UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

QUÍMICA INDUSTRIAL

LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA III

Profesora: Juana Cabrera Hernández.

GRUPO: 1401

PROYECTO“Determinación de la calidad de una bebida alcohólica

(Vodka smirnoff)”

INTEGRANTES:Hernández Pacheco Leysny.Martínez Jiménez Ricardo.

Siete Gallegos Claudia Xóchitl.

Cuautitlán Izcalli, Edo. de México 25 de noviembre de 2015.

INTRODUCCIÓN.

Es posible determinar la calidad de una bebida alcohólica, a través de sus propiedades constitutivas. A lo largo de las siguientes páginas, se planea la determinación de la calidad de una bebida alcohólica, mediante la medición de propiedades fisicoquímicas, tales como: el índice de refracción (ɳ), densidad y viscosidad.

Experimentalmente, se pretende relacionar dichas propiedades contra la fracción mol (%alcohol), a partir del estudio de un sistema binario de las sustancias etanol-agua para definir la calidad de una bebida alcohólica. Las variables que se controlarán son la temperatura y las concentraciones de cada sistema.

La viscosidad de nuestra muestra fue determinada mediante el uso de un viscosímetro de Ostwald, para posteriormente darle el tratamiento adecuado a los resultados, y finalmente hacer un análisis de éstos. Otra propiedad a analizar es la densidad, la cual fue determinada mediante el método del micropicnómetro. Finalmente el índice de refracción, este fue determinado mediante el uso de un refractómetro de Abbe.

Estas propiedades fisicoquímicas nos proporcionan la información de interés, para poder compararla con lo indicado por las normas mexicanas y establecer si nuestra muestra cumple con los estándares de control de calidad.

Finalmente, y en base a los resultados obtenidos, objetivos planteados y al análisis de resultados, se concluirá en base a lo indicado en la NOM-142-SSA1/SCFI-2014, Bebidas alcohólicas. Especificaciones sanitarias. Etiquetado sanitario y comercial.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Comparar los resultados experimentales obtenidos del análisis fisicoquímico de una muestra de vodka, con los indicados en la norma y en la etiqueta para determinar si ésta cumple con los estándares de calidad.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar algunas propiedades fisicoquímicas de las bebidas alcohólicas (Vodka smirnoff)

Comparar los resultados obtenidos con lo establecido en las normas. Conocer la importancia de estas propiedades fisicoquímicas para su control

de calidad. Aplicar los conocimientos teóricos adquiridos sobre viscosidad, densidad e

índice de refracción. Determinar la viscosidad de un sistema binario de etanol-agua. Adquirir experiencia en la medición de la viscosidad con el viscosímetro de

Ostwald. Adquirir experiencia con el funcionamiento y manejo del refractómetro de

Abbe para medir el índice de refracción. Construir la curva patrón del índice de refracción versus composición para

una mezcla binaria de etanol-agua. Determinar la composición de mezclas binarias a partir de mediciones de su

índice de refracción. Aplicar los conocimientos teóricos sobre densidad. Determinar la densidad de una muestra de vodka mediante el método del

micropicnómetro.

JUSTIFICACIÓN

Las bebidas alcohólicas son aquellas bebidas que contienen etanol (alcohol etílico) en su composición. Atendiendo a esto es de gran importancia el conocer si un producto cumple con lo indicado en su etiqueta o en las normas, ya sea por salud o económicamente.

El presente proyecto determinará propiedades fisicoquímicas de una muestra de vodka, como lo son el índice de refracción, viscosidad y densidad, las cuales nos indicaran si el producto cumple con los estándares de calidad de las bebidas alcohólicas y se realizará un análisis de los resultados obtenidos con lo reportado en la etiqueta y con lo indicado en la norma.

La parte experimental se realizará utilizando un producto comercial de vodka marca Vodka Smirnoff®, el proceso experimental se llevará a cabo en una sesión de laboratorio haciendo uso del material disponible en el laboratorio de Fisicoquímica.

