentrado que se produce ahora en gran cantidad se usa extensamente para encurtidos. Hay pocos hogares en los cuales el vinagre no sea usado en alguna forma para dar sabor, preservar o para encurtidos.El vinagre es esencialmente una solucin diluida de cido actico hecho por fermentacin, a la que se le agregan sales y extractos de otras materias. Estas sustancias adicionales, cuya naturaleza y cantidad exacta dependen sobre todo del ingrediente utilizado, dan al producto su cualidad distintiva. El azcar es la base en la produccin del vinagre. Cualquier solucin diluida de un azcar fermentable puede transformarse en vinagre en condiciones favorables. Muchos jugos de frutas se prestan para este fin si contienen en proporcin apropiada azcar y otras sustancias necesarias o deseables.Todo vinagre se hace por dos procedimientos bioqumicos distintos y ambos son el resultado de la accin de microorganismos. El primer proceso es llevado a cabo por la accin de fermentos que transforman el azcar en alcohol y en el gas bixido de carbono. Esta es la fermentacin alcohlica. El segundo proceso resulta de la accin de un grupo amplio de aceto-bacterias que tienen el poder de combinar el oxgeno con el alcohol, para as formar cido actico. Esta es la fermentacin actica o acetificacin.El porcentaje de cido actico en vinagre vara entre 3% y 6% por volumen, dependiendo de la marca. En este experimento usaremos el proceso de titulacin para determinar el porcentaje de cido actico en una muestra dada de vinagre comercial.

La titulacin en una tcnica de laboratorio mediante la cual podemos determinar la concentracin desconocida de un reactivo utilizando otro reactivo de concentracin conocida que reacciona qumicamente con el reactivo al cual se quiere determinar la concentracin. Para esto necesitamos tener la reaccin qumica balanceada que ocurre en el matraz. Tambin necesitamos un medio para saber cuando la reaccin se ha completado; esto se conoce como el punto final o el punto de equivalencia. En este punto todo el desconocido ha reaccionado con el otro compuesto (el agente titulante).

Para determinar el punto final de la titulacin, se utiliza una sustancia que cambien de color cuando se consuma todo el reactivo que estamos analizando. Por ejemplo, si se est reaccionando un cido (en nuestro caso, vinagre) con una base, cuando todo el cido se consuma, tendremos un exceso de base. El indicador apropiado a este caso debe cambiar de color en ambos medios, cido y bsico.

Luego que tenemos el punto final de la reaccin, nuestra reaccin qumica nos dice en que proporcin reaccionan ambos compuestos. Si el desconocido reacciona en proporcin uno a uno, por ejemplo, con el otro reactivo de concentracin conocida, simplemente con calcular cuantos moles reaccionaron del conocido con el desconocido, podemos saber cuantos moles tenamos del desconocido originalmente.

cido actico tiene la frmula CH3COOH. A veces se abrevia HOAc. Como todo cido, actico reaccionan con una base para producir sal y agua. Por ejemplo, al tratar cido actico con la base hidrxido de potasio, ocurre la siguiente reaccin:

CH3COOH + KOH CH3COO-K+ + H2O

La reaccin nos dice que un mol de cido actico reacciona con un mol de hidrxido de potasio para producir un mol de acetato de potasio y un mol de agua. Vemos en esta reaccin que el cido reacciona con la base en proporcin de 1 a 1 lo cual es excelente para nuestro experimento. Por lo tanto, el agente titulante que utilizaremos para determinar la concentracin desconocida del cido actico ser KOH. Se puede usar NaOH tambin, pero esta base absorbe CO2 de la atmsfera y CO2 reacciona con agua produciendo cido carbnico lo cual puede afectar un poco nuestros resultados.Por ejemplo, digamos que tenemos 100 mL de vinagre y queremos saber cunto cido actico contiene. Montamos un aparato de titulacin (como se muestra ms adelante) y vamos aadiendo pequeas muestras de KOH 0.1 M. Aadiremos KOH hasta llegar al punto final de la titulacin; es decir, cuando el indicador cambie de color.

EJEMPLO

Digamos que usted aade KOH a su muestra de vinagre, y el cambio de color ocurre cuando se han aadido 25 mL de KOH 0.5 M.

Moles de NaOH que han reaccionado:

Si usamos volumen en litros:

Moles = VolumenL X Molaridad

Moles = 0.0125 moles

Si usamos volumen en mililitros (mL)

Milimoles = VolumenmL X Molaridad

Reaccionaron, entonces, 0.0125 moles de KOH. Debido a que la base reacciona con el cido en proporcin de 1:1, tenemos entonces 0.0125 = 12.5 x 10-3 moles del cido actico en nuestra muestra de vinagre.

El porcentaje de actico se calcula con la siguiente frmula:

Cmo calculamos los gramos de cido actico? Para eso cambiemos los 0.0125 moles de actico a gramos con la frmula siguiente:

Sustituyendo en la frmula dada anteriormente,

Porcentaje de cido Actico = 2.88% = 3%

Otro modo de calcular el porcentaje de cido actico en una muestra de vinagre, es basndose en la molaridad de la muestra.

Para calcular la molaridad de cido actico en el vinagre, tenemos la frmula:

VL x M = moles

MA se refiere a la molaridad del cido actico. Con este dato, podemos calcular porcentaje de actico con la frmula siguiente:

Al efectuar una titulacin, se va aadiendo volmenes pequeos del titulante al envase que contiene la muestra titulada mientras se agita constantemente. Cada porcin de titulante que se aade, consume una cantidad de la especie siendo titulada de acuerdo a la estequiometra de la reaccin. Las porciones de titulante que se aadan tienen que ser pequeas para asegurarse que no se aada un exceso del mismo. Mientras no hay un cambio permanente en el color de la solucin, la especie titulada no se ha consumido plenamente. Cuando se est acercando el momento de consumir toda la especie titulada, la solucin se tornar momentneamente de otro color, pero regresa a su color en menos de 5 segundos. En el momento en que toda la especie titulada se consume, la solucin cambia permanentemente de color (por lo menos durante 30 segundos) y a partir de este momento no se aade ms titulante. El volumen de titulante necesario para que ocurra el cambio permanente en color se conoce como el punto final de la titulacin. Dicho volumen se utiliza para determinar la cantidad de especie titulada.

El indicador que usaremos en este experimento se llama fenolftalena. Esta sustancia es incolora en medio cido y rosada en medio alcalino.

Incoloro

Rosado

Al llevar a cabo la titulacin del cido actico con NaOH, es importante aadir la fenolftalena antes de aadir NaOH. Como la solucin de Hac es cida, el indicador se va a mantener incoloro mientras haya cido actico. Al llegar al punto final de la titulacin (cuando todo el HAc se consume) la solucin cambia de incolora a rosa. En una titulacin satisfactoria el color de la solucin en el punto final es bien plido. En una titulacin insatisfactoria, el color de la solucin es intenso, lo cual indica que se aadi un exceso intolerable del titulante. Este error puede prevenirse si la adicin del titulante se hace en pequeas porciones.

PrecaucionesEl NaOH es una base fuerte. Utilice guantes. Evite que le caiga en la piel. De caer algo de NaOH en su piel, lvese bien con agua por un periodo no menor de 15 minutos. Evite aspirar los vapores del vinagre y el cido actico que este contiene.Materiales

Sern necesarios los siguientes materiales y equipo por cada pareja de estudiantes:

Vinagre incoloro, 5.0 mLMatraz erlenmeyer de 125 mL

Bureta para titular de 50 mLNaOH, Hidrxido de sodio, 0.1 MSolucin indicador de FenolftalenaProcedimiento

El siguiente procedimiento se llevar a cabo en triplicado. EL vinagre que se debe usar es el incoloro.

1. Pesar 5.00 mL de una muestra de vinagre (incoloro) transferida a un matraz cnico de 125 mL.

2. Aada aproximadamente 30 mL de agua destilada al vinagre que ya peso.

3. Monte el siguiente equipo de titulacin que se ilustra en la pgina siguiente. Recuerde lavar bien la bureta con agua primero, y luego con porciones de NaOH para saturar las paredes internas con el titulante..