DESARROLLO EXPERIMENTAL.Material Equipo Reactivos

9 Matraces Erlenmeyer de 5mL con tapón de hule

2 Pipeta graduada de 2 mL (1/100)

1 Termómetro

1 Piseta

1 picnómetro de 5ml

1 guante de látex

1 Refractómetro 1parrilla con agitador magnético

Etanol

1 Gotero

1 Soporte universal con pinzas

1 Pinzas para bureta

1 Cronometro

1 Viscosímetro de Ostwald

3 Vasos de precipitados de 50mL.

1 Vaso de Precipitados de 2 L

Índice de refracción.

1. Se lavó y secó perfectamente el material de vidrio.

2. Se registró la temperatura de trabajo.

3. Se prepararon las siguientes soluciones.

Agua –etanol

Ttrabajo= 22 °C.

muestra A B C D E F G H IVH20/ml 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 3.6Vetanol/ml 3.6 3.2 2.8 2.4 2 1.6 1.2 0.8 0.4

4. Se midió el índice de refracción del componente puro y de cada solución de la “A” a la “I”, inmediatamente después de ser preparada. Se aplicaron las muestras con un gotero de plástico y después de la medición, limpiar la superficie del prisma con algodón impregnado de acetona.

5. Finalmente se midió el índice de refracción de la muestra.

Densidad.

1. Se lavó y secó perfectamente el material de vidrio. Excepto el micropicnómetro. El micropicnómetro se debe manipular con ayuda de un guante de látex.

3. Se determinó la masa del micropicnómetro seco.

4. Se determinó la masa del micropicnómetro lleno de agua destilada.

5. Se determinó la masa del micropicnómetro lleno con etanol.

6. Se determinó la masa del micropicnómetro lleno con la muestra.

7.-repetir el experimento por triplicado.

Viscosidad.

1. Se colocó el viscosímetro de Ostwald dentro de un baño de agua a temperatura constante.

2. Se hicieron mediciones del tiempo de flujo del agua y del etanol a temperatura ambiente.

3. Repetir el punto anterior tres veces.

4. Repetir lo anterior a otras dos temperatura, se recomienda a 30 y 40°C aprox.

RESULTADOS.

Índice de refracción.

Tabla 1. Índice de refracción de los sistemas de etanol y agua para la curva de calibración.

XETANOL %Etanol I.R.0 0 1.3326

0.0404 12 1.34010.0888 24 1.34690.1372 34 1.35230.1952 44 1.35490.2660 54 1.35680.3543 64 1.36180.4677 74 1.36120.6184 84 1.36430.8287 94 1.3641

1 100 1.3610Muestra ++++ 1.3573

Tabla 2°.Masas del picnómetro con distintas sustancias.

Sistema Masa (g)Vacío 1.48

Con agua 2.886Con

muestra2.8164

Tabla 3°. Tiempo promedio de flujo para el agua, etanol y la muestra en el viscosímetro de Otswald a una temperatura de 22 °C.

Muestra Agua (s) Etanol (s)182.4 76.59 130.962

ANÁLISIS DE RESULTADOS.Construcción de las curvas patrón.

De los datos de la Tabla 1° se construyó la gráfica 1.

Gráfica 1°. Índice de refracción contra porcentaje de etanol.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1001.31

1.32

1.33

1.34

1.35

1.36

1.37

f(x) = − 3.95457582880329E-06 x² + 0.000695197612744443 x + 1.33248691432056R² = 0.990945683299422

Índice de refracción vs % de Etanol

% de Etanol

Índi

ce d

e re

frac

ción

Al graficar el índice de refracción vs % de etanol obtenemos una ecuación(y = -4E-06x2 + 0.0007x + 1.3325)por lo cual a partir del valor obtenido de Índice de refracción de la muestra se calcula el porcentaje de etanol presente en la muestra de “Vodka Zaverich” el cual tuvo un I.R.=1.3573.

Se utilizan los coeficientes de la ecuación de tercer grado y el valor de 1.3573 como “Y” para obtener el valor de X.

A B C D-4.00E-09 -3.00E-06 0.0007 1.3325

Por lo tanto: se puede determinar que el valor de X es igual a 34.55% y este representa el porcentaje de etanol presente en la muestra

La NOM-142-SSA1/SCFI-2014, Bebidas alcohólicas. Especificaciones sanitarias. Etiquetado sanitario y comercial, en el apartado 5 Disposiciones y especificaciones sanitarias, se especifica que el contenido reportado en la etiqueta tiene una tolerancia de 0.5% de Alcohol, sabiendo que la muestra reporta en su etiqueta un

36 %, comprándolo con el 34.55 % obtenido experimentalmente este producto no cumpliría esta norma.