4. Llene la bureta con el agente titulante (NaOH, 0.1 M). No hay que llenarla hasta la lectura de 0.0 si se anota la lectura del menisco.

Verifique que su equipo est montado como se ilustra en la siguiente pgina. Siga el modelo para observar bien el nivel del menisco.

Bureta con

KOH, 0.1 M

Matraz con la muestra de

vinagre diluida + fenolftalena

5. 6. 6. Co5. Aada dos gotas de indicador fenolftalena a la muestra de vinagre diluida.

6. Comience a titular lentamente y agite la solucin constantemente para asegurar que los reactivos se mezclen bien. Mientras procede la titulacin va a notar un cambio en color de incolora ( rosa en la porcin de la solucin donde cae el titulante. Al principio el color rosa del indicador desaparece rpidamente, sin embargo, a medida que progresa la titulacin, el color rosa permanece por ms tiempo. Cuando observe que el color no desaparece rpidamente, aada el titulante ms lentamente.

7. Eventualmente, al aadir una gota del titulante, la solucin adquirir un color rosa tenue que permanecer por ms de 15 segundos. En ese momento, anote la lectura final de volumen de titulante.

8. Repita el procedimiento con dos muestras adicionales de vinagre.

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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS & TECNOLOGA

Qumica Inorgnica: Reporte de Laboratorio

Experimento #6:

Determinacin de cido Actico en Vinagre1Titulacin de Vinagre - Data y Reporte de Laboratorio

1era corrida:

Lectura inicial de la bureta: _____________________

Lectura final de la bureta: ______________________

VB: ___________________________________

2da corrida:

Lectura inicial de la bureta: _____________________

Lectura final de la bureta: ______________________

VB: ___________________________________

3ra corrida:

Lectura inicial de la bureta: _____________________

Lectura final de la bureta: ______________________

VB: ___________________________________

Marca: ______________________

% Acidez segn el manufacturero: _______

1era corrida2da corrida3ra corrida

MB

VB

VA

MA

%

MA * VA = MB * VB resuelva por MA

MB : molaridad del hidrxido de potasio

VB: volumen del hidrxido de potasio utilizado para llegar al punto final en mL.

MA: molaridad del cido actico (calculada)VA: volumen de vinagre usado en mililitros

MA* (60.0 (g/mol) / 1000 (mL/L) * 100% = % cido actico:

Calcule el porcentaje por peso y el porcentaje por masa a cada muestra. A qu se debe la diferencia?

Porcentaje por peso:

Porcentaje por volumen:

PREGUNTAS

1. Cul es el % promedio de cido actico en cada muestra? Compare estos resultados con los valores en la etiqueta.

2. Si su muestra de cido actico contuviera alguna impureza alcalina, usted esperara que la molaridad de la muestra fuera igual, mayor o menor que otra muestra sin la impureza?

3. Si usted sobretitular su muestra de vinagre (el color es rosa oscuro), cmo sera la molaridad calculada del cido actico: igual, mayor o menor que en una solucin titulada correctamente?

4. Un estudiante titul 25.00 mL de una solucin de vinagre con una densidad de 1.00 g/mL. El cido actico en el vinagre requiri 39.50 mL de NaOH 0.500 M para llegar al punto final de la titulacin con fenolftalena. La reaccin de neutralizacin cido-base es:

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) ( CH3COONa (aq) + H2O(l)

cido Actico

a. Calcule el % por masa del cido actico en el vinagre.

ENE/MAY, 2007

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

1

2

3

4

5

Asegrese que no haya burbujas en la punta de la bureta.

Anote la lectura del volumen inicial del NaOH.

La punta de la bureta debe estar en el cuello del matraz.

Asegrese de que aadi indicador (fenolftalena) a la muestra de vinagre diluida.

Utilice un pedazo de papel blanco para observar bien el cambio en color del indicador.

EMBED Equation.3

Qumica Inorgnica: LABORATORIO

Harry Alices-Villanueva, Ph.D.

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