Densidad de la muestra de “Vodka Zaverich”.

Utilizando los datos de la Tabla 2° se calcula la densidad de la muestra de alcohol etílico.

Volumen Picnómetro 1.4085 mLMasa de la muestra 1.3364 gDensidad de la muestra

0.9488 g/mL

Viscosidad de la muestra de “Vodka Zaverich ”.

Con los datos de la Tabla 3° se obtiene un promedio en los tiempos en segundos del flujo de la muestra.

Temperatura (°C)

Tiempo (s)

Densidad “ ” (g/mL)

21 185 0.9488

Dado que el viscosímetro de Ostwald mide el tiempo de flujo de los líquidos (t1 y t2), y las presiones son proporcionales a las densidades de los líquidos, se puede escribir como (donde 𝜂=viscosidad y 𝜌=densidad):

η1η2

=ρ1 t1ρ2 t2

Conocemos las densidades y los tiempos de las sustancias puras, además que tenemos reportado el dato de la viscosidad absoluta del agua a 21°C que es 1E-03 Kg/ms.

Ya obtenidos estos los valores para las sustancias puras ahora se calculan con la muestra problema de “Vodka smirnoff ” de la misma manera.

T (°C)

Tiempo muestra (s) ρ muestra (g/mL) Viscosidad absoluta muestra

21 185 0.9488 1.9068E-03

Para determinar el porcentaje de etanol presente en la muestra se utilizó la ecuación obtenida del índice de refracción vs % de etanol y esto nos permitió calcular el porcentaje. La NOM-142-SSA1/SCFI-2014, Bebidas alcohólicas. Especificaciones sanitarias. Etiquetado sanitario y comercial, en el apartado 5 Disposiciones y especificaciones sanitarias, se especifica que el contenido reportado en la etiqueta tiene una tolerancia de 0.5% de Alcohol, sabiendo que la muestra reporta en su etiqueta un 36 %, comprándolo con el 34.55 % obtenido experimentalmente este producto no cumpliría esta norma.

Por otro lado la densidad se encuentra entre los rangos que puede tener las bebidas denominadas Vodka ya que no fueron menores que la densidad del etanol ni mayores que la densidad del agua, las normas oficiales mexicanas y los organismos internacionales no se basan en la calidad de estas bebidas por su densidad por lo cual no está estipulado un rango exacto. Para la viscosidad en realidad esta se determinó normalmente y no se considera un patrón real de calidad ya que no es una propiedad que se determine en un muestreo.

Etiqueta Muestra de Vodka

CONCLUSIONES.

Al finalizar la parte experimental y hacer el respectivo análisis de resultados, para la realización del proyecto podemos concluir que se cumplieron con los objetivos ya que se logró:

• Determinar algunas propiedades fisicoquímicas (índice de refracción, densidad Y viscosidad) de las bebida alcohólica Vodka smirnoff.

• Se comparar los resultados obtenidos con lo establecido en las normas.• Se conoció la importancia de estas propiedades fisicoquímicas y su

aplicación para realizar el control de calidad ya que estas propiedades son ampliamente utilizadas en la industria.

• Se aplicaron los conocimientos teóricos en un problema experimental.

Se determinó el contenido de alcohol en una bebida alcohólica.

BIBLIOGRAFÍA.

D. Farrington. Curso de Fisicoquímica Experimental. Mc.Graw Hill. México, 1972.

H. S. Maron y F. C. Prutton. Fundamentos de fisicoquímica. Limusa. México. 1975.

NORMA Oficial Mexicana NOM-006-SCFI-2012, Bebidas alcohólicas-Especificaciones

NOM-142-SSA1/SCFI-2013, Bebidas alcohólicas. Especificaciones sanitarias. Etiquetado sanitario y comercial.

http://www.crt.org.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=257&Itemid=246&lang=es

http://www.tequileros.org/main_en.php http://bebidas.about.com/od/Cocteleria_101/a/Que-Significan-Los-Grados-

Alcoholicos.htm http://www.dof.gob.mx/nota_detalle_popup.php?codigo=5282165